本發(fā)明設(shè)計一種新型可控電磁敲打力度的電路，它是用于控制電磁敲打的器件，是驅(qū)動及控制人體體感座椅的重要組成部分，且控制電磁敲打力度性能的穩(wěn)定和精準,屬于新型電子產(chǎn)品娛樂領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對新型娛樂項目的需求進一步加大，在傳統(tǒng)的三維影院普遍被觀眾所接受后，四維影院也悄然而生；四維影院實際上就是在三維影院的基礎(chǔ)上加體感座椅，它會根據(jù)電影的情節(jié)產(chǎn)生出不同的動作，觀眾坐在上面就會有身臨其境的感覺。

目前的體感座椅中增加兩個電動缸，只能隨著電影情節(jié)做一些擺動的動作來加強效果，但人身體的感應(yīng)器官是多樣的，急需增加新的元素，以加強人身體的觸覺感應(yīng)，為此，電磁敲打矩陣模塊應(yīng)用而生，12個模塊把電影情節(jié)的主要場景轉(zhuǎn)化成敲打人體的背部，電磁敲打時基本不發(fā)聲，敲打的力度時輕時重，時動時不動，充分結(jié)合人體的體質(zhì)特征，在觀賞電影的同時，增加了娛樂感，同時，背部還達到了按摩效果，使人生心受益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可控制電磁敲打力度和頻率的電路。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：由電源電路，電網(wǎng)電壓過零點檢測電路，過電壓和過電流保護電路，CPU單元電路，Can通訊模塊電路和驅(qū)動雙向可控硅電路組成。所述電網(wǎng)電壓過零點檢測電路的輸入端連接到電網(wǎng)的L和N上，輸出端連接到CPU單元電路的輸入引腳上；驅(qū)動雙向可控硅電路的輸入端連接到CPU單元電路的輸出引腳上，其輸出端和電磁敲打模塊電連接；Can通訊模塊電路連接到CPU單元電路的通訊引腳上；過電壓和過電流保護電路到CPU單元電路的輸入引腳上。

所述的電網(wǎng)電壓過零點檢測電路，包括隔離電壓傳感器、低通濾波器、比較器電路。隔離電壓傳感器輸入端連接到電網(wǎng)的L和N上，輸出與低通濾波器輸入電連接；低通濾波器輸出與比較器電路輸入電連接，處理后的輸出連接到CPU單元電路的輸入引腳上。

所述的驅(qū)動雙向可控硅電路，由CPU單元電路的輸出引腳（Out1）、+5V電源（+5V）、驅(qū)動芯片（U1）、驅(qū)動隔離光耦（U2）、雙向可控硅（Q1）、門極電阻（R1），吸收電阻（R2），吸收電容（C1）和電磁打擊模塊接線端子（P1）組成。

按上述方案，所述雙向可控硅（Q1）的型號為BT136S。

本發(fā)明的工作原理是：電網(wǎng)電壓經(jīng)過零點檢測電路后轉(zhuǎn)換成0~3.3V的方波信號，此方波信號和電網(wǎng)電壓是同相位，方波信號上升沿是電網(wǎng)電壓由負電壓到正電壓的過零點，方波信號下降沿是電網(wǎng)電壓由正電壓到負電壓的過零點；CPU單元接收和解碼主機發(fā)出的打擊強度和頻率指令；CPU單元輸出引腳為高電平時，可驅(qū)動雙向可控硅導(dǎo)通，一直導(dǎo)通到交流電的下一個過零點，CPU單元輸出引腳為低電平時，交流電的下一個過零點后雙向可控硅截止；在方波信號上升沿延時Td（0~9.8ms之間）時刻后，CPU單元輸出引腳給一個0.1ms的高脈沖到驅(qū)動雙向可控硅電路，可使電磁打擊模塊中其中一個打擊一次，此時，導(dǎo)通時間Tc=10-Td，故Td越大，導(dǎo)通時間Tc越小，打擊力度越小，Td越小，導(dǎo)通時間Tc越大，打擊力度越大。

本發(fā)明的有益效果是：

1）利用微機控制技術(shù)，電磁打擊力度和頻率可以精準控制，配有Can通訊接口，可做到多機并聯(lián)控制，打擊模塊可以無限擴展，接線簡單，抗干擾和可靠性大大提高；

2）12個電磁打擊模塊相對獨立，有各自的觸發(fā)指令信號，控制簡單，易維護；

3）結(jié)合電影情節(jié)，12個電磁打擊模塊做出不一樣的動作，使人達到身臨其境的感覺；

4）具有獨立的電壓和電流監(jiān)測電路，實時保證對打擊模塊的異常情況進行處理，保證安全可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明的驅(qū)動雙向可控硅電路。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的具體實施方式：

參照圖1所示，一種新型可控電磁敲打力度的電路，其特征在于，由電源電路，電網(wǎng)電壓過零點檢測電路，過電壓和過電流保護電路，CPU單元電路，Can通訊模塊電路和驅(qū)動雙向可控硅電路組成。所述電網(wǎng)電壓過零點檢測電路的輸入端連接到電網(wǎng)的L和N上，輸出端電連接到CPU單元電路的輸入引腳上；驅(qū)動雙向可控硅電路的輸入端電連接到CPU單元電路的輸出引腳上，其輸出端和電磁敲打模塊電連接；Can通訊模塊電路電連接到CPU單元電路的通訊引腳上；過電壓和過電流保護電路電連接到CPU單元電路的輸入引腳上。

參照圖1所示，電網(wǎng)電壓過零點檢測電路由隔離電壓傳感器、低通濾波器和比較器電路組成。過電壓和過電流保護電路由模擬隔離光耦、運送放大器、比較器和AD采樣電路組成。

參照圖2所示，驅(qū)動雙向可控硅電路，由CPU單元電路的輸出引腳（Out1）、+5V電源（+5V）、驅(qū)動芯片（U1）、驅(qū)動隔離光耦（U2）、雙向可控硅（Q1）、門極電阻（R1），吸收電阻（R2），吸收電容（C1）和電磁打擊模塊接線端子（P1）組成。

按上述方案，所述雙向可控硅（Q1）的型號為BT136S。

實施例中，CPU的型號為STM32F407，U1的型號是74HC245，U2的型號是MOC3021，R1=100歐，R2=100歐,2瓦特，C1=0.1uF/275V，P1是250VAC，5A的接線端子。

CPU單元電路由ARM處理器、晶振電路、復(fù)位電路和存儲電路組成。

驅(qū)動雙向可控硅電路由驅(qū)動芯片、隔離光耦和吸收回路電路組成。

實施例的工作原理如下：

電網(wǎng)電壓經(jīng)過零點檢測電路后轉(zhuǎn)換成0~3.3V的方波信號，此方波信號和電網(wǎng)電壓是同相位，方波信號上升沿是電網(wǎng)電壓由負電壓到正電壓的過零點，方波信號下降沿是電網(wǎng)電壓由正電壓到負電壓的過零點；CPU單元接收和解碼主機發(fā)出的打擊強度和頻率指令；CPU單元輸出引腳為高電平時，可驅(qū)動雙向可控硅導(dǎo)通，一直導(dǎo)通到交流電的下一個過零點，CPU單元輸出引腳為低電平時，交流電的下一個過零點后雙向可控硅截止；在方波信號上升沿延時Td（0~9.8ms之間）時刻后，CPU單元輸出引腳給一個0.1ms的高脈沖到驅(qū)動雙向可控硅電路，可使電磁打擊模塊中其中一個打擊一次，此時，導(dǎo)通時間Tc=10-Td，故Td越大，導(dǎo)通時間Tc越小，打擊力度越小;Td越小，導(dǎo)通時間Tc越大，打擊力度越大。

電源電路將輸入的+5V直流電，轉(zhuǎn)換成±12V，+3.3V電源?！?2V和3.3V電源與電網(wǎng)電壓過零點檢測電路電連接；+3.3V電源與CPU單元電路電連接；+3.3V電源與Can通訊模塊電連接；+3.3V電源和+5V與驅(qū)動雙向可控硅電路電連接，其為整個控制系統(tǒng)供電。電網(wǎng)電壓過零點檢測電路輸入連接到電網(wǎng)的L和N上，隔離電壓傳感器將其轉(zhuǎn)換成0~3.3V的小電壓正弦波信號；低通濾波器對小電壓正弦波信號中的中高頻噪聲進行處理；比較器電路對正弦波信號進行處理成方波信號，此時方波信號的上升沿是電網(wǎng)電壓由負電壓到正電壓的過零點，便于CPU進行處理。CPU單元電路包括一個ARM處理器和存儲器，存儲器是在CPU的SPI接口上加上一個EEPROM存儲芯片，用于存儲電路的運行數(shù)據(jù)和信息；ARM處理器用于控制其他電路的管理和控制；驅(qū)動雙向可控硅電路的控制信號是由CPU輸出引腳（Out1）發(fā)出的，并通過驅(qū)動芯片（U1）將此信號由3.3V轉(zhuǎn)換成5V，輸出電流能達200mA，通過驅(qū)動隔離光耦（U2）對信號進行隔離，直接驅(qū)動雙向可控硅（Q1）。CPU輸出引腳（Out1）為高電平時，通過門極電阻后可驅(qū)動雙向可控硅（Q1）導(dǎo)通，一直到交流電的下一個過零點； CPU輸出引腳（Out1）為低電平時，交流電的下一個過零點后雙向可控硅（Q1）截止，電磁打擊模塊接線端子（P1）兩端連接一個電磁打擊模塊。門極電阻（R1）可以提高抗干擾能力，電阻（R2）和電容(C1)串聯(lián)在雙向可控硅（Q1）回路中，組成浪涌吸收電路，可以減小浪涌電壓，保護雙向可控硅（Q1）。Can通訊模塊電路用于和主機的通訊，可實現(xiàn)多機并聯(lián)等功能，主機通過Can通訊模塊下達12個電磁打擊的強度和頻率命令，CPU單元電路對命令進行解碼分析，以其中一個電磁打擊為例，打擊頻率命令用于在一定時間區(qū)間內(nèi)某個時刻進行打擊，此時控制在CPU單元電路中輸出引腳（Out1）給一個相應(yīng)的0.1ms的高脈沖；打擊的強度則規(guī)定了此時刻具體打擊多重的力度，此時控制在CPU單元電路中輸出引腳（Out1）高脈沖的上升沿與電網(wǎng)電壓過零點的相位差，相位差在0~9.8ms之間，相位差越小，打擊力度越大，反之，相位差越大，打擊力度越小，利用現(xiàn)有微機技術(shù)很容易實現(xiàn)，分辨率可到0.1ms。過電壓和過電流保護電路中，過電壓保護電路可判斷電網(wǎng)電壓斷電、欠壓和過壓，并將這些信號通過Can通訊模塊上傳主機，實時進行監(jiān)控，在過壓比較嚴重情況下，可保護待機，以免發(fā)生意外情況；過電流保護電路對每一路的電磁打擊模塊輸出電流進行實時監(jiān)控，同時比對設(shè)置要求輸出電流，可判斷該模塊是否正常運行。