锁控板硬件设计
功能区域 | 功能说明 |
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锁线接口(Lock Ports) | 控制多个电磁锁的通断,图中有 24 个插座 |
拨码器(DIP Switch) | 设置地址或工作模式,便于多板级联或功能配置 |
信号线接口 | 接收上位机指令,如 RS485、串口等 |
级联线接口 | 多个锁控板之间的数据通信连接接口 |
电源接口 | 提供整个电路所需电压电流,估计为 DC 12V |
调试按钮 | 提供测试功能,如逐门开锁、全开、重复开门等 |
导通时间
什么是导通时间
锁控板的“导通时间”,通常是指控制电磁锁(或电机锁)通电保持的持续时间,即锁保持打开状态的时间,在电子控制中也叫:
- 锁通电时间
- 开锁保持时间
- 开锁脉冲时间(pulse time)
假设你的智能柜使用的是 12V 电磁锁,当 MCU 控制 MOSFET 导通、或者给继电器一个高电平时:
- 锁控板会给锁供电,此时锁芯被吸合,柜门可以打开;
- 导通时间设为 1000ms(1秒),表示锁保持开锁状态 1 秒后自动断电。
为什么需要设置导通时间?
锁控板的导通时间就是锁被“打开/通电”的持续时间,过短会打不开,过长可能烧锁或浪费电,一般通过软件或协议灵活控制
电气设计注意事项
项目 | 注意事项 |
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反向电压保护 | 每个锁控通道并联肖特基二极管(如 SS14)防止电磁锁断电时反灌烧毁驱动 |
MOSFET/继电器选型 | 电流≥锁额定电流的2倍;推荐 IRF540N / AO3400 |
持续通电保护 | 锁开启时间应控制在 300~500ms,避免过热 |
电源功率设计 | 根据锁数量估算,推荐 ≥ 总电流 × 1.5 的裕量 |
过流保护 | 电源入口或锁控通道加保险丝 / PPTC 自恢复保险 |
地线布线 | 地线粗短回路,防止锁动作引起 MCU 浮地或干扰 |
通信接口保护 | RS485 加 TVS 管防浪涌;通信端加终端匹配电阻 |
EMC 抗干扰 | 强电与弱电分区布局;锁控开关加滤波和电容保护 |
固件与协议设计注意事项
项目 | 注意事项 |
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开锁控制 | 每个锁开启时间控制在 300~500ms,防止持续通电 |
通信协议设计 | 自定义帧结构(帧头 + 地址 + 命令 + 数据 + 校验)或使用 Modbus RTU |
超时与错误处理 | 命令超时自动清除;非法指令无响应但记录日志 |
地址管理 | 拨码开关设定地址,固件读取后匹配指令 |
指令防误触 | 所有命令都加校验(如 CRC-8)确保完整性 |
调试功能 | 支持单门测试、逐门轮测、全部开锁等调试指令 |
自检机制 | MCU 启动后自动检测锁输出通道、电源状态 |
看门狗机制 | 避免 MCU 死机导致锁控失效,使用 WDG 保活 |