专利名称：一种io磁导航传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动导引车使用的导航传感器，具体地说是一种IO磁导航传感器。
背景技术：
在现有的磁导航方式的自动导引车控制系统中，磁导航传感器通常采用IO量表示当前磁场偏移的信息，也是目前使用最为广泛的一种导航方式。当磁导航传感器距离磁条高度在四公分左右时，磁条上方所对应有四至五个点传感器检测磁场强度达到指定标准会产生相应的IO信号，这里所用的磁条五公分宽表面磁场在200高斯。引导车根据输出IO 量的不断变化来判断当前磁条相对于传感器的位置，此前一直采用国外进口的磁导航传感器，价格昂贵，并且它内部的信号采集电路与供电电路和输出电路都是非隔离的，很容易受到外界的干扰存在隐患。

实用新型内容针对现有技术中IO磁导航传感器存在的输出信号容易受到外界干扰等不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种本低廉、信号稳定、使用灵活的IO磁导航传感器。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是本实用新型IO磁导航传感器具有数字磁信号采集电路、微控制器以及IO隔离电路，其中，数字磁信号采集电路将采集到的当前空间磁场数字信号送至微控制器的磁信号输入端，微控制器的输出端经IO隔离电路以IO方式形成IO磁导航传感器的输出端。所述数字磁信号采集电路包括磁传感器及数字磁传感器驱动模块，其中，磁传感器接收数字磁传感器驱动模块的驱动信号，将采集到的当前空间磁场模拟信号输入数字磁传感器驱动模块，数字磁传感器驱动模块输出数字信号以SPI总线上传至微控制器(Ul)。所述IO隔离电路包括IO驱动锁存器及光耦，其中IO驱动锁存器的数据锁存端通过数据总线及控制线与微控制器相连，IO驱动锁存器的输出端与光耦输入端相连；光耦的输出端接有反向保护二极管。还具有隔离开关电源，IO磁导航传感器通过该隔离开关电源接至外部供电电源， 在该隔离开关电源的输入端接有顺变管。本实用新型具有以下有益效果及优点1.本实用新型的磁场信号的检测与微控制器的控制电路与外部电源供电电路和输出电路完全隔离，避免了外界的干扰。2.本实用新型的信号输出端采用电流倒置保护功能，避免当外界电流反向时对传感器的损害。3.本实用新型采用数字磁传感器操作方便价格低廉，降低了生产成本。
图1为IO磁导航传感器电气结构框图；图2为微处理器电气原理图；图3A 3C为磁传感器驱动模块电气原理图(一) (三)；图4为IO隔离电路中IO驱动锁存器电气原理图；图5A、5B为IO隔离电路中光耦的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构及工作原理作进一步详细说明。如图1所示，本实用新型IO磁导航传感器具有数字磁信号采集电路、微控制器Ul、 IO隔离电路、隔离电源及其保护电路，其中，数字磁信号采集电路将采集到的当前空间磁场数字信号送至微控制器Ul的磁信号输入端，微控制器Ul的输出端经IO隔离电路以IO方式形成IO磁导航传感器的输出端。所述数字磁信号采集电路包括磁传感器及数字磁传感器驱动模块，其中，磁传感器在数字磁传感器驱动模块的驱动控制下，采集当前空间磁场模拟信号输入数字磁传感器驱动模块，数字磁传感器驱动模块输出数字信号以SPI总线上传至微控制器Ul ；所述IO隔离电路包括IO驱动锁存器及光耦，其中IO驱动锁存器的数据锁存端通过数据总线及控制线与微控制器Ul相连，IO驱动锁存器的输出端与光耦输入端相连。本实施例以15路数字磁信号采集电路为例。如图1所示，导航传感器由15个磁传感器组成，成水平排列，每三个磁传感器由一个磁传感器驱动模块来驱动，导航传感器共有16位IO输出点，前15位与15个磁传感器一一对应，最后一位代表当前磁场的极性，当检测到磁场为S极时第16位不输出，当检测到的磁场为N极时，第16位IO点输出信号。如图2所示，所述微处理器Ul通过输入输出端M0SI、MIS0、SCLK、RESET与每个磁传感器驱动模块相连，SSNOTA, SSNOTB, SSNOTC, SSNOTD, SSNOTE分别对应每个磁传感器驱动模块的片选引脚；DRDYA、DROTB、DRDYC、DRDYD、DRDYE分别对应磁传感器驱动模块的数据准备信号。如图3A 3C所示，第一磁传感器驱动模块UA驱动第一 三磁传感器SENXA、 SENYA, SENZA，第二磁传感器驱动模块UB驱动第四 六磁传感器SENXB、SENYB, SENZB，第三磁传感器驱动模块UC驱动第七 九磁传感器SENXC、SENYC、SENZC，第四磁传感器驱动模块UD驱动第十 十二磁传感器SENXD、SENYD, SENZD，第五磁传感器驱动模块UE第十三 十五磁驱动传感器SENXE、SENYE, SENZE0各磁传感器驱动模块的16、17脚分别与SENXA、 SENXB, SENXC, SENXD, SENXE相连，15与16脚间和17与18脚间接入68 Ω电阻；各磁传感器驱动模块的11、13分别脚与SENYA、SENYB, SENYC, SENYD, SENYE相连，10与11脚间和 13与14脚间接入68 Ω电阻；各磁传感器驱动模块的7、8脚分别与SENZA、SENZB, SENZC, SENZD, SENZE相连，在11096Α的6与7脚间和8与9脚间接入68 Ω电阻。如图4所示，微控制器Ul通过控制端U3EN、U4EN及数据总线P00、P01 P07与第一 二 IO驱动锁存器U3、U4的信号锁存脚和数据输入脚相连。如图5A、5B所示，数据输出端与第一 十六光耦Fl F16输入端相连，在各光耦的输出端需要分别接入第一 十六反向保护二极管Dl D16，防止电流反向。DC+5V为MV转5V隔离开关电源，负责整个系统供电。电源输入端并入顺变管(本实施例采用P6KE39CA)，防止高电压对系统电路的冲击。
权利要求1.一种IO磁导航传感器，其特征在于具有数字磁信号采集电路、微控制器(Ul)以及 IO隔离电路，其中，数字磁信号采集电路将采集到的当前空间磁场数字信号送至微控制器 (Ul)的磁信号输入端，微控制器(Ul)的输出端经IO隔离电路以IO方式形成IO磁导航传感器的输出端。
2.按权利要求1所述的IO磁导航传感器，其特征在于所述数字磁信号采集电路包括磁传感器及数字磁传感器驱动模块，其中，磁传感器接收数字磁传感器驱动模块的驱动信号，将采集到的当前空间磁场模拟信号输入数字磁传感器驱动模块，数字磁传感器驱动模块输出数字信号以SPI总线上传至微控制器(Ul)。
3.按权利要求1所述的IO磁导航传感器，其特征在于所述IO隔离电路包括IO驱动锁存器及光耦，其中IO驱动锁存器的数据锁存端通过数据总线及控制线与微控制器(Ul) 相连，IO驱动锁存器的输出端与光耦输入端相连。
4.按权利要求3所述的IO磁导航传感器，其特征在于光耦的输出端接有反向保护二极管。
5.按权利要求1所述的IO磁导航传感器，其特征在于还具有隔离开关电源，IO磁导航传感器通过该隔离开关电源接至外部供电电源，在该隔离开关电源的输入端接有顺变管。
专利摘要本实用新型涉及一种IO磁导航传感器，具有数字磁信号采集电路、微控制器以及IO隔离电路，其中，数字磁信号采集电路将采集到的当前空间磁场数字信号送至微控制器的磁信号输入端，微控制器的输出端经IO隔离电路以IO方式形成IO磁导航传感器的输出端。本实用新型的磁场信号的检测与微控制器的控制电路与外部电源供电电路和输出电路完全隔离，避免了外界的干扰，避免当外界电流反向时对传感器的损害。
文档编号G01C21/34GK201983796SQ20102063776
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者崔苍龙, 曹智荀, 魏星 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司