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，滑塊系統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，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損失。

關鍵詞：接觸式;智能;門擋

大多數小區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。但是市場上現有的門擋裝置由于需要人力調節才能處于理想的擋門狀態，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信號發射接收模塊

觸碰信號發射接收模塊由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

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動單元供給。

3.2齒輪齒條齒舌傳動系統

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。傳動系統直接體現的是門擋的工作狀態，也是執行作用的最直觀體現。齒舌伸出則門體無法進行關閉，保證門體為人離手的狀態。齒舌收縮，則門體可進行正常關閉開始，保證防盜門的使用。

本產品可以做多種選擇，當前市面上有許多類型防盜門，有內開式和外開式，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，可以阻擋門體單元的閉合，達到意外關門的事故。當防盜門為內開始，可將電子門擋盒體安裝在門體單元外側或者門框內側的邊緣處，都可以達到預計的效果。

參考文獻：

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[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）