CN102661984B - 一种基于多路电化学传感器寿命延长的控制电路 - Google Patents

一种基于多路电化学传感器寿命延长的控制电路 Download PDF

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Abstract

一种基于多路电化学传感器寿命延长的控制电路，它包括四个三极管、四个MOS开关，电路中有5个电源，SVCC由供电电路提供,SVCC-1～SVCC-4为传感器提供电压，连接到四个传感器的四个电源线上；三极管的基极分别经电阻连接MCU的四个通用I/O口上；三极管的集电极连接到MOS开关SI9947DY的第2或第4引脚，三极管的发射极接地；MOS开关的第3引脚接到电源SVCC上，第5、6或7、8引脚接到传感器的电源端口，SVCC-1～SVCC-4连接到了4个传感器各自的电源线上；本发明结构简单，它利用MCU的GPIO口控制传感器，实现周期性地给各路传感器上电工作，从而达到延长化学传感器寿命的目的。

Description

一种基于多路电化学传感器寿命延长的控制电路
技术领域
本发明涉及物联网应用领域，具体的说是一种基于多路电化学传感器寿命延长的控制电路。
背景技术
电化学传感器通过与被测液体或气体发生反应，产生与化学浓度成正比的电信号来工作，广泛应用于各种场合。典型的电化学传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成，并由一个薄电解层隔开。被测气体或液体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应，此时连接在两电极间的电阻器便会产生与被测气浓度成正比的电流。测量该电流即可确定气体或液体浓度。由于电化学传感器工作的过程中需进行化学反应，若传感器一直处于通电状态，工作时间过长便会大大降低传感器的寿命。因此，传感器寿命的延长具有重要的工程意义。
发明内容
1、目的：本发明的目的是在于提供一种多路的延长电化学传感器寿命的控制电路，它能够有效地解决化学传感器使用寿命短的问题。
2、技术方案：为了延长电化学传感器的使用寿命，本电路对传感器的通电时间进行控制，采用如下技术方案。为了具体说明该技术方案，此处以四路传感器的控制电路为例展开说明。控制电路的电子元器件主要包括一个MCU，四个三极管和四个MOS开关。电路中有5个电源，分别为SVCC、SVCC-1～SVCC-4.该SVCC由12V铅蓄电池经滤波电路滤波后提供，该SVCC-1～SVCC-4为传感器工作提供电压，该电压也是12V，由SVCC分时提供，连接到四个传感器的四个电源线上。电路中元件的连接关系为：四个三极管的基极分别经电阻连接MCU的四个通用I/O口上。三极管的集电极连接到MOS开关的第2或第4引脚，三极管的发射极接地；MOS开关的第3引脚接到电源SVCC上，第5、6或7、8引脚接到传感器的电源端口SVCC-1～SVCC-4，SVCC-1～SVCC-4连接到了4个传感器各自的电源线上。当本电路的MCU的四个I/O口全为高电平时，三极管导通，MOS开关导通，SVCC与SVCC-1～SVCC-4闭合，四个传感器电源上有电开始工作。若MCU的第一个I/O口为高电平，该I/O口相连的三极管Q1导通，Q1导通后U1的第2引脚为低电平，U1的第1引脚与第7、8引脚导通，SVCC-1与SVCC导通，第一个传感器开始工作。当MCU的I/O口为低电平时，传感器没有供电电压，停止工作。
其中，该MCU的型号为Atmega128；
其中，该三极管的型号为S9013；
其中，该MOS开关的型号为SI9947DY。
这种延长多路化学传感器使用寿命的控制电路，采用休眠机制周期性地为各路传感器供电。此处三极管即能起到开关的作用，又能够有效地防止电流流入传感器。于是，此电路便可实现MCU对各路传感器分时工作，从而能够有效地延长各路传感器的使用寿命。
3、优点及功效：本发明一种多路的延长电化学传感器寿命的控制电路的优点是：电路延时准确，具有很好的普适性，不同传感器可以设定不同的延时时间，能够方便地对传感器的工作顺序进行排序。由于本电路的以上优点，本电路可以有效的实现对传感器工作时间的控制，从而能够实现延长各路传感器寿命的功效。
附图说明
图1是延长电化学传感器寿命控制电路原理框图
图2(a)是多路延长电化学传感器寿命控制电路的三极管电路
图2(b)是多路延长电化学传感器寿命控制电路的MOS开关电路
图中符号说明如下：Q1～Q4为型号9013的NPN型三极管，U1～U2为P沟道MOS开关，型号为SI9947DY，SEN-1～SEN-4与MCU(Atmega128)的4个I/O口连接，三极管集电极的PWR-S1～PWR-S4与MOS开关U1，U2相连，SVCC为传感器所需电压，SVCC-1～SVCC-4连接4个传感器的电源线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方案进行详细说明：
本发明的控制原理框图如图1所示，控制电路在MCU(Atmega128)的控制下周期性给各路传感器上电。三极管基极经电阻连接MCU(Atmega128)的一个I/O上，MCU(Atmega128)通过控制该I/O的电平即可控制三极管的导通。型号为9013的NPN型三极管的集电极连接到MOS开关SI9947DY的第2或第4引脚上也就是MOS管的栅极上，而SI9947DY的第1、3引脚(MOS管的源极)接到SVCC上，第5、6或7、8引脚(MOS管的漏极)接到传感器的电源端口SVCC-1～SVCC-4。因此利用MOS管的开关作用即可控制SVCC与SVCC-1～SVCC-4的导通，从而实现了MCU(Atmega128)对各路传感器分时工作的控制，达到延长各路传感器的使用寿命的目的。
本发明的控制电路如图2(a)、(b)所示，当MCU(Atmega128)的控制引脚SEN-1为高电平时，型号为9013的NPN型三极管导通，三极管的集电极由高电平变成了低电平，从而U1(SI9947DY)的第2引脚也为低电平，由于U1(SI9947DY)的第2引脚接通的是MOS管的栅极，因此MOS管导通，U1(SI9947DY)的第1引脚与U1(SI9947DY)的第7、8引脚导通，SVCC-1与SVCC导通，从而为第一路传感器供电。同理，当MCU(Atmega128)的I/O控制SEN-2为高电平时，经三极管和MOS管的导通，第二路传感器工作。
因此，分别控制MCU(Atmega128)的SEN-1～SEN-4的电平即可实现对各路传感器的导通。为了延长各路传感器的使用寿命，在对MCU(Atmega128)编程时，对MCU(Atmega128)的各个I/O循环置1，便可周期性的开通各路传感器，从而有效地延长传感器的寿命。

Claims (2)

1.一种基于多路电化学传感器寿命延长的控制电路，其特征在于：它包括一个MCU、四个三极管和两个MOS开关U1和U2，电路中有5个电源，分别为SVCC、SVCC-1～SVCC-4，SVCC由12V铅蓄电池经滤波电路滤波后提供,SVCC-1～SVCC-4为传感器工作提供电压，该电压也是12V，由SVCC分时提供，连接到四个传感器的四个电源线上；四个三极管的基极分别经电阻连接MCU的四个通用I/O口上；三极管的集电极连接到MOS开关SI9947DY的第2或第4引脚，三极管的发射极接地；MOS开关的第3引脚接到电源SVCC上，第5、6引脚，或第7、8引脚接到传感器的电源端口SVCC-1～SVCC-4，SVCC-1～SVCC-4连接到了4个传感器各自的电源线上；当本电路的MCU的四个I/O口全为高电平时，三极管导通，MOS开关导通，SVCC与SVCC-1～SVCC-4闭合，四个传感器电源上有电开始工作；若MCU的第一个I/O口为高电平，该I/O口相连的三极管Q1导通，Q1导通后U1的第2引脚为低电平，U1的第1引脚与第7、8引脚导通，SVCC-1与SVCC导通，第一个传感器开始工作，当MCU的I/O口为低电平时，传感器没有供电电压，停止工作；于是，此电路便实现MCU对各路传感器分时工作，从而有效地延长各路传感器的使用寿命。
2.根据权利要求1所述的一种基于多路电化学传感器寿命延长的控制电路，其特征在于：该MCU的型号为Atmega128；该三极管的型号为S9013；该MOS开关的型号为SI9947DY。
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