图1.3 遮断式光电开关的电路图
为了控制开门长度，我们需要监控电机转数，因此需要取得电机的旋转脉冲。常用的元器件为光栅式编码器，为了降低成本，我们使用遮断式光电开关(见图1.3)和自制的光栅盘构成转速信号反馈组件，如图1.4所示，光栅盘上的透光孔依需要可打8～24个。
在不明显降低使用寿命的前提下，为了降低成本，可以选用优质的24V有刷电机。这样，电机的控制芯片就可使用目前很流行的LMD18200。LMD18200是美国国家半导体公司的单通道直流电机驱动芯片，在12～60V电压下，可输出高达3A的电流，可以驱动一个较大功率的直流电机或步进电机。它内部集成有续流二极管，并有一个电流检测反馈输出，过热时能自动关断。它具有一个方向引脚和一个PWM信号输入引脚，制动引脚输入支持再生制动。只要PWM信号的频率低于1kHz，芯片内部的电容就足以让电荷泵为H桥集成功放电路上的MOS场效应管提供较高的电压。当PWM信号频率高于1kHz时，引脚1和引脚2之间、引脚10和引脚11之间，需要各加一个0.01μF的电容。LMD18200的典型应用方式如图1.5所示。
电路设计由于红外感应自动移门的主控制器电路比较复杂，我们采取了层次化设计，共分为cpu&relay、sen&in、power 三个子电路(层次)，子电路之间的连接方法如图1.6所示。
1.cpu&relay 子电路
cpu&relay子电路如图1.7所示。单片机控制器IC101是整个系统的核心，负责整个红外感应自动移门的运行，这里使用功能强大、高性价比的ATmega16L，有效利用了它的片上资源。IC102为3位的数码管显示器，用来显示按键输入。SW101～SW103为按键输入电路。JP102为调试使用的JTAG仿真口。JP101为短路所用的双排针，用于选择是否启用JTAG仿真。继电器K101、K102用于通/断驱动电机的32V电压及锁停门扇。
图1.4 转速信号反馈组件示意图
图1.5 LMD18200的典型应用
图1.6 子电路的连接
2. sen&in 子电路
sen&in子电路如图1.8所示。IC201为高速光电耦合器，它将直流电机旋转编码器输出的15V脉冲信号转换为5V脉冲，送入单片机处理。JP202、JP203连接到用户状态设置面板上。用户状态设置面板由两把钥匙控制，其中一把钥匙控制锁停门扇，另一把钥匙控制自动移门的8种工作状态。IC202～IC205为光电耦合器。门外侧的红外感应探测器1的输出信号加到JP203的1号脚，门内侧的红外感应探测器2的输出信号加到JP202的6号脚。红外感应探测器的作用是探测是否有人靠近自动移门，一旦有人靠近，会输出一个低电平。IC206为美国国家半导体公司生产的直流电机专用推动电路LMD18200，单片机发出的调宽脉冲信号经PWM端输入，OUT1、OUT2端即输出对应的直流电机调宽推动脉冲。SACE端为刹车信号控制端，加高电平后实现直流电机的紧急刹车。FA端为正反转控制端，高电平控制电机正转，低电平控制电机反转。LMD18200的输出端扩展了以VT205～VT208为分立元件构成的直流电机桥式驱动器，功率余量大，性能稳定。R236、VT208、VT209等构成电机堵转检测电路，当检测门扇全开或全关时(这时电机产生堵转)，光电耦合器IC208导通，产生一个低电平给单片机。
