一种电动自行车的控制模块的制作方法

本实用新型涉及电瓶车的电瓶技术领域，具体涉及一种电动自行车的控制模块。

背景技术：

二十一世纪的发展，可谓是“呼唤绿色环保”的时代，不但要求人们注重节约能源，更重要的是要求人们更加注重居住环境和绿色环保，以实现社会的可持续发展。电动自行车是能达到零排放的机动车。由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动自行车进入了快速发展期。

在电动自行车行业，人们经常会遇到由于电瓶的长期使用导致电瓶的老化，或者一些意外的原因导致会更换电瓶，人们通常喜欢在附近的修车小店更换电瓶而非官方指定修车店，并且市场上面的修车小店参差不齐，往往使消费者更换到劣质电瓶，从而导致其存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种电动自行车的控制模块，避免电动自行车车主在非官方指定修车店更换到劣质电瓶。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种电动自行车的控制模块，包括电动自行车电池，还包括处理单元、电门锁、解码仪和控制器；其中，所述电动自行车电池的数字电源端连接处理单元的电平输入端，所述电门锁的信号输出端连接处理单元的信号输入端，所述解码仪的信号输出端连接处理单元的信号输入端，所述控制器的信号输入端连接处理单元的信号输出端。

现有技术中，由于市场上的修车小店参差不齐，维修时容易更换到劣质电瓶，本技术方案增设了一种电动自行车的控制模块，更换电动自行车电瓶后，处理单元会重新上电以获取上电信号，处理单元获得上电信号后发送电压状态信号给控制器，所述控制器获取电压状态信号后发送限制功率信号给输出电机，输出电机获取限制功率信号后输出预设输出功率，所述预设输出功率低于正常输出功率；此时，电动自行车的电机输出功率被限制，则骑行速度低于正常速度，该状态提醒车主主动思考在该店更换的电瓶是否是劣质电瓶，从而引导车主到指定维修厂更换合格的电瓶，等待解锁期间，电动自行车可联系指定维修厂获取解码信号，当处理单元获取到解码仪发送的一线通信号后输出解码信号给控制器，所述控制器获取解码信号后发送正常功率信号给输出电机，输出电机获取正常功率信号后输出正常输出功率。电动自行车便可正常骑行。值得注意的是，非官方维修店没有解码信号，因此无法使电动自行车便可正常骑行。值得注意的是，本申请为了防止更换到劣质电池采用构思为：检测到更换电瓶后立即限制电动自行车功率，等待解锁，指定维修店完成解锁。本申请保护的是该构思或者信号处理的路径。

进一步的，当处理单元重新上电后，处理单元获得上电信号后发送电压状态信号给控制器，所述控制器获取电压状态信号后发送限制功率信号给输出电机，输出电机获取限制功率信号后输出预设输出功率，所述预设输出功率低于正常输出功率；当处理单元获取到解码仪发送的一线通信号后输出解码信号给控制器，所述控制器获取解码信号后发送正常功率信号给输出电机，输出电机获取正常功率信号后输出正常输出功率。

进一步的，所述处理单元由第一处理单元和第二处理单元组成，所述第一处理单元与第二处理单元通过串口连接，第一处理单元的信号输入端连接电门锁的信号输出端，第二处理单元的信号输入端连接解码仪的信号输出端，控制器的信号输入端连接第二处理单元的信号输出端。

进一步的，还包括震动检测装置、报警装置和状态指示灯，所述震动检测装置的信号输出端连接第一处理单元的信号输入端，所述报警装置的信号输入端连接第一处理单元的信号输出端，所述状态指示灯的信号输入端连接第二处理单元的信号输出端。

进一步的，所述第一处理单元以间隔x秒接收电门锁的状态信号，当第一处理单元超过y秒未接收到电门锁的状态信号后则发送报警信号给报警装置，报警装置获取到报警信号后执行报警。

进一步的，所述震动检测装置当获取到震动信号后发送震动状态信号给第一处理单元，所述第一处理单元获取震动状态信号后将该信号发送给第二处理单元，第二处理单元获取震动状态信号后发送锁闭信号给控制器，所述控制器获取锁闭信号后将该信号发送给电机，电机获取到锁闭信号后停止输出功率。

进一步的，所述预设输出功率为正常输出功率的百分之二十至百分之八十。

进一步的，所述处理单元包括第一电源电路、主控电路和电门锁电路，所述第一电源电路的输入端连接电动自行车上电瓶的输出端，电动自行车上电瓶输出的9～150v电压经二极管d3后接入降压型dc-dc转换器的电瓶输入端；dc-dc转换器的电瓶输出端经电感l1后输出5v电压；二极管d3输出端连接电解电容e1，电解电容e1的另一端接地；电解电容e1与dc-dc转换器的公共端连接电阻r1，电阻r1与dc-dc转换器的公共端接电容c1，电容c1的另一端接地；dc-dc转换器的电源端vdd引脚接二极管d5的负极，二极管d5的正极接电感l1与电解电容e2的公共端；dc-dc转换器与二极管d5的公共端接稳压二极管z1的负极，稳压二极管z1的正极接地；dc-dc转换器的电源端vcc引脚接电容c8，电容c8的另一端接模拟地；dc-dc转换器的驱动电源vsp引脚与vsn引脚互连后接二极管d4的负极，二极管d4的正极接地；二极管d4与dc-dc转换器的公共端接电阻r4，电阻r4的另一端接地；电解电容e2的正极接电感l1与二极管d5的公共端，电解电容e2的负极接二极管d4的正极并接地；电阻r2与电解电容e2并联；dc-dc转换器的反馈电压vfb1引脚接电阻r6，电阻r6的另一端后接模拟地；电阻r6与dc-dc转换器的公共端接地电阻r5，电阻r5的另一端接二极管d5的正极；dc-dc转换器的反馈电压端vfb1引脚接电阻r7，电阻r7的另一端接模拟地；电阻r7与dc-dc转换器的公共端接电阻r8，电阻r8的另一端接地。

进一步的，所述第一处理单元的电源端vss引脚接地；第一处理单元的p1.2和p1.3引脚引出rs-232接口rx引脚和tx引脚；第一处理单元的电源端vdd接电容c2，电容c2的另一端接地，电容c2与第一处理单元的公共端接5v电源；第一处理单元的p2.0引脚引出数字量输入输出端口dio引脚；第一处理单元的p2.6引脚引出蜂鸣器输出端beep引脚；第二处理单元的电源端vss引脚接地；第二处理单元的p1.2引脚连接电阻r10，电阻r10的另一端接引出rs-232接口tx引脚；第二处理单元的p1.3引脚连接电阻r11，电阻r11的另一端引出rs-232接口rx引脚；第二处理单元的电源端vdd引脚连接电容c3后接地，电容c3和第二处理单元的公共端接5v电压；第二处理单元的p2.0引脚接发光二极管ld2的负极，发光二极管ld2的正极接电阻r23，电阻r23的另一端接5v电压；第二处理单元的p2.1引脚接发光二极管ld1的负极，ld1的正极接电阻r14，电阻r14的另一端接5v电压；第二处理单元的p2.6引脚输出的信号经电阻r18后，从pnp型三极管q3的基极输入，从pnp型三极管q3的集电极输出，输出的信号再经电阻r16后输出；电阻r16与pnp型三极管q3的公共端接电阻r13，电阻r13的另一端接5v电压；pnp型三极管q3的发射极接地。

进一步的，还包括采集电路：自行车上电瓶的上电信号经电阻r9后接入第一处理单元的p2.7引脚；电阻r9与第一处理单元的公共端接二极管d2的正极，二极管d2的负极接地；电阻r9与第一处理单元的公共端还连接电容c4，电容c4的另一端接地；上电采集电路发送信号给控制器，进行控制处理。

进一步的，所述报警装置还包括报警采集电路和执行报警电路，所述报警采集电路中，运算放大器的同相输入端5号引脚接地；反相输入端6号引脚接输出端7号引脚；运算放大器的同相输入端3号引脚接电阻r19，电阻r19的另一端接5v电压；电阻r19与运算放大器的公共端接电容c7，电容c7的另一端接地；运算放大器的反相输入端接电阻r21与电阻r22的公共端，电阻r22的另一端接地；电阻r19与电容c7的公共端接开关sw1，开关sw1的另一端接电阻r22与电阻c7的公共端，运算放大器的电源端接5v电压，其接地端接地；运算放大器的输出端接电阻r20，电阻r20的另一端接电容c6与运算放大器的公共端，电容c6的另一端接地；电阻r20与运算放大器的公共端接入芯片u2的dio引脚；所述执行报警电路中，信号依次经电阻r5、二极管d41、pnp型三极管t4后输出。

进一步的，所述电门锁电路包括：电源端vss引脚接地，电源端vdd引脚接电容c3，电容c3的另一端接地，电容c3与电门锁电路的公共端接入5v电压；电门锁电路的p1.2引脚和p1.3引脚分别引出tck、tdio端；电门锁电路的p2.0接发光二极管ld5的负极，发光二极管ld5的正极接电阻r5，电阻r5的另一端接5v电压；电门锁电路的p2.1引脚接电阻r7，电阻r7的另一端接输出端，电阻r7和输出端的公共端接电阻r6，电阻r6的另一端接地5v电压，电阻r7的输入端还接电容c2，电容c2的另一端接地；电门锁电路的p2.6引脚接电阻r18，电阻r18的另一端接pnp型三极管q3的基极，pnp型三极管q3的发射极接地，pnp型三极管q3的集电极接电阻r13与电阻r16的公共端，电阻r13的另一端接地，电阻r16的另一端接输出端。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种电动自行车的控制模块，提醒车主主动思考在该店更换的电瓶是否是劣质电瓶，从而引导车主到指定地点更换合格的电瓶。

2、本实用新型一种电动自行车的控制模块，两个处理单元可以分工合作，大大的减轻单个处理单元的处理事物的负担，可以更好的把控整个系统的稳定性。

3、本实用新型一种电动自行车的控制模块。传统电源方案采用电阻降压的方式，对比传统电源，本技术方案的第一电源电路既能满足不同电动自行车的供电需求，且具有高效率，低功耗等优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，

并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型中第一电源电路的电路结构示意图。

图3为本实用新型中第一处理单元的电路结构示意图。

图4为本实用新型中第一处理单元的电路结构示意图。

图5为本实用新型中采集电路的电路结构示意图。

图6为本实用新型中报警采集电路的电路结构示意图。图7为本实用新型中执行报警电路的电路结构示意图。

图8为本实用新型中第二电源电路的电路结构示意图。

图9为本实用新型中电门锁的电路结构示意图。

具体实施方式

现有技术中人们通常喜欢在附近的修车小店更换电瓶而非官方指定修车店，并且市场上面的修车小店参差不齐，往往使消费者更换到劣质电瓶，从而导致其存在安全隐患，本技术方案，检测到更换电瓶后限制电动自行车的速度，解锁后可正常骑行，通过该构思，提醒车主主动思考在该店更换的电瓶是否是劣质电瓶，从而引导车主到指定地点更换合格的电瓶。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。

因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，一种电动自行车的控制模块，包括电动自行车电池，还包括处理单元、电门锁、解码仪和控制器；其中，所述电动自行车电池的数字电源端连接处理单元的电平输入端，所述电门锁的信号输出端连接处理单元的信号输入端，所述解码仪的信号输出端连接处理单元的信号输入端，所述控制器的信号输入端连接处理单元的信号输出端。

现有技术中，由于市场上的修车小店参差不齐，维修时容易更换到劣质电瓶，本技术方案增设了一种电动自行车的控制模块，更换电动自行车电瓶后，处理单元会重新上电以获取上电信号，处理单元获得上电信号后发送电压状态信号给控制器，所述控制器获取电压状态信号后发送限制功率信号给输出电机，输出电机获取限制功率信号后输出预设输出功率，所述预设输出功率低于正常输出功率；此时，电动自行车的电机输出功率被限制，则骑行速度低于正常速度，该状态提醒车主主动思考在该店更换的电瓶是否是劣质电瓶，从而引导车主到指定维修厂更换合格的电瓶，等待解锁期间，电动自行车可联系指定维修厂获取解码信号，当处理单元获取到解码仪发送的一线通信号后输出解码信号给控制器，所述控制器获取解码信号后发送正常功率信号给输出电机，输出电机获取正常功率信号后输出正常输出功率。电动自行车便可正常骑行。值得注意的是，非官方维修店没有解码信号，因此无法使电动自行车便可正常骑行。值得注意的是，本申请为了防止更换到劣质电池采用构思为：检测到更换电瓶后立即限制电动自行车功率，等待解锁，指定维修店完成解锁。本申请保护的是该构思或者信号处理的路径。

当处理单元重新上电后，处理单元获得上电信号后发送电压状态信号给控制器，所述控制器获取电压状态信号后发送限制功率信号给输出电机，输出电机获取限制功率信号后输出预设输出功率，所述预设输出功率低于正常输出功率；当处理单元获取到解码仪发送的一线通信号后输出解码信号给控制器，所述控制器获取解码信号后发送正常功率信号给输出电机，输出电机获取正常功率信号后输出正常输出功率。所述预设输出功率为正常输出功率的百分之二十至百分之八十。

所述处理单元由第一处理单元和第二处理单元组成，所述第一处理单元与第二处理单元通过串口连接，第一处理单元的信号输入端连接电门锁的信号输出端，第二处理单元的信号输入端连接解码仪的信号输出端，控制器的信号输入端连接第二处理单元的信号输出端。

实施例2

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于，还包括震动检测装置、报警装置和状态指示灯，所述震动检测装置的信号输出端连接第一处理单元的信号输入端，所述报警装置的信号输入端连接第一处理单元的信号输出端，所述状态指示灯的信号输入端连接第二处理单元的信号输出端。

所述第一处理单元以间隔x秒接收电门锁的状态信号，x优选0.5，当第一处理单元超过y秒未接收到电门锁的状态信号后则发送报警信号给报警装置，y优选10，报警装置获取到报警信号后执行报警。

所述震动检测装置当获取到震动信号后发送震动状态信号给第一处理单元，所述第一处理单元获取震动状态信号后将该信号发送给第二处理单元，第二处理单元获取震动状态信号后发送锁闭信号给控制器，所述控制器获取锁闭信号后将该信号发送给电机，电机获取到锁闭信号后停止输出功率，则电动自行车无法骑行，从而实现电门锁防盗功能。

实施例3

如图2-9所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述处理单元包括第一电源电路，所述第一电源电路的输入端连接电动自行车上电瓶的输出端，电动自行车上电瓶输出的9～150v电压经二极管d3后接入降压型dc-dc转换器的电瓶输入端；dc-dc转换器的电瓶输出端经电感l1后输出5v电压；二极管d3输出端连接电解电容e1，电解电容e1的另一端接地；电解电容e1与dc-dc转换器的公共端连接电阻r1，电阻r1与dc-dc转换器的公共端接电容c1，电容c1的另一端接地；dc-dc转换器的电源端vdd引脚接二极管d5的负极，二极管d5的正极接电感l1与电解电容e2的公共端；dc-dc转换器与二极管d5的公共端接稳压二极管z1的负极，稳压二极管z1的正极接地；dc-dc转换器的电源端vcc引脚接电容c8，电容c8的另一端接模拟地；dc-dc转换器的驱动电源vsp引脚与vsn引脚互连后接二极管d4的负极，二极管d4的正极接地；二极管d4与dc-dc转换器的公共端接电阻r4，电阻r4的另一端接地；电解电容e2的正极接电感l1与二极管d5的公共端，电解电容e2的负极接二极管d4的正极并接地；电阻r2与电解电容e2并联；dc-dc转换器的反馈电压端vfb1引脚接电阻r6，电阻r6的另一端后接模拟地；电阻r6与dc-dc转换器的公共端接地电阻r5，电阻r5的另一端接二极管d5的正极；dc-dc转换器的反馈电压端vfb1引脚接电阻r7，电阻r7的另一端接模拟地；电阻r7与dc-dc转换器的公共端接电阻r8，电阻r8的另一端接地。

电源部分采用sl3036h宽电压电源芯片，电压范围9～150v，传统电源方案采用电阻降压的方式，对比传统电源，该电源既能满足不同电动自行车的供电需求，且具有高效率，低功耗等优点，由于设备必须长期供电，固对功耗和性能具有很高的要求，采用传统的降压方式，功耗大，发热厉害，具有一定的安全隐患。

所述第一处理单元的电源端vss引脚接地；第一处理单元的p1.2和p1.3引脚引出rs-232接口rx引脚和tx引脚；第一处理单元的电源端vdd接电容c2，电容c2的另一端接地，电容c2与第一处理单元的公共端接5v电源；第一处理单元的p2.0引脚引出数字量输入输出端口dio引脚；第一处理单元的p2.6引脚引出蜂鸣器输出端beep引脚；第二处理单元的电源端vss引脚接地；第二处理单元的p1.2引脚连接电阻r10，电阻r10的另一端接引出rs-232接口tx引脚；第二处理单元的p1.3引脚连接电阻r11，电阻r11的另一端引出rs-232接口rx引脚；第二处理单元的电源端vdd引脚连接电容c3后接地，电容c3和第二处理单元的公共端接5v电压；第二处理单元的p2.0引脚接发光二极管ld2的负极，发光二极管ld2的正极接电阻r23，电阻r23的另一端接5v电压；第二处理单元的p2.1引脚接发光二极管ld1的负极，ld1的正极接电阻r14，电阻r14的另一端接5v电压；第二处理单元的p2.6引脚输出的信号经电阻r18后，从pnp型三极管q3的基极输入，从pnp型三极管q3的集电极输出，输出的信号再经电阻r16后输出；电阻r16与pnp型三极管q3的公共端接电阻r13，电阻r13的另一端接5v电压；pnp型三极管q3的发射极接地。两个处理单元可以分工合作，大大的减轻单个处理单元的处理事物的负担，可以更好的把控整个系统的稳定性。

还包括采集电路：信号经电阻r9后接入第一处理单元的p2.7引脚；电阻r9与第一处理单元的公共端接二极管d2的正极，二极管d2的负极接地；电阻r9与第一处理单元的公共端还连接电容c4，电容c4的另一端接地；上电采集电路发送信号给控制器，进行控制处理。

所述报警装置还包括报警采集电路和执行报警电路，所述报警采集电路中，运算放大器的同相输入端5号引脚接地；反相输入端6号引脚接输出端7号引脚；运算放大器的同相输入端3号引脚接电阻r19，电阻r19的另一端接5v电压；电阻r19与运算放大器的公共端接电容c7，电容c7的另一端接地；运算放大器的反相输入端接电阻r21与电阻r22的公共端，电阻r22的另一端接地；电阻r19与电容c7的公共端接开关sw1，开关sw1的另一端接电阻r22与电阻c7的公共端，运算放大器的电源端接5v电压，其接地端接地；运算放大器的输出端接电阻r20，电阻r20的另一端接电容c6与运算放大器的公共端，电容c6的另一端接地；电阻r20与运算放大器的公共端接入芯片u2的dio引脚；所述执行报警电路中，信号依次经电阻r5、二极管d41、pnp型三极管t4后输出。

报警采集电路采用lm2904型号的运算放大器进行放大，根据电阻r21与电阻r22进行调节其精度，不至于使报警太灵敏或者很不灵敏。

还包括第二电源，第二电源用于给电门锁电路供电，电源电压经稳压二极管z1后接电阻r1、电阻r2和电阻r3的公共端，电阻r1和电阻r2的另一公共端接pnp型三极管t1的集电极，电阻r3的另一端接pnp型三极管t1的基极，pnp型三极管t1的集电极还连接pnp型三极管t2的集电极，pnp型三极管t1的发射极连接pnp型三极管t2的基极，pnp型三极管t1与电阻r3的公共端接稳压二极管z2的负极，稳压二极管z2的正极接地，pnp型三极管t2的基极接电阻r4，电阻r4的另一端接pnp型三极管t2的发射极，pnp型三极管t2与电阻r4的公共端接dc-dc升压芯片u1的输入端，dc-dc升压芯片u1的输出端输出5v电压，dc-dc升压芯片u1的输入端还连接电容c1，电容c1的另一端接地，dc-dc升压芯片u1的接地端接地。

所述电门锁包括电门锁电路，所述电门锁电路包括：所述处理单元的电源端vss引脚接地，vdd引脚接电容c3，电容c3的另一端接地，电容c3与处理单元的公共端接入5v电压；处理单元的p1.2引脚和p1.3引脚引出分别引出tck、tdio端；处理单元的p2.0接发光二极管ld5的负极，发光二极管ld5的正极接电阻r5，电阻r5的另一端接5v电压；处理单元的p2.1引脚接电阻r7，电阻r7的另一端接输出端，电阻r7和输出端的公共端接电阻r6，电阻r6的另一端接地5v电压，电阻r7的输入端还接电容c2，电容c2的另一端接地；处理单元的p2.6引脚接电阻r18，电阻r18的另一端接pnp型三极管q3的基极，pnp型三极管q3的发射极接地，pnp型三极管q3的集电极接电阻r13与电阻r16的公共端，电阻r13的另一端接地，电阻r16的另一端接输出端。

此电路增加电容c2前级滤波电容，防止误判；采用pnp型三极管q3三极管驱动，增加驱动能力；发光二极管ld5指示设备是否正常运行。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。