CN209707587U - 一种电动自行车电机电流无线采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动自行车电机电流无线采集电路，属于电动车技术领域，包括串联在电动车直流电机供电回路中的采样电阻、限流放大电路、滤波电路、采样MCU、无线发送模块、无线接收模块和控制MCU，采样电阻的采样信号被输入到限流放大电路的输入端，限流放大电路的输出端连接滤波电路，滤波电路的输出端连接采样MCU的AD输入端，采样MCU通过串口与无线发送模块通信，无线发送模块通过无线网络与无线接收模块通信，无线接收模块通过串口与控制MCU连接，解决了采用无线数传网络将后轮电机的电流采集到控制面板上的技术问题，本实用新型省去了后轮电机与控制面板之间的采样信号线路，减少了成本和加工工序，避免了电动车在运动过程中线路的磨损问题。
Description
技术领域
本实用新型属于电动车技术领域，尤其涉及一种电动自行车电机电流无线采集电路。
背景技术
电动车为国内出行的不可缺少的交通工具，由于电动车的形状限制，需要将后轮的电机的控制电路通过总线与车把出的控制面板连接在一起，而电动车在运动过程中产生的颤动极易将总线的线路震散，从而产生磨损，影响电动车的正常工作。
传统的电动车控制系统需要专门通过一对信号线将后轮电机的电流信号采集到控制面板上，由于布线长，很难避免干扰问题，并且布线工序繁琐，在运行过程中容易受到磨损，影响控制面板对电机电流的监控。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电动自行车电机电流无线采集电路，解决了采用无线数传网络将后轮电机的电流采集到控制面板上的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电动自行车电机电流无线采集电路，包括串联在电动车直流电机供电回路中的采样电阻、限流放大电路、滤波电路、采样MCU、无线发送模块、无线接收模块和控制MCU，采样电阻的采样信号被输入到限流放大电路的输入端，限流放大电路的输出端连接滤波电路，滤波电路的输出端连接采样MCU的AD输入端，采样MCU通过串口与无线发送模块通信，无线发送模块通过无线网络与无线接收模块通信，无线接收模块通过串口与控制MCU连接；
采样电阻包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，电阻R1、电阻R2和电阻R3串联连接在电动车直流电机供电回路中，电阻R3的一端连接地线、另一端为电流取样端；
限流放大电路包括放大器IC1、电阻R7、电阻R4、电阻R10、电阻 R5、电位器R6、电位器R11、二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、电阻 R9和电阻R13，所述电流取样端通过电阻R4连接放大器IC1的负输入端，放大器IC1的负极还通过电阻R7连接电位器R6的中间触头，电位器R6一端通过电阻R5连接15V电源、另一端连接地线，放大器 IC1的正输入端通过电阻R10连接地线，放大器IC1的负输入端连接电位器R11的一端，电位器R11的另一端连接三极管Q2的发射极，放大器IC1的输出端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接地线，放大器IC1的输出端还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的继电器通过电阻R9连接15V电源，三极管Q1的发射极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极通过电阻R9连接15V电源，三极管Q2的发射极还通过电阻R13连接地线；
滤波电路包括电阻R15、电容C1、放大器IC2、电阻R16和电容 C2，电阻R15的一端连接三极管Q2的发射极、另一端连接电容C1的正极，电容C1的正极为电流信号输出端，电容C1的负极连接放大器 IC2的负输入端，放大器IC2的正输入端连接地线，放大器IC2的输出端通过电阻R16连接电容C1的负极，放大器IC2的输出端还通过电容C2连接所示的电流信号输出端；
电流信号输出端连接MCU的AD输入端。
优选的，所述15V电源由15V三端稳压器提供，15V三端稳压器的型号为LM7815,15V三端稳压器的输入端连接电动车电池。
优选的，所述放大器IC1的型号为LM101；所述二极管D1的型号为1N5226；所述电阻R9的阻值范围为0到1.3k欧；所述放大器 IC2的型号为uA741；所述控制MCU和所述采样MCU的型号均为 C8051F350；所述无线发送模块和所述无线接收模块的型号均为HSD- 61。
本实用新型所述的一种电动自行车电机电流无线采集电路，解决了采用无线数传网络将后轮电机的电流采集到控制面板上的技术问题，本实用新型省去了后轮电机与控制面板之间的采样信号线路，减少了成本和加工工序，避免了电动车在运动过程中线路的磨损问题；本实用新型采用限流放大电路将电流采集后变成电压信号，并将电压信号的输出限定在3V，杜绝了电机启动时峰值电流对后边采样MCU的冲击，确保了后期电路的安全。
附图说明
图1是本实用新型的系统架构图；
图2是本实用新型的限流放大电路和滤波电路的电路图。
具体实施方式
如图1-图2所示的一种电动自行车电机电流无线采集电路，包括串联在电动车直流电机供电回路中的采样电阻、限流放大电路、滤波电路、采样MCU、无线发送模块、无线接收模块和控制MCU，采样电阻的采样信号被输入到限流放大电路的输入端，限流放大电路的输出端连接滤波电路，滤波电路的输出端连接采样MCU的AD输入端，采样MCU通过串口与无线发送模块通信，无线发送模块通过无线网络与无线接收模块通信，无线接收模块通过串口与控制MCU连接；
采样电阻包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，电阻R1、电阻R2和电阻R3串联连接在电动车直流电机供电回路中，电阻R3的一端连接地线、另一端为电流取样端；
限流放大电路包括放大器IC1、电阻R7、电阻R4、电阻R10、电阻 R5、电位器R6、电位器R11、二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、电阻 R9和电阻R13，所述电流取样端通过电阻R4连接放大器IC1的负输入端，放大器IC1的负极还通过电阻R7连接电位器R6的中间触头，电位器R6一端通过电阻R5连接15V电源、另一端连接地线，放大器 IC1的正输入端通过电阻R10连接地线，放大器IC1的负输入端连接电位器R11的一端，电位器R11的另一端连接三极管Q2的发射极，放大器IC1的输出端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接地线，放大器IC1的输出端还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的继电器通过电阻R9连接15V电源，三极管Q1的发射极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极通过电阻R9连接15V电源，三极管Q2的发射极还通过电阻R13连接地线；
采样电阻R3将采集到的电流信号分压成电压信号并深入到放大器IC1的负输入端，当电流正常时，二极管D1不导通，此时放大器 IC1、三极管Q1和三极管Q2构成了增益为1的倒想放大器，将电压信号放大后送至滤波电路；
如果电机启动的峰值电流过大，此时放大器IC1的输出最大电流为25mA，当电压信号的输出最大电压达到二极管D1的稳定电压时，二极管D1导通，此时二极管D1将放大器IC1的输出电压钳制在3V左右，使其输出到滤波电路上的电压值限制在1.5到2.5V，保护后期电路不受峰值电流的影响。
滤波电路包括电阻R15、电容C1、放大器IC2、电阻R16和电容 C2，电阻R15的一端连接三极管Q2的发射极、另一端连接电容C1的正极，电容C1的正极为电流信号输出端，电容C1的负极连接放大器 IC2的负输入端，放大器IC2的正输入端连接地线，放大器IC2的输出端通过电阻R16连接电容C1的负极，放大器IC2的输出端还通过电容C2连接所述电流信号输出端；
本实用新型采用放大器IC2构成有源滤波器，其对电机产生的交流干扰信号有较好的滤波作用，本实用新型的C1和C2均采用低漏隔直流电容，放大器输入端得到了很好的隔离，保证了信号的准确度。
电流信号输出端连接MCU的AD输入端。
优选的，所述15V电源由15V三端稳压器提供，15V三端稳压器的型号为LM7815,15V三端稳压器的输入端连接电动车电池。
优选的，所述放大器IC1的型号为LM101；所述二极管D1的型号为1N5226；所述电阻R9的阻值范围为0到1.3k欧；所述放大器IC2的型号为uA741；所述控制MCU和所述采样MCU的型号均为 C8051F350；所述无线发送模块和所述无线接收模块的型号均为HSD- 61。
本实用新型采用C8051F350作为控制器，其本身带有24位AD，减少了成本。
控制MCU用于连接电动自行车的控制面板。
本实用新型的电动车电池采用48V电池组。
本实用新型所述的一种电动自行车电机电流无线采集电路，解决了采用无线数传网络将后轮电机的电流采集到控制面板上的技术问题，本实用新型省去了后轮电机与控制面板之间的采样信号线路，减少了成本和加工工序，避免了电动车在运动过程中线路的磨损问题；本实用新型采用限流放大电路将电流采集后变成电压信号，并将电压信号的输出限定在3V，杜绝了电机启动时峰值电流对后边采样MCU的冲击，确保了后期电路的安全。
Claims (3)
1.一种电动自行车电机电流无线采集电路，其特征在于：包括串联在电动车直流电机供电回路中的采样电阻、限流放大电路、滤波电路、采样MCU、无线发送模块、无线接收模块和控制MCU，采样电阻的采样信号被输入到限流放大电路的输入端，限流放大电路的输出端连接滤波电路，滤波电路的输出端连接采样MCU的AD输入端，采样MCU通过串口与无线发送模块通信，无线发送模块通过无线网络与无线接收模块通信，无线接收模块通过串口与控制MCU连接；
采样电阻包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，电阻R1、电阻R2和电阻R3串联连接在电动车直流电机供电回路中，电阻R3的一端连接地线、另一端为电流取样端；
限流放大电路包括放大器IC1、电阻R7、电阻R4、电阻R10、电阻R5、电位器R6、电位器R11、二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、电阻R9和电阻R13，所述电流取样端通过电阻R4连接放大器IC1的负输入端，放大器IC1的负极还通过电阻R7连接电位器R6的中间触头，电位器R6一端通过电阻R5连接15V电源、另一端连接地线，放大器IC1的正输入端通过电阻R10连接地线，放大器IC1的负输入端连接电位器R11的一端，电位器R11的另一端连接三极管Q2的发射极，放大器IC1的输出端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接地线，放大器IC1的输出端还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的继电器通过电阻R9连接15V电源，三极管Q1的发射极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极通过电阻R9连接15V电源，三极管Q2的发射极还通过电阻R13连接地线；
滤波电路包括电阻R15、电容C1、放大器IC2、电阻R16和电容C2，电阻R15的一端连接三极管Q2的发射极、另一端连接电容C1的正极，电容C1的正极为电流信号输出端，电容C1的负极连接放大器IC2的负输入端，放大器IC2的正输入端连接地线，放大器IC2的输出端通过电阻R16连接电容C1的负极，放大器IC2的输出端还通过电容C2连接所述电流信号输出端；
电流信号输出端连接MCU的AD输入端。
2.如权利要求1所述的一种电动自行车电机电流无线采集电路，其特征在于：所述15V电源由15V三端稳压器提供，15V三端稳压器的型号为LM7815,15V三端稳压器的输入端连接电动车电池。
3.如权利要求1所述的一种电动自行车电机电流无线采集电路，其特征在于：所述放大器IC1的型号为LM101；所述二极管D1的型号为1N5226；所述电阻R9的阻值范围为0到1.3k欧；所述放大器IC2的型号为uA741；所述控制MCU和所述采样MCU的型号均为C8051F350；所述无线发送模块和所述无线接收模块的型号均为HSD-61。
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