CN209046292U - 一种超声波感应无线车载充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波感应无线车载充电系统，包括单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、马达驱动电路和触控电路；所述单片机控制电路分别与所述超声波发射电路、超声波接收电路和马达驱动电路通过元器件及线路连接。相对现有技术，本实用新型能有效降低成本，采用BS812A，增加抗干扰能力，此芯片触摸检测精确，减少误判可能性；采用超声波发射‑接收，检测障碍物距离，检测障碍物距离精确。

Description

一种超声波感应无线车载充电系统

技术领域

本实用新型涉及车载充电技术领域，特别涉及一种超声波感应无线车载充电系统。

背景技术

随着科学的发展，超声波感应控制无线车载充电实用于当前消费类电子产品中的充电器类别，迎合无线充电的火热市场，解决了在开车过程中手机使用的繁琐问题，让司机开车更简便、安全。本产品使用方便，操作简单，成本低廉，性价比极高，富有科技感，技术感，安全感。

现有技术中的无线车载充电技术方案存在以下不足：1、价格昂贵，成本过高；2、抗干扰能力差；3、误判可能性大；4、检测障碍物距离范围宽，不精确。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超声波感应无线车载充电系统，所要解决的技术问题是：现有技术方案所用元件价格昂贵，成本过高；抗干扰能力差；误判可能性大；检测障碍物距离范围宽，不精确。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种超声波感应无线车载充电系统，包括单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、马达驱动电路和触控电路；所述单片机控制电路分别与所述超声波发射电路、超声波接收电路和马达驱动电路通过线路连接；

所述单片机控制电路，用于定时发出启动信号传输至超声波发射电路；还用于根据阻隔信号生成第一驱动信号传输至马达驱动电路；还用于根据触控信号生成第二驱动信号传输至马达驱动电路；

所述超声波发射电路，用于根据启动信号向超声波接收电路处发出超声波；

所述超声波接收电路，用于接收超声波，当有障碍物阻隔超声波，接收不到超声波时，生成阻隔信号传输至单片机控制电路；

所述马达驱动电路，用于根据第一驱动信号驱动马达正转停1秒后反转，马达驱动夹取装置夹住障碍物至设定位置；用于根据第二驱动信号驱动马达正转停1秒后反转，马达驱动夹取装置将障碍物从设定位置取下；

所述触控电路，用于当夹取装置夹住障碍物时，受到触控生成触控信号传输至单片机控制电路。

进一步，所述单片机控制电路包括SN8P2711B单片机、限位开关SW1、上拉电阻RE1、电容C9和电容C10，所述SN8P2711B单片机的VDD引脚接入电压5V，所述电容C9的一端与所述SN8P2711B单片机的VDD引脚连接，另一端与所述SN8P2711B单片机的VSS引脚连接；所述限位开关SW1的一端与所述SN8P2711B单片机的P0.0引脚连接，另一端接地；所述上拉电阻RE1的一端与所述SN8P2711B单片机的P0.0引脚连接，另一端接入电压5V；所述电容C10的一端接地，另一端与所述SN8P2711B单片机的P4.2引脚连接。

进一步，所述超声波发射电路包括驱动器TC118S和超声波发射头UL1，所述驱动器TC118S的INA引脚与所述SN8P2711B单片机的P4.1引脚连接；所述驱动器TC118S的INB引脚与所述SN8P2711B单片机的P4.0引脚连接；所述驱动器TC118S的VDD引脚接入5V电压；所述驱动器TC118S的OUTA引脚和OUB引脚与所述超声波发射头UL1连接；所述驱动器TC118S的PGND引脚和AGND引脚均接地。

进一步，所述超声波接收电路包括超声波接收头UL2、放大器U6A、放大器U6B、二极管D3、二极管D4、电阻R5至电阻R11、电容C13至电容C19，所述超声波接收头UL2的第一引脚接地，并经电容C18与超声波接收头UL2的第二引脚连接；所述电阻R7的一端与电源VDD连接，另一端与所述超声波接收头UL2的第二引脚连接；电容C16的一端与所述超声波接收头UL2的第二引脚连接，另一端经电容C16与电源VDD连接，以及经电阻R10与放大器U6B的第六引脚连接；所述电阻R8的一端与电源VDD连接，另一端经电阻R10接地；电容C17与电阻R11并联；

所述放大器U6B的第四引脚接地，所述放大器U6B的第五引脚经电容C17接地；所述放大器U6B的第八引脚与电源VDD连接；所述放大器U6B的第六引脚经电阻R6与放大器U6B的第七引脚连接；所述放大器U6B的第七引脚经电容C14和电阻R9与放大器U6A的第二引脚连接；所述放大器U6A的第二引脚与其第一引脚通过电阻R5连接；所述放大器U6A的第三引脚与放大器U6B的第五引脚连接；所述放大器U6A的第一引脚经电容C13与二极管D3的正极连接，二极管D3的正极与SN8P2711B单片机的P4.3引脚连接；

电容C19的一端与电容C14和电阻R9之间的连接端连接，另一端接地；二极管D4的负极与电容C14和电阻R9之间的连接端连接，二极管D4的正极接地。

进一步，所述超声波接收电路还包括二极管D2、电容C20、电容C21和电阻R4，所述二极管D2的正极接入5V电压，所述二极管D2的负极与电源VDD连接；所述电容C20的一端与二极管D2的正极连接，另一端接地；所述电容C21的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地；所述电阻R4的一端与所述电容C20与接地之间的线路连接，另一端与所述电容C21与接地之间的线路连接。

进一步，所述马达驱动电路包括TC118S芯片、二极管D1、电容C1、电容C2和电阻R2，所述TC118S芯片与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极接入5V电压；所述TC118S芯片的INA引脚与SN8P2711B单片机的P5.3引脚连接，所述TC118S芯片的INB引脚与SN8P2711B单片机的P5.34引脚连接；

所述TC118S芯片的PGND引脚和AGND引脚相连，并经电阻R2接地；所述电容C2与所述电阻R2并联，所述电容C1与所述电容C2并联；所述TC118S芯片的PGND引脚和AGND引脚还与SN8P2711B单片机的P4.2引脚连接；

所述SN8P2711B单片机的OUTA引脚和OUB引脚与马达连接。

进一步，所述触控电路包括芯片BS812A、触控点W3、电容C5至电容C8、电阻R1、电阻R3和二极管DS1，所述芯片BS812A的Key1引脚与触控点W3连接；电容C5的一端与芯片BS812A的Key1引脚连接，另一端经电阻R3接地；电容C8与电容C5并联；所述电容C6的一端与芯片BS812A的VDD引脚连接，另一端经电阻R3接地；所述电容C7与电容C6并联；二极管DS1的正极接入5V电压，二极管DS1的负极与芯片BS812A的VDD引脚连接；芯片BS812A的Kout1引脚经电阻R1接入5V电压；芯片BS812A的Kout1引脚与SN8P2711B单片机的P0.1引脚连接。

进一步，还包括供电电路，所述供电电路分别与所述单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、马达驱动电路和触控电路连接，稳定输出5V电压。

本实用新型的有益效果是：能有效降低成本，采用BS812A，增加抗干扰能力，此芯片触摸检测精确，减少误判可能性；采用超声波发射-接收，检测障碍物距离，检测障碍物距离精确。

附图说明

图1为本实用新型一种超声波感应无线车载充电系统的模块框图；

图2为本实用新型单片机控制电路的电路原理图；

图3为本实用新型超声波发射电路的电路原理图；

图4为本实用新型超声波接收电路的一电路原理图；

图5为本实用新型超声波接收电路的二电路原理图；

图6为本实用新型马达驱动电路的电路原理图；

图7为本实用新型触控电路的电路原理图；

图8为本实用新型供电电路的电路原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、单片机控制电路，2、超声波发射电路，3、超声波接收电路，4、马达驱动电路，5、触控电路，6、供电电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图8所示，一种超声波感应无线车载充电系统，包括单片机控制电路1、超声波发射电路2、超声波接收电路3、马达驱动电路4和触控电路5；所述单片机控制电路1分别与所述超声波发射电路2、超声波接收电路3和马达驱动电路4通过线路连接；

所述单片机控制电路1，用于定时发出启动信号传输至超声波发射电路2；还用于根据阻隔信号生成第一驱动信号传输至马达驱动电路4；还用于根据触控信号生成第二驱动信号传输至马达驱动电路4；

所述超声波发射电路2，用于根据启动信号向超声波接收电路3处发出超声波；

所述超声波接收电路3，用于接收超声波，当有障碍物阻隔超声波，接收不到超声波时，生成阻隔信号传输至单片机控制电路1；

所述马达驱动电路4，用于根据第一驱动信号驱动马达正转停1秒后反转，马达驱动夹取装置夹住障碍物至设定位置；用于根据第二驱动信号驱动马达正转停1秒后反转，马达驱动夹取装置将障碍物从设定位置取下；

所述触控电路5，用于当夹取装置夹住障碍物时，受到触控生成触控信号传输至单片机控制电路1。

上述实施例中，如图2所示，所述单片机控制电路1包括SN8P2711B单片机、限位开关SW1、上拉电阻RE1、电容C9和电容C10，所述SN8P2711B单片机的VDD引脚接入电压5V，所述电容C9的一端与所述SN8P2711B单片机的VDD引脚连接，另一端与所述SN8P2711B单片机的VSS引脚连接；所述限位开关SW1的一端与所述SN8P2711B单片机的P0.0引脚连接，另一端接地；所述上拉电阻RE1的一端与所述SN8P2711B单片机的P0.0引脚连接，另一端接入电压5V；所述电容C10的一端接地，另一端与所述SN8P2711B单片机的P4.2引脚连接。

SN8P2711B单片机采用松翰SN8P2711B单片机，能有效降低成本，5V直流电源经过C9滤波电容供电，C10为ADC电流采样电容，上拉电阻RE1位限位开关上拉电阻。

上述实施例中，如图3所示，所述超声波发射电路2包括驱动器TC118S和超声波发射头UL1，所述驱动器TC118S的INA引脚与所述SN8P2711B单片机的P4.1引脚连接；所述驱动器TC118S的INB引脚与所述SN8P2711B单片机的P4.0引脚连接；所述驱动器TC118S的VDD引脚接入5V电压；所述驱动器TC118S的OUTA引脚和OUB引脚与所述超声波发射头UL1连接；所述驱动器TC118S的PGND引脚和AGND引脚均接地。

驱动器TC118S为H桥TC118S，SN8P2711B单片机发出启动信号（R_UP、L_UP）经过H桥TC118S，驱动超声波发射头UL1发出超声波。

上述实施例中，如图4所示，所述超声波接收电路3包括超声波接收头UL2、放大器U6A、放大器U6B、二极管D3、二极管D4、电阻R5至电阻R11、电容C13至电容C19，所述超声波接收头UL2的第一引脚接地，并经电容C18与超声波接收头UL2的第二引脚连接；所述电阻R7的一端与电源VDD连接，另一端与所述超声波接收头UL2的第二引脚连接；电容C16的一端与所述超声波接收头UL2的第二引脚连接，另一端经电容C16与电源VDD连接，以及经电阻R10与放大器U6B的第六引脚连接；所述电阻R8的一端与电源VDD连接，另一端经电阻R10接地；电容C17与电阻R11并联；

所述放大器U6B的第四引脚接地，所述放大器U6B的第五引脚经电容C17接地；所述放大器U6B的第八引脚与电源VDD连接；所述放大器U6B的第六引脚经电阻R6与放大器U6B的第七引脚连接；所述放大器U6B的第七引脚经电容C14和电阻R9与放大器U6A的第二引脚连接；所述放大器U6A的第二引脚与其第一引脚通过电阻R5连接；所述放大器U6A的第三引脚与放大器U6B的第五引脚连接；所述放大器U6A的第一引脚经电容C13与二极管D3的正极连接，二极管D3的正极与SN8P2711B单片机的P4.3引脚连接；

电容C19的一端与电容C14和电阻R9之间的连接端连接，另一端接地；二极管D4的负极与电容C14和电阻R9之间的连接端连接，二极管D4的正极接地。

放大器U6A和放大器U6B的型号均为LM358；能有效降低成本；超声波接收头UL2接收到超声波信号经过放大器U6A和放大器U6B，使得阻隔信号（output）放大输入到SN8P2711B单片机上，采用放大器U6A和放大器U6B搭建的反相放大电路，为放大后的阻隔信号（output）增强稳定性；电容C11和电容C12的作用是通高频阻低频，二极管D3为整流滤波作用；电容C14为耦合电容；二极管D4、电容C19起保护电路作用。

上述实施例中，如图5所示，所述超声波接收电路3还包括二极管D2、电容C20、电容C21和电阻R4，所述二极管D2的正极接入5V电压，所述二极管D2的负极与电源VDD连接；所述电容C20的一端与二极管D2的正极连接，另一端接地；所述电容C21的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地；所述电阻R4的一端与所述电容C20与接地之间的线路连接，另一端与所述电容C21与接地之间的线路连接。

5V通过整流二极管D2整流滤波、以及电容C20和电容C21滤波后的输出直流电源VDD，保障超声波接收电路3稳定运行。

上述实施例中，如图6所示，所述马达驱动电路4包括TC118S芯片、二极管D1、电容C1、电容C2和电阻R2，所述TC118S芯片与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极接入5V电压；所述TC118S芯片的INA引脚与SN8P2711B单片机的P5.3引脚连接，所述TC118S芯片的INB引脚与SN8P2711B单片机的P5.34引脚连接；

所述TC118S芯片的PGND引脚和AGND引脚相连，并经电阻R2接地；所述电容C2与所述电阻R2并联，所述电容C1与所述电容C2并联；所述TC118S芯片的PGND引脚和AGND引脚还与SN8P2711B单片机的P4.2引脚连接；

所述SN8P2711B单片机的OUTA引脚和OUB引脚与马达连接。

TC118S芯片为富满TC118S芯片，能有效降低成本，马达接收到第一驱动信号（F、R）或第二驱动信号（F、R），经过H桥TC118S芯片控制马达正反转；信号（temp）为电流采集信号，传输至单片机SN8P2711B上的P4.2引脚，外接串联一个电流采集电阻R2到地，电容C1和电容C2为电流采集滤波电容，二极管D1为整流滤波二极管增加电路抗干扰性。

上述实施例中，如图7所示，所述触控电路5包括芯片BS812A、触控点W3、电容C5至电容C8、电阻R1、电阻R3和二极管DS1，所述芯片BS812A的Key1引脚与触控点W3连接；电容C5的一端与芯片BS812A的Key1引脚连接，另一端经电阻R3接地；电容C8与电容C5并联；所述电容C6的一端与芯片BS812A的VDD引脚连接，另一端经电阻R3接地；所述电容C7与电容C6并联；二极管DS1的正极接入5V电压，二极管DS1的负极与芯片BS812A的VDD引脚连接；芯片BS812A的Kout1引脚经电阻R1接入5V电压；芯片BS812A的Kout1引脚与SN8P2711B单片机的P0.1引脚连接。

芯片BS812A为合泰BS812A芯片，能增加电路抗干扰性，触摸点为W3，电容C5可以调节触摸的灵敏度参数范围0PF-15PF，容值越小越灵敏，R3为消磁滤波电阻增加电路抗干扰性，电容C6、电容C7为供电滤波电容增加电路抗干扰性，二极管DS1为整流滤波二极管，电阻R1为触控信号（Touch）上拉电阻。

上述实施例中，如图8所示，还包括供电电路6，所述供电电路6分别与所述单片机控制电路1、超声波发射电路2、超声波接收电路3、马达驱动电路4和触控电路5连接，稳定输出5V电压。

供电电路6采用合泰HT7150 LDO供电，能有效降低成本，使得本产品宽范围输入电压，VCC电压范围为5V-30V，最高300mA的供电电流，电容C3为输入滤波电容，电容C4为输出滤波电容。

实施上述技术方案，供电电路6使用LDO HT7150稳定输出5V电压给单片机控制电路1、超声波发射电路2、超声波接收电路3、马达驱动电路4和触控电路5供电，使得单片机控制电路1、超声波发射电路2、超声波接收电路3、马达驱动电路4和触控电路5进行启动；

单片机控制电路1的SN8P2711B发出启动信号（R_UP、L_UP）至超声波发射电路2；超声波发射电路2的H桥式TC118S驱动超声波发射头UL1发出超声波，当障碍物靠近超声波发射头UL1和超声波接收头UL2时，当有障碍物阻隔超声波，超声波接收头UL2接收不到超声波，超声波接收头UL2检测到障碍物，生成阻隔信号（output）传输至单片机控制电路1的单片机SN8P2711B上；单片机控制电路1根据阻隔信号生成第一驱动信号（F、R）传输至马达驱动电路4，马达驱动电路4驱动马达(W1、W2)正转停1秒后马达反转夹住障碍物，这个时候障碍物已经在本系统上，这个时候需要触控触摸开关W3取出障碍物，触摸点W3受到触控生成信号给触摸芯片BS812A，触摸芯片BS812A生成触控信号（Touch）至单片机SN8P2711B，单片机SN8P2711B根据触控信号生成第二驱动信号（F、R）传输至马达驱动电路4，马达驱动电路4驱动马达(W1、W2)正转停1秒后马达反转把障碍物取下来。

本系统能有效降低成本，采用BS812A，增加抗干扰能力，此芯片触摸检测精确，减少误判可能性；采用超声波发射-接收头，检测障碍物距离，检测障碍物距离精确。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：包括单片机控制电路（1）、超声波发射电路（2）、超声波接收电路（3）、马达驱动电路（4）和触控电路（5）；所述单片机控制电路（1）分别与所述超声波发射电路（2）、超声波接收电路（3）和马达驱动电路（4）通过元器件及线路连接。

2.根据权利要求1所述一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：所述单片机控制电路（1）包括SN8P2711B单片机、限位开关SW1、上拉电阻RE1、电容C9和电容C10，所述SN8P2711B单片机的VDD引脚接入电压5V，所述电容C9的一端与所述SN8P2711B单片机的VDD引脚连接，另一端与所述SN8P2711B单片机的VSS引脚连接；所述限位开关SW1的一端与所述SN8P2711B单片机的P0.0引脚连接，另一端接地；所述上拉电阻RE1的一端与所述SN8P2711B单片机的P0.0引脚连接，另一端接入电压5V；所述电容C10的一端接地，另一端与所述SN8P2711B单片机的P4.2引脚连接。

3.根据权利要求2所述一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：所述超声波发射电路（2）包括驱动器TC118S和超声波发射头UL1，所述驱动器TC118S的INA引脚与所述SN8P2711B单片机的P4.1引脚连接；所述驱动器TC118S的INB引脚与所述SN8P2711B单片机的P4.0引脚连接；所述驱动器TC118S的VDD引脚接入5V电压；所述驱动器TC118S的OUTA引脚和OUB引脚与所述超声波发射头UL1连接；所述驱动器TC118S的PGND引脚和AGND引脚均接地。

4.根据权利要求3所述一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：所述超声波接收电路（3）包括超声波接收头UL2、放大器U6A、放大器U6B、二极管D3、二极管D4、电阻R5至电阻R11、电容C13至电容C19，所述超声波接收头UL2的第一引脚接地，并经电容C18与超声波接收头UL2的第二引脚连接；所述电阻R7的一端与电源VDD连接，另一端与所述超声波接收头UL2的第二引脚连接；电容C16的一端与所述超声波接收头UL2的第二引脚连接，另一端经电容C16与电源VDD连接，以及经电阻R10与放大器U6B的第六引脚连接；所述电阻R8的一端与电源VDD连接，另一端经电阻R10接地；电容C17与电阻R11并联；

所述放大器U6B的第四引脚接地，所述放大器U6B的第五引脚经电容C17接地；所述放大器U6B的第八引脚与电源VDD连接；所述放大器U6B的第六引脚经电阻R6与放大器U6B的第七引脚连接；所述放大器U6B的第七引脚经电容C14和电阻R9与放大器U6A的第二引脚连接；所述放大器U6A的第二引脚与其第一引脚通过电阻R5连接；所述放大器U6A的第三引脚与放大器U6B的第五引脚连接；所述放大器U6A的第一引脚经电容C13与二极管D3的正极连接，二极管D3的正极与SN8P2711B单片机的P4.3引脚连接；

电容C19的一端与电容C14和电阻R9之间的连接端连接，另一端接地；二极管D4的负极与电容C14和电阻R9之间的连接端连接，二极管D4的正极接地。

5.根据权利要求4所述一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：所述超声波接收电路（3）还包括二极管D2、电容C20、电容C21和电阻R4，所述二极管D2的正极接入5V电压，所述二极管D2的负极与电源VDD连接；所述电容C20的一端与二极管D2的正极连接，另一端接地；所述电容C21的一端与二极管D2的负极连接，另一端接地；所述电阻R4的一端与所述电容C20与接地之间的线路连接，另一端与所述电容C21与接地之间的线路连接。

6.根据权利要求4所述一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：所述马达驱动电路（4）包括TC118S芯片、二极管D1、电容C1、电容C2和电阻R2，所述TC118S芯片与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极接入5V电压；所述TC118S芯片的INA引脚与SN8P2711B单片机的P5.3引脚连接，所述TC118S芯片的INB引脚与SN8P2711B单片机的P5.34引脚连接；

所述TC118S芯片的PGND引脚和AGND引脚相连，并经电阻R2接地；所述电容C2与所述电阻R2并联，所述电容C1与所述电容C2并联；所述TC118S芯片的PGND引脚和AGND引脚还与SN8P2711B单片机的P4.2引脚连接；

所述SN8P2711B单片机的OUTA引脚和OUB引脚与马达连接。

7.根据权利要求6所述一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：所述触控电路（5）包括芯片BS812A、触控点W3、电容C5至电容C8、电阻R1、电阻R3和二极管DS1，所述芯片BS812A的Key1引脚与触控点W3连接；电容C5的一端与芯片BS812A的Key1引脚连接，另一端经电阻R3接地；电容C8与电容C5并联；所述电容C6的一端与芯片BS812A的VDD引脚连接，另一端经电阻R3接地；所述电容C7与电容C6并联；二极管DS1的正极接入5V电压，二极管DS1的负极与芯片BS812A的VDD引脚连接；芯片BS812A的Kout1引脚经电阻R1接入5V电压；芯片BS812A的Kout1引脚与SN8P2711B单片机的P0.1引脚连接。

8.根据权利要求7所述一种超声波感应无线车载充电系统，其特征在于：还包括供电电路（6），所述供电电路（6）分别与所述单片机控制电路（1）、超声波发射电路（2）、超声波接收电路（3）、马达驱动电路（4）和触控电路（5）连接，稳定输出5V电压。