接觸式電子門擋的研制

應豪 趙幸鈺 劉鴻陽

摘 要：本項目研究一種觸摸式電子門擋裝置，是利用無線信號接收觸摸信號之后傳遞給電氣控制裝置，電氣控制裝置進而控制電動機的正反轉，從而控制滑塊系統(tǒng)，滑塊系統(tǒng)中的齒輪帶動齒條的平行運動，齒條末端的齒舌伸出門體單元，達到阻擋防盜門的意外關閉。這種門擋裝置是可以阻止門因外界因素（如對流空氣，循環(huán)風等）有弊的進行非人為閉合的一種裝置，因其可確保門不會意外閉合，保持門的張開狀態(tài)，且并不影響原來門的開合方式，防止由于出門送客，倒垃圾等短暫離家且尚未帶鑰匙的情況，避免門由于意外關閉造成的生命及財產(chǎn)損失。

關鍵詞：接觸式;智能;門擋

大多數(shù)小區(qū)防盜門用戶在使用防盜門時，由于出門送客，倒垃圾，等短暫離家且尚且未帶鑰匙的情況，防盜門由于非人為因素導致意外關閉，給日常生活帶來不便，有甚者會因為人員的無法進入造成的火災，煤氣泄漏災害等災害，門擋裝置一直以來廣受大家的歡迎。但是市場上現(xiàn)有的門擋裝置由于需要人力調(diào)節(jié)才能處于理想的擋門狀態(tài)，所以市面上的門擋裝置并不能解決由于意外鎖門的問題，且不具備人性化的設計，故該設計具有很強的現(xiàn)實意義。（1）電源（2）電氣控制裝置（3）齒舌（4）齒條（5）齒輪（6）電動機。電源供給整個系統(tǒng)能源，電氣控制裝置接收觸摸信號的高低電平之后，判斷是否有觸摸反應，控制電動機正轉或者反轉，正轉則帶動齒輪逆時針旋轉，使齒條向右運動，齒舌伸出，沒有觸摸信號時，則電動機反轉，控制齒舌的收回，此時防盜門可以正常開關。

1.電源：

1.1觸摸傳感器傳遞電源

觸摸傳感器和無線發(fā)射模塊的電源一并由兩塊額定電壓1.5V，額定電流3A的堿性紐扣串聯(lián)供給。

2.2電子門擋運動單元電源

可由5.5V聚合物鋰電池供給，最大放電電流1A，額定容量1500mAh

2.電氣控制裝置

2.1觸摸傳感器

觸碰傳感器由一個基于觸檢測的電容式電動型觸摸開關模塊，常態(tài)下，模塊輸出低電平，模式為低功耗模式，當手指觸摸相應位置時，模塊會輸出高電平，模式切換為快速模式：當持續(xù)12秒沒有觸摸時，模式又切換為低功耗模式，觸摸傳感器的高低電平信號傳輸給觸摸信號發(fā)射接收模塊，由此將觸摸信號傳達給單片機控制模塊。

2.2信號發(fā)射接收模塊

觸碰信號發(fā)射接收模塊由RX-C6超外差無線接收模塊組成，是一種ISM頻段的接收模塊，此模塊設置為電動模式，觸摸傳感器的高低電平信號作為有效信號輸入無線發(fā)射模塊，有有效信號的輸入，相對應的輸出信號有輸出，有效信號沒有后自動停止輸出，無線接收模塊接收信號將其傳達給單片機控制模塊。

2.3單片機控制模塊

電氣控制模塊由一個51單片機組成，連接無線信號接收模塊傳來的信號，將其處理，控制步進電機的正反轉，當接收低電平時，控制電動機的正轉，帶動齒輪的正轉，由此帶動齒條的伸出。當單片機接收低電平時，控制電動機的反轉，帶動齒輪的反轉，由此帶動齒條的收縮。

3.滑塊系統(tǒng)

3.1步進電機

步進電機使用兩相步進電機，42步，額定電壓2.8V額定電流1.7A，扭矩0.4Nm，能夠通過電流脈動來精確控制轉動亮的電機，電流脈沖由步進電機驅(qū)動單元供給。

3.2齒輪齒條齒舌傳動系統(tǒng)

步進電機的正反轉則直接控制齒輪的正反轉，齒輪帶動齒條運動伸縮齒舌。傳動系統(tǒng)直接體現(xiàn)的是門擋的工作狀態(tài)，也是執(zhí)行作用的最直觀體現(xiàn)。齒舌伸出則門體無法進行關閉，保證門體為人離手的狀態(tài)。齒舌收縮，則門體可進行正常關閉開始，保證防盜門的使用。

本產(chǎn)品可以做多種選擇，當前市面上有許多類型防盜門，有內(nèi)開式和外開式，對于外開式防盜門，將自動門擋的盒體安裝在門體單元室內(nèi)一側的上邊緣處或者安裝在門框的外側邊緣處，在兩側把手處安裝有觸摸傳感器，只要手觸摸，齒舌就可實現(xiàn)收縮，不影響正常使用，若短暫的外出，沒有關閉防盜門，此時，齒舌沒有觸摸信號，齒舌將保持伸出的狀態(tài)，可以阻擋門體單元的閉合，達到意外關門的事故。當防盜門為內(nèi)開始，可將電子門擋盒體安裝在門體單元外側或者門框內(nèi)側的邊緣處，都可以達到預計的效果。

參考文獻：

[1] 王瑞.進一步了解防盜門[M].建筑工程技術與設計，2019，（4）

[2]楊曉龍.基于單片機的GSM家庭防盜門電子鎖的設計[M].機械工程與自動化，2018，（6）