CN103770683A - 一种车用安全点烟器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用安全点烟器，本发明包括电压转换及稳压模块、单片机主控模块、采样模块、点烟器电路及控制模块。汽车电源分别与电压转换及稳压模块、点烟器电路的电源输入端连接，电压转换及稳压模块的电源输出端与单片机主控模块的电源输入端连接，单片机主控模块的控制信号输出端口与控制模块控制信号输入端口连接，控制模块控制信号输出端口与点烟器电路信号输入端口连接，采样模块的信号输出端口与单片机主控模块的采样信号输入端口连接；本发明能提供短路保护、温度保护、时间保护、且体积小、便于安装。

Description

一种车用安全点烟器

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种车用安全点烟器。 

背景技术

汽车点烟器是汽车上常见附件，驾驶员在开车的时候如果想吸烟，又不想停车点烟，只需要按压汽车点烟器，汽车点烟器电阻盘插入双金属片通电，电阻盘里面的电阻丝受热升温，当汽车点烟器电阻丝达到点烟温度,双金属片受热自动张开后，电阻盘弹出双金属片，驾驶员就能使用汽车点烟器点烟，极大地方便了司机点烟，又提高了行车的安全性。目前市场上常见的汽车点烟器通常由大体为圆筒状的点烟器壳体和定位座、电阻丝、云母、电阻盘、螺钉、螺母、瓷垫架、弹簧座、弹簧、弹簧盖、拉钮等多个零件组成。其中电阻丝安装在电阻盘中，并由螺钉、螺母固定在瓷垫架的底部组成发热组件。定位座紧贴套设在壳体中，下端设有台阶放置弹簧座，台阶处孔径与瓷垫架外径动配合，弹簧套设在瓷垫架外，拉钮和弹簧盖固定设在瓷垫架的另一端，由螺钉固定连接后动配合插设在壳体及定位座中，弹簧两端分别抵在弹簧座和弹簧盖上。由瓷垫架、连接件、弹簧座、弹簧、弹簧盖组成瓷垫架总成，瓷垫架总成和拉钮组成与发热元件连接的导电回路及活动部件。发热元件、瓷垫架总成、拉钮组装成插头座的活动部件必须保持同心的，其同心度要求±0.10㎜,这样按压拉钮的时候，电阻盘就能准确插入双金属片。 

但是在生产装配时，电阻盘、瓷垫架、连接件、弹簧座、弹簧、弹簧盖、拉钮通过四级螺钉连接往往无法达到同心的要求，造成电阻盘偏心，这样按压拉钮的时候，易造成电阻盘内的电阻丝插入双金属片，双金属片卡住电阻盘，不能弹出，其后果是引起电路短路，烧毁线束、仪表盘，严重的会烧毁整车，其后果不堪设想。另一问题是特制螺钉用螺母紧固在电阻盘时，会使电阻丝随特制螺钉转紧造成电阻丝短路，长起以来无法解决因特制螺钉紧固而发生电阻丝短路的难题。 

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，将电子技术与机械技术相结合，提出了一种车用安全点烟器。 

一种车用安全点烟器包括电压转换及稳压模块、单片机主控模块、采样模块、点烟器电路及控制模块。 

所述的电压转换及稳压模块包括二极管D1，稳压芯片AMS1117、第一钽电容C1、第二钽电容C2和第三钽电容C3； 

汽车电源+12V接二极管D1的正极，二极管D1负极与稳压芯片AMS1117的Vin端、第一钽电容C1的一端、第二钽电容C2的一端连接，第一钽电容C1的另一端、第二钽电容C2的另一端与第三钽电容C3的一端、稳压芯片AMS1117的GND端连接并接地，第三钽电容C3的另一端与稳压芯片AMS1117的Vout端连接并作为+5V输出端；

单片机主控模块包括PIC12F683单片机，第一匹配电阻R12和独石电容C4，

PIC12F683单片机的1脚与第一匹配电阻R12的一端连接并接+5v电源，4脚与第一匹配电阻R12的另一端、独石电容C4的一端连接，2脚架空，8脚接地，独石电容C4的另一端接地；

采样模块包括热敏电阻R13和第二匹配电阻R14；所述的热敏电阻R13的一端和第二匹配电阻R14的一端与PIC12F683单片机的7脚连接，热敏电阻R13的另一端接+5v电源, 第二匹配电阻R14的另一端接地；

点烟器电路及控制模块包括NPN三极管Q2， PMOS管Q1，点烟器P1，第一采样电阻R4、第二采样电阻R5、第三采样电阻R6、第四采样电阻R7、第三匹配电阻R1、第四匹配电阻R2、第五匹配电阻R3、第六匹配电阻R8、第七匹配电阻R9、第八匹配电阻R10和第九匹配电阻R11；

所述的第四匹配电阻R2的一端与PIC12F683单片机的3脚连接，第四匹配电阻R2的另一端与NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2的集电极与第三匹配电阻R1的一端、PMOS管Q1的g脚连接，第三匹配电阻R1的另一端与PMOS管Q1的s脚连接并接+12V汽车电源，PMOS管Q1的d脚与第五匹配电阻R3的一端、第一采样电阻R4的一端、第二采样电阻R5的一端、第三采样电阻R6的一端、第四采样电阻R7的一端连接，第五匹配电阻R3的另一端与第八匹配电阻R10的一端连接并接PIC12F683单片机的6脚，NPN三极管Q2的发射极与第六匹配电阻R8的一端连接，第六匹配电阻R8的另一端与第八匹配电阻R10的另一端与点烟器P1的1脚、第九匹配电阻R11的一端连接并接地，第一采样电阻R4的另一端、第二采样电阻R5的另一端、第三采样电阻R6的另一端、第四采样电阻R7的另一端与点烟器P1的2脚、第七匹配电阻R9的一端连接，第九匹配电阻R11的另一端与第七匹配电阻R9的另一端连接并接PIC12F683单片机的5脚。

本发明的有益效果在于： 

1.短路保护：这是最重要的功能，点烟器一旦出现短路情况，该系统会立即切断电源，反应速度低于1ms，避免发生事故。

2.温度保护：该系统时刻监测点烟器温度，如果点烟器已经达到点烟的温度而没有自动弹开，那么单片机会控制切断电源。 

3.时间保护：如果点烟器正常加温，到达15s钟后点烟器的温度一定能够点烟，此时系统也将断开电源。 

4.体积小、便于安装：考虑到安装空间有限，故该电路板经过精巧布线，使得电路板只有5毛钱的硬币那么大，而且为了方便安装，还在电路板上挖了孔和槽。 

5.低功耗：采用纳瓦级单片机，5.0V供电。 

附图说明

图1为整体结构示意图； 

图2为电压转换及稳压模块图；

图3为单片机主控模块图；

图4为采样模块图；

图5为点烟器电路及控制模块图。

具体实施方式

下面将结合示意图和具体实施情况对本发明做进一步的说明。 

如图1所示，一种车用安全点烟器包括电压转换及稳压模块、单片机主控模块、采样模块、点烟器电路及控制模块，各模块均采用现有成熟技术。 

如图2所示，所述的电压转换及稳压模块包括二极管D1，稳压芯片AMS1117、第一钽电容C1、第二钽电容C2和第三钽电容C3； 

汽车电源+12V接二极管D1的正极，二极管D1负极与稳压芯片AMS1117的Vin端、第一钽电容C1的一端、第二钽电容C2的一端连接，第一钽电容C1的另一端、第二钽电容C2的另一端与第三钽电容C3的一端、稳压芯片AMS1117的GND端连接并接地，第三钽电容C3的另一端与稳压芯片AMS1117的Vout端连接并作为+5V输出端；

如图3所示，单片机主控模块包括PIC12F683单片机，第一匹配电阻R12和独石电容C4，

PIC12F683单片机的1脚与第一匹配电阻R12的一端连接并接+5v电源，4脚与第一匹配电阻R12的另一端、独石电容C4的一端连接，2脚架空，8脚接地，独石电容C4的另一端接地；

如图4所示，采样模块包括热敏电阻R13和第二匹配电阻R14；所述的热敏电阻R13的一端和第二匹配电阻R14的一端与PIC12F683单片机的7脚连接，热敏电阻R13的另一端接+5v电源, 第二匹配电阻R14的另一端接地；

如图5所示，点烟器电路及控制模块包括NPN三极管Q2， PMOS管Q1，点烟器P1，第一采样电阻R4、第二采样电阻R5、第三采样电阻R6、第四采样电阻R7、第三匹配电阻R1、第四匹配电阻R2、第五匹配电阻R3、第六匹配电阻R8、第七匹配电阻R9、第八匹配电阻R10和第九匹配电阻R11；

所述的第四匹配电阻R2的一端与PIC12F683单片机的3脚连接，第四匹配电阻R2的另一端与NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2的集电极与第三匹配电阻R1的一端、PMOS管Q1的g脚连接，第三匹配电阻R1的另一端与PMOS管Q1的s脚连接并接+12V汽车电源，PMOS管Q1的d脚与第五匹配电阻R3的一端、第一采样电阻R4的一端、第二采样电阻R5的一端、第三采样电阻R6的一端、第四采样电阻R7的一端连接，第五匹配电阻R3的另一端与第八匹配电阻R10的一端连接并接PIC12F683单片机的6脚，NPN三极管Q2的发射极与第六匹配电阻R8的一端连接，第六匹配电阻R8的另一端与第八匹配电阻R10的另一端与点烟器P1的1脚、第九匹配电阻R11的一端连接并接地，第一采样电阻R4的另一端、第二采样电阻R5的另一端、第三采样电阻R6的另一端、第四采样电阻R7的另一端与点烟器P1的2脚、第七匹配电阻R9的一端连接，第九匹配电阻R11的另一端与第七匹配电阻R9的另一端连接并接PIC12F683单片机的5脚。

汽车上的电源经过电压转换及稳压之后给单片机供电，让该控制器可以正常工作；另一方面，汽车上的电源还要给点烟器供电，以加热线圈，特别需要说明的是该点烟器是共地接法，即点烟器与电路板与汽车电源的GND端是接在一起的。单片机一方面通过AD采样到电流信号和温度信号，另一方面启动定时器和看门狗，对应不同的预设的电流、温度、时间区域，单片机执行不同的操作：对于5A及以上的大电流，单片机控制点烟器正常加热15s，然后断电，因为15s钟的加热时间使点烟器温度足以点烟；对于5A以下的电流，是通过检测温度到达点烟温度时断电；而对于最危险的短路情况，AN1与INT之间的压差瞬间大幅度上升，AD检测到这种变化，立马通过控制电路关断PMOS，切断电路中的电路，这就是一个短路保护的作用。总之，单片机通过NPN三极管控制PMOS管的通、断，即控制点烟器电路的通、断，以便让点烟器按照我们预想的方式工作。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，但这些也应视为本发明的保护范围内。 

Claims (1)

1. 一种车用安全点烟器，包括电压转换及稳压模块、单片机主控模块、采样模块、点烟器电路及控制模块；

其特征在于：所述的电压转换及稳压模块包括二极管D1，稳压芯片AMS1117、第一钽电容C1、第二钽电容C2和第三钽电容C3；

汽车电源+12V接二极管D1的正极，二极管D1负极与稳压芯片AMS1117的Vin端、第一钽电容C1的一端、第二钽电容C2的一端连接，第一钽电容C1的另一端、第二钽电容C2的另一端与第三钽电容C3的一端、稳压芯片AMS1117的GND端连接并接地，第三钽电容C3的另一端与稳压芯片AMS1117的Vout端连接并作为+5V输出端；

单片机主控模块包括PIC12F683单片机，第一匹配电阻R12和独石电容C4，

PIC12F683单片机的1脚与第一匹配电阻R12的一端连接并接+5v电源，4脚与第一匹配电阻R12的另一端、独石电容C4的一端连接，2脚架空，8脚接地，独石电容C4的另一端接地；

采样模块包括热敏电阻R13和第二匹配电阻R14；所述的热敏电阻R13的一端和第二匹配电阻R14的一端与PIC12F683单片机的7脚连接，热敏电阻R13的另一端接+5v电源, 第二匹配电阻R14的另一端接地；

点烟器电路及控制模块包括NPN三极管Q2， PMOS管Q1，点烟器P1，第一采样电阻R4、第二采样电阻R5、第三采样电阻R6、第四采样电阻R7、第三匹配电阻R1、第四匹配电阻R2、第五匹配电阻R3、第六匹配电阻R8、第七匹配电阻R9、第八匹配电阻R10和第九匹配电阻R11；

所述的第四匹配电阻R2的一端与PIC12F683单片机的3脚连接，第四匹配电阻R2的另一端与NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2的集电极与第三匹配电阻R1的一端、PMOS管Q1的g脚连接，第三匹配电阻R1的另一端与PMOS管Q1的s脚连接并接+12V汽车电源，PMOS管Q1的d脚与第五匹配电阻R3的一端、第一采样电阻R4的一端、第二采样电阻R5的一端、第三采样电阻R6的一端、第四采样电阻R7的一端连接，第五匹配电阻R3的另一端与第八匹配电阻R10的一端连接并接PIC12F683单片机的6脚，NPN三极管Q2的发射极与第六匹配电阻R8的一端连接，第六匹配电阻R8的另一端与第八匹配电阻R10的另一端与点烟器P1的1脚、第九匹配电阻R11的一端连接并接地，第一采样电阻R4的另一端、第二采样电阻R5的另一端、第三采样电阻R6的另一端、第四采样电阻R7的另一端与点烟器P1的2脚、第七匹配电阻R9的一端连接，第九匹配电阻R11的另一端与第七匹配电阻R9的另一端连接并接PIC12F683单片机的5脚。

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