CN201604528U - 具有控制功能的拖拉机智能组合仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型是具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，采用单片机控制，通过信号采集电路处理信号，驱动步进电机和液晶进行信息显示，驱动LED指示灯和LED背光电路，具有燃油温度检测电路，燃油加热开关状态检测和加热控制电路。仪表具有指针仪表显示区，包括通过驱动步进电机的指针式仪表；数字仪表显示区，由2块LCD液晶显示仪表信息；指示灯显示区，由LED作为指示灯。本仪表特点在于性能可靠，工作精度高，电路集成化高，对拖拉机特有的需监控的工作状态进行实时监控和显示，特别对燃油温度监测并对燃油加热装置进行控制提高了拖拉机燃油系统的工作可靠性与安全性。

Description

具有控制功能的拖拉机智能组合仪表

(一)技术领域

本实用新型属于拖拉机电子控制领域，涉及一种具有控制功能的拖拉机智能组合仪表。

(二)背景技术

随着计算机技术及电子技术的快速发展，电子控制技术在拖拉机上得到了普遍应用，可靠安全的电子系统是现代拖拉机的重要组成部分。拖拉机可靠的功能状态检测与显示，是驾驶员安全操纵拖拉机的必要条件。在低温环境下，燃油达到一定的温度有利于拖拉机发动机的启动。如果在拖拉机不需要进行燃油加热时由于误操作打开了加热装置进行燃油加热，一方面浪费了能源，另一方面也存在安全的问题。具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，具备燃油加热控制功能，可根据燃油温度及燃油加热开关状态，输出控制信号打开或者关闭加热装置，提高了加热系统的效率并减少因误操作而引起的安全问题。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于现代拖拉机的高可靠性、高精度、功能全面、实现对燃油加热系统监测和控制、安装简便的拖拉机智能组合仪表。

本实用新型采用以下技术方案：具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，包括主控制器，同主控制器进行信号连接的燃油加热开关状态检测电路、信号采集电路、CAN总线电路、电源电路、步进电机驱动电路、液晶模块、燃油加热控制电路、LED指示灯驱动电路、LED背光照明驱动电路。智能组合仪表采用单片机控制，通过信号采集电路处理信号，驱动步进电机和液晶进行信息显示，驱动LED指示灯和LED背光电路，通过燃油温度检测和加热开关状态判断，从而输出控制信号对燃油加热装置进行控制。

所述的主控制器采用八位AVR单片机，通过六路I/O口连接液晶模块I和液晶模块II；六路I/O口连接步进电机的驱动电路；三路I/O口连接LED背光照明的驱动电路；用一个串行异步通讯接口SCI，与LIN收发器形成LIN总线通讯电路；连接CAN控制器，形成CAN总线通讯电路。

所述的信号采集电路，包括：模拟信号采集电路、数字信号采集电路、开关信号采集电路。其中由上拉电阻、∏型滤波电路及电阻分压器构成的燃油温度信号采集电路，连接到主控制器A/D接口，由主控制器进行处理；并通过主控制器驱动液晶模块，显示燃油温度值。

所述的燃油加热开关状态检测电路，由反接保护二极管、限流分压电阻器及三极管反相电平转换电路构成，连接到主控制器输入口；检测燃油加热开关是否闭合，通过主控制器判断处理后，驱动燃油加热指示灯进行指示。

所述的LED指示灯驱动电路，其中由限流分压电阻器及达林顿管阵列构成燃油加热指示灯驱动电路，连接到主控制器输出口。

所述的燃油加热控制电路，由达林顿管阵列及箝位保护二极管构成，连接到主控制器输出口；通过燃油加热开关状态检测电路检测燃油加热开关是否闭合，再通过燃油温度信号判断是否需要加热，从而输出控制信号对燃油加热装置进行控制，在不需加热时可自动切断对燃油加热装置的供电，同时燃油加热指示灯闪烁，提示关闭燃油加热开关。

组合仪表布局为，最上方为指示灯显示区，左侧为水温表、油量表，中间为转速表，转速表正下方为液晶显示发动机工作计时表，转速表右侧为数字仪表，显示燃油温度、电压、发动机油压压力、液压油压压力，并紧挨液晶左侧为相应的燃油加热指示灯、发动机油压报警灯、液压油压报警灯。

本实用新型可以产生如下有益效果：

1.智能仪表检测燃油温度，为驾驶员在低温启动前提供燃油的温度值，拖拉机在低温启动时，燃油达到一定的温度有利于发动机的启动，此燃油温度值可直观的作为驾驶员判断是否立即启动的参考，有利于燃油系统的正常工作，提高拖拉机发动机工作效率与寿命。

2.智能仪表具有燃油加热控制电路，可根据燃油加热开关状态及检测的燃油温度值，对燃油加热装置进行控制，避免在不需要加热时由于误操作打开加热装置进行加热导致的能源损耗和由于持续加热可能引发的安全问题，提高燃油加热系统的可靠性与安全性。

3.采用步进电机指针式指示仪表及LCD液晶屏集中显示方式，能充分满足驾驶员对拖拉机性能参数、状态信息等信息快速、直观读取的要求，显示方式新颖直观；采用液晶显示降低了耗电量。这是传统拖拉机仪表所不能替代的，并大大简化了系统构成，增加了系统显示的信息量。

(四)附图说明

图1为本实用新型具有控制功能的拖拉机智能组合仪表的原理框图。

图2为本实用新型具有控制功能的拖拉机智能组合仪表的仪表盘布局示意图。

图3为本实用新型具有控制功能的拖拉机智能组合仪表的燃油温度采集、燃油加热状态检测和燃油加热控制电路示意图。

(五)具体实施方式

以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的原理框图，具有控制功能的拖拉机智能组合仪表。包括主控制器5，同主控制器进行信号连接的燃油加热开关状态检测电路1、信号采集电路2、CAN总线电路3、电源电路4、步进电机驱动电路6、液晶模块I 7、液晶模块II 8、燃油加热控制电路9、LED指示灯驱动电路10、LED背光照明驱动电路11。

主控制器5采用八位AVR单片机，通过六路I/O口连接液晶模块I 7和液晶模块II8；六路I/O口连接步进电机的驱动电路6；三路I/O口连接LED背光照明的驱动电路11；用一个串行异步通讯接口SCI，与LIN收发器形成LIN总线通讯电路；连接CAN控制器，形成CAN总线通讯电路。

信号采集电路2，包括：模拟信号采集电路、数字信号采集电路、开关信号采集电路。其中包括燃油温度采集电路、发动机转速信号采集电路、背光信号采集电路等。

电源电路4，具有反接保护，过压保护功能，当输入电压超过允许输入的电压值时，电路会自动切断供电电路，保护整个电路系统不会过压损坏。

步进电机驱动电路6，用通过主控制器处理的CAN总线数据及传感器信号，驱动步进电机电路进行指针式仪表数据显示。

液晶模块I 7，用于显示发动机工作时间。

液晶模块II 8，用于显示燃油温度、电压、发动机油压压力、液压油压压力，留有扩展显示的功能。

燃油加热控制电路9，由主控制器5通过燃油加热开关状态检测电路1判断加热开关是否闭合，再通过燃油温度检测的信号判断是否需要加热，从而输出控制信号对燃油加热装置进行控制。

LED指示灯驱动电路10，采用低功耗、高亮度的LED，如图2所示，可达到18个指示灯显示。通过CAN总线和信号采集电路采集所需信号，如空滤报警、工作灯指示、充电指示灯等，根据信号状态控制指示灯是否点亮。

LED背光照明驱动电路11，当拖拉机示宽灯开启时，背光信号采集电路采集到背光开启信号，主控制器处理采集信号驱动LED背光照明开启。

图2为本实用新型的仪表盘布局示意图，分为指示灯区12、数字仪表13、发动机转速表14、发动机工作计时表15、燃油油量表16、水温表17。

图3为本实用新型燃油温度采集、燃油加热开关状态检测和燃油加热控制电路示意图。燃油温度采集电路通过燃油温度传感器采集燃油温度信号Signal1，燃油温度传感器为热敏电阻型，与电阻R301串联，因此a点电压同燃油温度有关，a点电压通过限流电阻R302、二极管D301电压箝位保护、电容C301滤波后，连接到主控制器的A/D脚ADC1，通过A/D转换得到燃油温度值，主控制器驱动液晶模块显示燃油温度值。燃油加热开关状态检测电路检测燃油加热开关的状态，燃油加热开关信号Signal2，通过整流二极管D302，限流分压电阻R303、R304连接到三极管Q301的基极，Q301的集电极连接到主控制器的输入口PD7。当燃油加热开关闭合时，三极管Q301导通，PD7为低电平，当燃油加热开关断开时，三极管Q301截止，PD7为高电平，主控制器通过检测PD7的电平可获得燃油加热开关的状态。主控制器的输出口PA6、PA7连接集成电路U301的输入脚IN1和IN2，电阻R306和发光二极管D304连接到集成电路U301的输出脚OUT1，通过PA7输出的高、低电平信号控制发光二极管D304的点亮与熄灭，作为燃油加热指示灯。燃油加热控制信号Signal3连接集成电路U301的输出脚OUT2，通过PA6输出电平的状态控制燃油加热控制信号，二极管D303连接在燃油加热开关信号Signal2和燃油加热控制信号Signal3之间进行电压箝位保护。当闭合燃油加热开关，主控制器通过接收到的燃油温度信号Signal1，判断温度值是否在需要加热的范围内。如果温度值在需要加热的范围内，主控制器的输出口PA6输出高电平，控制集成电路U301的输出脚OUT2导通，为燃油加热装置供电进行燃油加热，同时主控制器的输出口PA7也输出高电平，控制集成电路U301的输出脚OUT1导通，点亮发光二极管D304，指示燃油系统正在加热；如果温度值不在需要加热的范围内，主控制器的输出口PA6输出低电平，控制集成电路U301的输出脚OUT2截止，切断燃油加热装置的供电，同时主控制器的输出口PA7输出方波信号，使发光二极管D304闪烁，提示驾驶员不需要加热。在加热过程中，燃油温度上升到一定的温度值时，主控制器也会自动停止加热并且使燃油加热指示灯闪烁，提示驾驶员加热过程已完成。如果燃油加热开关处于断开状态，系统只采集燃油温度信号并显示温度值，燃油指示灯与加热装置控制电路均不工作。

Claims (7)

1.一种具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，其特征在于：包括主控制器(5)，同主控制器进行信号连接的燃油加热开关状态检测电路(1)、信号采集电路(2)、CAN总线电路(3)、电源电路(4)、步进电机驱动电路(6)、液晶模块I(7)、液晶模块II(8)、燃油加热控制电路(9)、LED指示灯驱动电路(10)、LED背光照明驱动电路(11)。

2.根据权利要求1所述的具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，其特征在于：主控制器(5)采用八位AVR单片机，通过六路I/O口控制液晶模块I(7)和液晶模块II(8)；六路I/O口控制步进电机的驱动电路(6)；三路I/O口控制LED背光驱动电路(11)；用一个串行异步通讯接口SCI，与LIN收发器形成LIN总线通讯电路；连接CAN控制器，形成CAN总线电路(3)。

3.根据权利要求1所述的具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，其特征在于：信号采集电路(2)，其中由上拉电阻、∏型滤波电路及电阻分压器构成的燃油温度信号采集电路，连接到主控制器(5)A/D接口，由主控制器(5)进行处理；并通过主控制器驱动液晶模块II(8)，显示燃油温度值。

4.根据权利要求1所述的具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，其特征在于：燃油加热开关状态检测电路(1)，由反接保护二极管、限流分压电阻器及三极管反相电平转换电路构成，连接到主控制器(5)输入口；检测燃油加热开关是否闭合，通过主控制器(5)判断处理后，驱动燃油加热指示灯进行指示。

5.根据权利要求1所述的具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，其特征在于：LED指示灯驱动电路(10)，其中由限流分压电阻器及达林顿管阵列构成燃油加热指示灯驱动电路，连接到主控制器(5)输出口。

6.根据权利要求1所述的具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，其特征在于：燃油加热控制电路(9)，由达林顿管阵列及箝位保护二极管构成，连接到主控制器(5)输出口；由主控制器(5)通过燃油加热开关状态检测电路(1)检测燃油加热开关是否闭合，再通过燃油温度信号判断是否需要加热，从而输出控制信号对燃油加热装置进行控制。

7.根据权利要求1所述的具有控制功能的拖拉机智能组合仪表，其特征在于：仪表布局为，最上方为指示灯显示区(12)，左侧为水温表(17)、油量表(16)，中间为转速表(14)，转速表正下方为液晶显示发动机工作计时表(15)，转速表右侧为数字仪表(13)，显示燃油温度、电压、发动机油压压力、液压油压压力，并紧挨液晶左侧为相应的燃油加热指示灯、发动机油压报警灯、液压油压报警灯。

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