步进电机驱动式电子指南针制造技术

本实用新型专利技术公开了一种步进电机驱动式电子指南针，包括微型步进电机、圆形塑料表盘指针、校正按钮、二维磁阻传感器、信号调理放大器、Ａ／Ｄ转换器、控制器。所述二维磁阻传感器将采集到当地的磁场信号传送到信号调理放大器，调理放大器将此信号放大后输出到Ａ／Ｄ转换器的输入端，Ａ／Ｄ转换器将调理放大器输出的信号转换成数字信号后输出到控制器，控制器对输入的信号进行硬铁补偿以及非正交补偿计算，然后输出控制信号到步进电机，驱动步进电机输出轴上的圆形塑料表盘指针旋转，指示当前位置的地磁场方位。本实用新型专利技术结构简单、工作稳定可靠，抗硬铁干扰和抗震动能力强，可应用于汽车等多种交通工具上或其它领域。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
步进电机驱动式电子指南针                          
本技术涉及一种指南针，特别是涉及一种步进电机驱动式电子指南针。                          
技术介绍
机械式指南针是一种重要的导航工具，是中国的四大专利技术之一。发展至今，主要有机械式的指南针和液晶(LCD)或数码管(LED)显示的电子指南针。这两类指南针受其所用技术的制约，在使用上存在许多的问题和不足。主要是机械式的指南针精度低，抗震动能力差、易受地面及周围环境铁磁物质的干扰，无法安装在汽车上以及很多其他激烈运动场合。而液晶显示的电子指南针因液晶偏振现象，易受光线的影响，其可视性不好，且不符合人们的观察习惯。                          
技术实现思路
本技术的目的是针对现有纯机械或纯电子指南针的缺陷而设计的一种机电一体化结构的指南针，它提供一种高精度、能补偿地面铁磁物质(硬铁)干扰，具有抗震动、能满足人们观察习惯的步进电机驱动式指南针。可应用于汽车、船舶等多种运动载体。为实现上述的目的，本技术的技术方案是：包括有二维磁阻传感器、信号调理放大器、A/D转换器、控制器、存储器、微型步进电机、塑料表盘指针、校正按钮，所述二维磁阻传感器的输出接信号调理放大器的输入，二维磁阻传感器将采集到的磁场的变化信号传送到信号调理放大器，调理放大-->器将此信号放大后输出到控制器的A/D采样接口端，控制器将该信号转换成数字信号，再将输入的信号进行硬铁补偿以及非正交补偿后，然后输出控制信号到步进电机，步进电机的输出轴上连有塑料表盘指针，步进电机的输出轴转动时带动塑料表盘指针指示磁场方位角，校正按钮与单片机相连。上述的步进电机驱动式电子指南针中，还包括磁复位脉冲电路，磁复位脉冲电路的输出与二维磁阻传感器连接，用于提供二维磁阻传感器的磁复位脉冲。上述的步进电机驱动式电子指南针中，还包括微型步进电机上电复位检测电路，其步进电机上电复位检测电路由红外光电开关组成，输出接控制器，用于控制步进电机。本技术的有益效果：本技术利用二维磁阻传感器获取磁场信号，经过处理后由控制器控制步进电机推动塑料表盘指针转动，并指明方向，这种装置中指南针采用塑料等非铁磁物质制成，这样既克服了机械式的指南针易受地面及周围环境铁磁物质的干扰，无法在激烈运动的汽车上正确指示地磁场方向的缺点，同时又克服了现有电子指南针可视度不好、方向性不直观的缺点。本技术的优势是机电一体，可用于汽车及许多其它运动场合。下面结合附图和具体实施图例对本技术作进一步的说明。                         附图说明图1是本技术的步进电机驱动式电子指南针原理框图图2是本技术的实施框图。图3是本技术的步进电机驱动式电子指南针内部结构分解图图4是本技术的面板图。-->图5是本技术嵌入到汽车通用仪表的组合图。图6是本技术中有二维磁阻传感器及信号调理放大器电原理图。                      具体实施方式参照图1、2，包括有二维磁阻传感器、置复位脉冲电路、信号调理放大器、A/D转换器、控制器、存储器、步进电机、步进电机复位检测电路、指南针，二维磁阻传感器采用霍尼韦尔磁阻式传感器HMC1022，该传感器含有四臂惠斯顿电桥。它将采集到的磁场的变化信号转变成X轴、Y轴的差动电压，再传送到信号调理放大器，调理放大器将此信号比较放大，再消除信号的偏移，输出到单片机控制器，控制器经A/D采样后，调理放大器输出的信号转换成数字信号，然后单片机控制器根据存储器存储的硬铁补偿以及非正交补偿数据，对输入的信号进行硬铁补偿以及非正交补偿，然后输出控制信号到步进电机，步进电机带动指南针转动指明方向。置复位脉冲电路提供二维磁阻传感器的置位及复位脉冲信号。步进电机复位检测电路采用红外光电开关，检测塑料表盘指针上的挡片，将该信号送单片机，以控制结束指针复位动作，其定位简单，安装简单。参见图3，图3是步进电机驱动式电子指南针的结构分解图，图中1为塑料表盘指针，2为塑料面盖，3为红外光电开关，4为校正按钮，5为PCB电路板，6为安装于PCB电路板上的四个背光LED，提供塑料表盘指针的夜间光源，7为微型步进电机输出轴，8为微型步进电机。塑料面盖对步进电机驱动式电子指南针内部元件起到保护作用。参见图4，图中1为圆形塑料表盘指针，11为圆形塑料表盘中央的丝印红色指针。-->初次安装或初次使用时，先按下按钮4，将步进电机驱动式电子指针水平旋转360度后(安装在汽车仪表台上则需驾车原地绕一圈)，再次按下按钮4，即完成校正动作。系统将根据产品使用的周围铁磁环境的改变进行硬铁补偿、非正交补偿操作，并将补偿参数存储于存储器中。以后往复使用则无需校正。本技术步进电机驱动式电子指南针具有硬铁补偿、正北校正、非正交补偿功能，方向指示精度可达3度，步进电机驱动指示磁场方向直观明了、可视度好、抗震能力强，能广泛应用于汽车、船舶及许多其它运动场所。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机驱动式电子指南针，包括有微型步进电机、塑料表盘指针、二维磁阻传感器、信号调理放大器、Ａ／Ｄ转换器、控制器、存储器、校正按钮，其特征在于：所述二维磁阻传感器的输出接信号调理放大器的输入，二维磁阻传感器将采集到的地磁场信号传送到信号调理放大器，调理放大器将此信号放大后输出到Ａ／Ｄ转换器的输入端，Ａ／Ｄ转换器将调理放大器输出的信号转换成数字信号输出到控制器，控制器对输入的信号进行硬铁补偿以及非正交补偿，然后输出控制信号到步进电机，驱动安装于步进电机的输出轴上的塑料表盘指针，以指示当前的地磁场方位角，校正按钮与控制器相连。

【技术特征摘要】
1、一种步进电机驱动式电子指南针，包括有微型步进电机、塑料表盘指针、二维磁阻传感器、信号调理放大器、A/D转换器、控制器、存储器、校正按钮，其特征在于：所述二维磁阻传感器的输出接信号调理放大器的输入，二维磁阻传感器将采集到的地磁场信号传送到信号调理放大器，调理放大器将此信号放大后输出到A/D转换器的输入端，A/D转换器将调理放大器输出的信号转换成数字信号输出到控制器，控制器对输入的信号进行硬铁补偿以及非正交补偿，然后输出控制信号到步进电机，驱动安装于步进电机的输出轴上的塑料表盘指针，以指示当前的地磁场方位角，校正按钮与控制器相连。2、根据权利要求1所述的步进电机驱动式电子指南针，其特征在于：所塑料表盘指针为圆形...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝平，彭希南，陈湘桥，陈登，易丽，黎添笑，黄新辉，谢稳，
申请(专利权)人：湖南九天科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]