[实用新型]基于步进电机的全自动风向控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及小型风向检测仪技术领域，具体涉及一种基于步进电机的全自动风向控制系统。

背景技术

目前，小型风向检测仪中风向的检测需要手动转动风向码盘，通过风向码盘转动的角度与风向传感器给出的角度进行比较，判断风向传感器工作是否正常。但是，这种人工手动旋转风向码盘的方式存在一些问题，在每一次旋转风向码盘时都需要反复调整风向码盘，使风向码盘转动到指定的角度，比较浪费时间和精力，并且要在旋转风向码盘的同时记录一次数据，检测过程比较繁琐，费时费力。

实用新型内容

为了解决现有采用手动转动风向码盘对小型风向检测仪中的风向进行检测而存在的检测过程繁琐且费时费力的问题，本实用新型提供一种基于步进电机的全自动风向控制系统。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

基于步进电机的全自动风向控制系统，包括主控制器、与所述主控制器相连的步进电机驱动器、与所述步进电机驱动器相连的步进电机、与所述步进电机相连的风向码盘和与所述风向码盘相连的九位格雷码盘，所述九位格雷码盘与所述主控制器相连；所述主控制器根据需要输出的风向码盘的旋转角度产生相应个数的PWM调制波发送给步进电机驱动器，步进电机驱动器根据相应个数的PWM调制波产生相应个数的电脉冲信号发送给步进电机，步进电机受此电脉冲信号的驱动旋转相应的度数，步进电机带动风向码盘旋转并使其产生相应的旋转角度，九位格雷码盘采集风向码盘的旋转角度并将其反馈给主控制器，主控制器比较采集的风向码盘的旋转角度与需要输出的风向码盘的旋转角度，再根据比较结果控制步进电机停止旋转、正向旋转或反向旋转；循环上述过程，实现风向的全自动控制。

所述主控制器根据比较结果控制步进电机停止旋转、正向旋转或反向旋转的具体过程为：当采集的风向码盘的旋转角度与需要输出的风向码盘的旋转角度一致时，主控制器将不再向步进电机驱动器发送PWM调制波，步进电机不动；当采集的风向码盘的旋转角度与需要输出的风向码盘的旋转角度不一致时，如果前者大于后者，则主控制器向步进电机驱动器发送步进电机反向旋转及旋转度数的指令，步进电机根据步进电机驱动器产生的相应的电脉冲信号反向旋转一度；如果前者小于后者，则主控制器向步进电机驱动器发送步进电机正向旋转及旋转度数的指令，步进电机根据步进电机驱动器产生的相应的电脉冲信号正向旋转一度。

所述主控制器采用可编程的STM32F103RET6芯片，内部带有PWM控制器，在一定范围内可产生任意个数的PWM调制波。

所述步进电机驱动器采用型号为2HD8080的步进电机驱动器，最大工作电流为6.0A，最大工作电压为32V，步进电机驱动器自身带有保护功能，防止过流烧毁步进电机。

所述步进电机具体采用型号为86BYG250-98的步进电机，步距角为1.8°，转矩为7.5N.m，电压为24V，电流为4.0A。

所述风向码盘采用有机玻璃制成，刻度分辨率为1°，刻度范围为0°～360°。

所述九位格雷码盘采用九对微型的发光接收二极管，每旋转0.7度，九个发光二极管当中就有一个被风向码盘上的轨道遮挡，其对应的接收二极管的输出状态随之发生变化。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用主控制器产生的PWM调制波的个数不会有误差，使得步进电机控制器输出的脉冲信号也非常稳定，风向码盘旋转的角度也就稳定可控，并根据九位格雷码盘的反馈角度，可以精确测量风向码盘旋转的角度，实现风向检测的全自动化，缩短风向检测的时间。与现有技术相比，本实用新型实现了风向检测的全自动化，检测过程简单方便，全程无需人工旋转风向码盘，省时省力。

附图说明

图1为本实用新型的基于步进电机的的全自动风向控制系统的结构示意图；

图2为图1所示的全自动风向控制系统的控制流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的基于步进电机的全自动风向控制系统，由主控制器、步进电机驱动器、步进电机、风向码盘和九位格雷码盘组成，主控制器与步进电机驱动器通过电缆线相连，步进电机驱动器与步进电机通过电缆线相连，步进电机与风向码盘通过电缆线相连，风向码盘与九位格雷码盘通过电缆线相连，九位格雷码盘与主控制器通过电缆线相连。