RJM8L151修枝电剪刀驱动控制方案

 

    修枝电动剪刀相比传统剪刀具有修剪速度快、剪切力强、切口平整、省力等优点，主要应用于市政绿化、林业、公园花园、果园、农场及家庭植物枝干修剪工作。
 

      修枝电动剪刀控制方案主要完成电动剪刀的电机控制、扳机检测、电源管理等工作。控制方案主要有无感直流无刷电机、手柄控制板、控制主板和电池及其电源管理板组成。瑞纳捷推出了RJM8L151系列MCU为主控的电动剪刀方案。本文将介绍 RJM8L151系列 MCU在电动剪刀系统中的应用，并着重阐述该系统的参考设计。该方案可应用于现有的丝杆电动剪刀、高杆电动剪刀和摆齿电动剪刀。

 

 

一.RJM8L151 简介
   RJM8L151芯片是瑞纳捷半导体推出的一颗高速度、高性能的 8051 兼容低功耗单片机。芯片内置 256 字节内部数据存储器，8K 字SRAM，64K 字节 FLASH，具备快速中断响应，高效低功耗设计，多种休眠模式。片内集成多种安全密码模块，包括 SM4 / DES / TDES/AES 安全算法，支持真随机数发生器， 集成 CRC8 校验模块。芯片提供了多种外围接口：SPI、UART、ISO7816、I2C、GPIO。RJM8L151芯片内部功能框图如下：
 

二.RJM8L151修枝电剪刀方案技术指标

1.剪切速度：60～80次/分钟
2.电机输出功率：300W
3.静态功耗：<5uA（断开启动开关10S后系统进入低功耗）
4.过流保护：25A电流下连续工作>3分钟，自动保护
5.电源输入：DC12V/24V
6.过放保护：DC9V/18V
7.堵转保护时间：1.5S-2S
8.控制方式：无感方波控制
9.匹配电机：BLDC直流无刷电机，电机转速最高28000转，2对极
10.工作温度：-20～70℃

 

三.RJM8L151修枝电剪刀方案参考电路图

电源供电电路电机驱动控制部分电路

 

RJM8L151主控电路

 

四.RJM8L151修枝电剪刀方案特点

    该电动剪刀控制方案的优势体现在效率高、耐用性好、故障率低、作业性能稳定而且安全防护功能强，重负载时可长期稳定工作。电动剪刀控制器运转平稳，整机配套结构简单，刀片切割能力和寿命较高，故障少，调整保养也方便。电动剪刀控制器方案特别在人身/机件安全防护上做了双重保护，刀片处于卡死状态时，电路自检程序会启动马达监控，保护电机不会烧掉。

     电动剪刀控制方案采用无感无刷电机进行剪刀驱动，可完全替代现有的有刷直流电机控制系统方案，同时相比传统的控制方案具有不产生火花，体积小、重量轻、出力大；转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小；效率高，可靠性高，适应性强，维修与保养简单。该方案可应用于现有的丝杆电动剪刀、高杆电动剪刀和摆齿电动剪刀。