CN104267240A

CN104267240A - 一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法及装置

Info

Publication number: CN104267240A
Application number: CN201410548109.9A
Authority: CN
Inventors: 黄辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2015-01-07

Abstract

本发明公开了一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法及装置，包括振动传感器、传感器信号调理单元、单片机MCU、电池电压监测模块、24L01无线模块及电源转换模块；振动传感器输出端与传感器信号调理单元输入端连接，传感器信号调理单元、电池电压监测模块及电源转换模块输出端与单片机MCU输入端连接，传感器信号调理单元将振动传感器输出的开关量信号转换成开关数字信号传输给单片机MCU，单片机MCU输出端与24L01无线模块输入端连接；电源转换模块外接锂电池组，锂电池组通过电源转换模块转换为5V电压为单片机MCU供电。本发明采用振动传感器检测电池是否在使用，振动传感器检测到振动信号后，电压检测频率加快，反之频率减慢，可降低电压检测装置的功耗。

Description

一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种锂电池检测技术，尤其涉及一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法及装置。

背景技术

随着航模行业的迅速发展，作为主要的模型能源之一的动力锂电池组是影响航模性能的一个关键因素。有效管理航模动力锂电池组是延长电池寿命的关键。为了能够对电池组的能量使用进行有效管理，需要实时监测电池组的单体电池电压和总电压，同时对监测设备的能耗提出了更高的要求。因此采用低功耗的锂电池组电压监测方法十分重要。

当前的航模锂电池组电压监测方法最常用的是定时采集方案，该方案主要特征是以固定时间间隔连续采集电压信号。如果采用该方案，在锂电池组未使用情况下，电压监测设备的功耗成为锂电池组的主要能量消耗，不利于锂电池的保存。

发明内容

本发明的目的：提供一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法及装置，能通过振动传感器来检测锂电池是否在使用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置，包括振动传感器、传感器信号调理单元、单片机MCU、电池电压监测模块、24L01无线模块及电源转换模块；所述的振动传感器的输出端与所述的传感器信号调理单元的输入端连接，所述的传感器信号调理单元、电池电压监测模块及电源转换模块的输出端分别与所述的单片机MCU的输入端连接，所述的传感器信号调理单元将所述的振动传感器输出的开关量信号转换成开关数字信号传输给所述的单片机MCU，所述的单片机MCU的输出端与所述的24L01无线模块的输入端连接；所述的电源转换模块外接锂电池组，所述的锂电池组的24V电压通过所述的电源转换模块转换为5V电压为所述的单片机MCU供电。

上述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置，其中，所述的电池电压监测模块为型号为AD7208A的芯片，所述的电池电压监测模块通过多个SPI接口与所述的单片机MCU连接，所述的多个SPI接口包括SDO、SDI、SCLK、ALERT、CS、PD及CNVST信号线。

上述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置，其中，所述的24L01无线模块设有CE、CSN、SCK、MOSI、MISO及IRQ引脚，且所述的CE、CSN、SCK、MOSI、MISO及IRQ引脚分别与所述的单片机MCU连接。

上述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其中，至少包括以下步骤：

步骤1、所述的单片机MCU以中断输入的方式检测所述的振动传感器输出是否有信号。

步骤2、所述的锂电池组与所述的电池电压监测模块相连。

步骤3、所述的电池电压监测模块与所述的单片机MCU相连。

步骤4、所述的单片机MCU控制所述的电池电压监测模块，进行检测并采集与所述的电池电压监测模块连接的所述的锂电池组的单体电压。

步骤5、所述的单片机MCU读取所述的电池电压监测模块中采集的所述的锂电池组的单体电压。

步骤6、所述的单片机MCU将读取到的电压值通过所述的24L01无线模块发送。

步骤7、所述的单片机MCU在未进行电压采集或所述的24L01无线模块或振动传感器中断输入情况下，进入休眠状态；设定定时器定时值，并启动所述的定时器。

步骤8、所述的单片机MCU可由外部引脚中断和所述的定时器中断唤醒。

上述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其中，

步骤1.1、如果有信号输出，则唤醒所述的单片机MCU，使程序进入锂电池组电压检测状态。

步骤1.2、如果没有信号输出，则所述的单片机MCU在连续每隔5S采集5分钟所述的锂电池组的电压后，进入休眠状态。

上述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其中，在所述的步骤2中，所述的电池电压监测模块连接的锂电池组数量不超过4串。

上述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其中，在所述的步骤1.2中，所述的单片机MCU在连续每隔5S采集的所述的锂电池组的电压的次数为60次。

本发明采用振动传感器检测电池是否在使用，振动传感器检测到振动信号后，电压检测频率加快，反之，频率减慢，可以降低电压检测装置的功耗。

附图说明

图1是本发明低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置的硬件电路结构图。

图2是本发明低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法的主程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

请参见附图1所示，一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置，包括振动传感器1、传感器信号调理单元2、单片机MCU 3、电池电压监测模块4、24L01无线模块5及电源转换模块6；所述的振动传感器1的输出端与所述的传感器信号调理单元2的输入端连接，所述的传感器信号调理单元2、电池电压监测模块4及电源转换模块6的输出端分别与所述的单片机MCU 3的输入端连接，所述的传感器信号调理单元2将所述的振动传感器1输出的开关量信号转换成开关数字信号传输给所述的单片机MCU 3，所述的单片机MCU 3的输出端与所述的24L01无线模块5的输入端连接；所述的电源转换模块6外接锂电池组，所述的锂电池组的24V电压通过所述的电源转换模块6转换为5V电压为所述的单片机MCU 3供电。

所述的电池电压监测模块4为型号为AD7208A的芯片，所述的电池电压监测模块4通过多个SPI接口与所述的单片机MCU 3连接，所述的多个SPI接口包括SDO、SDI、SCLK、ALERT、CS、PD及CNVST信号线。

所述的24L01无线模块5设有CE、CSN、SCK、MOSI、MISO及IRQ引脚，且所述的CE、CSN、SCK、MOSI、MISO及IRQ引脚分别与所述的单片机MCU 3连接。

请参见附图2所示，本发明低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，包括两种电压检测状态，所述的两种电压检测状态分别是锂电池组未使用电压的检测状态和锂电池组使用中的电压检测状态，该方法至少包括如下步骤：

步骤1、所述的单片机MCU 3以中断输入的方式检测所述的振动传感器1输出是否有信号，如果有信号输出，唤醒所述的单片机MCU 3，使程序进入锂电池组电压检测状态；如果没有信号输出，所述的单片机MCU 3在连续每隔5S采集5分钟所述的锂电池组的电压后，进入休眠状态。

步骤2、所述的锂电池组与所述的电池电压监测模块4相连，所述的电池电压监测模块4连接的锂电池组数量不超过4串。

步骤3、所述的电池电压监测模块4与所述的单片机MCU 3相连。

步骤4、所述的单片机MCU 3控制所述的电池电压监测模块4，进行检测并采集与所述的电池电压监测模块4连接的所述的锂电池组的单体电压。

步骤5、所述的单片机MCU 3读取所述的电池电压监测模块4中采集的所述的锂电池组的单体电压。

步骤6、所述的单片机MCU 3将读取到的电压值通过所述的24L01无线模块5发送。

步骤7、所述的单片机MCU 3在未进行电压采集或所述的24L01无线模块5或振动传感器1中断输入情况下，进入休眠状态；设定定时器定时值，并启动所述的定时器。

步骤8、所述的单片机MCU 3可由外部引脚中断和所述的定时器中断唤醒。

单片机MCU 3的主程序在无振动信号输入，采样锂电池组的电压5分钟后，进入休眠状态，在与振动传感器1连接的外部中断引脚或者定时器中断触发后，退出休眠状态，使单片机MCU 3继续进行锂电池组的电压检测。

在本发明的系统初始化部分，完成单片机MCU 3时钟初始化、管脚功能初始化、定时器初始化、中断初始化、电池电压监测模块4初始化、24L01无线模块5初始化。定时器的作用是在无外部振动传感器1输入信号情况下，单片机MCU 3休眠5分钟后，唤醒单片机MCU 3进行锂电池电压采集。

开中断的目的是允许与振动传感器1相连的单片机MCU 3中断引脚和定时器的中断信号。

采样时间如果大于或者等于5分钟，单片机MCU 3进入休眠状态，在此期间，单片机MCU 3不进行锂电池组的电压采集，而是一直等待振动传感器1的外部中断信号或者定时器的5分钟定时中断信号。该操作的目的是降低本发明的功耗。

采样时间如果小于5分钟，则进入锂电池组的电压检测状态。每隔5秒钟检测一次，总共检测60次。完成后，进入休眠状态。此后一直等待振动传感器1的外部中断信号或者定时器的5分钟定时中断信号。

综上所述，本发明采用振动传感器检测电池是否在使用，振动传感器检测到振动信号后，电压检测频率加快，反之，频率减慢，可以降低电压检测装置的功耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置，其特征在于：包括振动传感器、传感器信号调理单元、单片机MCU、电池电压监测模块、24L01无线模块及电源转换模块；所述的振动传感器的输出端与所述的传感器信号调理单元的输入端连接，所述的传感器信号调理单元、电池电压监测模块及电源转换模块的输出端分别与所述的单片机MCU的输入端连接，所述的传感器信号调理单元将所述的振动传感器输出的开关量信号转换成开关数字信号传输给所述的单片机MCU，所述的单片机MCU的输出端与所述的24L01无线模块的输入端连接；所述的电源转换模块外接锂电池组，所述的锂电池组的24V电压通过所述的电源转换模块转换为5V电压为所述的单片机MCU供电。

2.根据权利要求1所述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置，其特征在于：所述的电池电压监测模块为型号为AD7208A的芯片，所述的电池电压监测模块通过多个SPI接口与所述的单片机MCU连接，所述的多个SPI接口包括SDO、SDI、SCLK、ALERT、CS、PD及CNVST信号线。

3.根据权利要求1所述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测装置，其特征在于：所述的24L01无线模块设有CE、CSN、SCK、MOSI、MISO及IRQ引脚，且所述的CE、CSN、SCK、MOSI、MISO及IRQ引脚分别与所述的单片机MCU连接。

4.一种低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其特征在于：该方法至少包括以下步骤：

步骤1、所述的单片机MCU以中断输入的方式检测所述的振动传感器输出是否有信号；

步骤2、所述的锂电池组与所述的电池电压监测模块相连；

步骤3、所述的电池电压监测模块与所述的单片机MCU相连；

步骤4、所述的单片机MCU控制所述的电池电压监测模块，进行检测并采集与所述的电池电压监测模块连接的所述的锂电池组的单体电压；

步骤5、所述的单片机MCU读取所述的电池电压监测模块中采集的所述的锂电池组的单体电压；

步骤6、所述的单片机MCU将读取到的电压值通过所述的24L01无线模块发送；

步骤7、所述的单片机MCU在未进行电压采集或所述的24L01无线模块或振动传感器中断输入情况下，进入休眠状态；设定定时器定时值，并启动所述的定时器；

5.根据权利要求4所述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其特征在于：所述的步骤1包括以下步骤：

步骤1.1、如果有信号输出，则唤醒所述的单片机MCU，使程序进入锂电池组电压检测状态；

6.根据权利要求4所述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其特征在于：在所述的步骤2中，所述的电池电压监测模块连接的锂电池组数量不超过4串。

7.根据权利要求5所述的低功耗带振动检测的锂电池组电压检测方法，其特征在于：在所述的步骤1.2中，所述的单片机MCU在连续每隔5S采集的所述的锂电池组的电压的次数为60次。