基于无人机的单片电芯电量检测电路的制作方法

本实用新型涉及电路检测领域，尤其涉及一种用于可以对无人机电池组中的单个电芯进行电量检测的电路。

背景技术：

随着科技的发展，无人机被军用、民用方式应用再多个领域，民用方面，较常应用于航拍、农业、运输，监测、新闻报道等领域，而无人机的电池是保证无人机飞行时间，飞行距离长短的重要保证。

现有的无人机有使用电池作为动力能源，无人机使用过程中电池电量的监控是重要的一环，市面上有电池都是多个电池串或并联在一起使用，电量的监控只能检测多个电池串联或者并联之后的总的电压电量，而无法检测单个电池电芯的电量，若在电池组中，单个电池的电压差出现异样，会加快其他电池的损坏，电芯存在压差过大，还会造成整个电池组的充放电不良，从而使电池的寿命缩短，影响整个无人机的动力机构，这样存在无法测出每个电池电芯这间的差，从而影响整体的电池使用，增加无人机的使用成本，降低了无人机的飞行性能。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种能够单独对单个电芯进行电压检测的电量检测电路。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于无人机的单片电芯电量检测电路，在每节电池电芯的输出端连接电量检测电路，所述电量检测电路与主控芯片电连接，所述检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，其中第一电阻一端连接电芯的正极，另一端分别连接第二电阻和第三电阻，第二电阻还与地连接，所述第三电阻同时连接第一电容和主控芯片，所述第一电容的另一端接地；不同的电池电芯分别连接主控芯片的不同引脚。

其中，连接在不同电池电芯上的第三电阻阻值都一样，连接在不同电池电芯上的第一电容也一样，所述第三电阻与第一电容组成RC电路。

其中，在第二节电池电芯的输出端还连接有一个稳压电路，所述稳压电路采用HT7533型号的稳压芯片，第二节电池电芯的输出端连接一个二极管后再接入稳压芯片的IN端，二极管的阴极还连接第二电容，稳压芯片的OUT端分别连接第三电容、第四电阻和电压VDD，所述第二电容、第三电容、第四电阻以及稳压芯片的GND还同时接地。

其中，所述主控芯片为HT50F51芯片,与电量检测电路的第三电阻与第一电容连接的引脚为AN系列输出脚，所述主控芯片的VSS接地，在主控芯片的VDD端与VSS端还连接有第四电容。

其中，所述主控芯片的外围电路还包括声音电路，声音电路包括蜂鸣器、第五电阻、三极管和第六电阻，第五电阻一端连接主控芯片的PA系列输出脚，另一端连接三极管的基级，所述三极管的发射极接电源VCC，集电极连接第六电阻，蜂鸣器一端连接第六电阻，另一端接地。

其中，所述主控芯片的外围电路还包括显示电路，所述显示电路连接主控芯片的COM系列引脚以及AN系列引脚。

其中，所述主控芯片的外围电路还包括按键控制电路，所述按键控制电路上设置有多个按键，每个按键连接一个分压电阻后与主控芯片电连接。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的基于无人机的电池组多片电芯电量检测电路，通过在每节电池电芯的输出端都连接一个电量检测电路，并将电量检测电路连接在HT50F51芯片的主控芯片的不同引脚上，利用该主控芯片检测不同电池电芯上的电压，电路结构简单，实现起来容易，无需在无人机上配置过多的装置，且设置这样的电路，可以实时监控多个电芯之间的电压差，并利用显示电路进行提示，工作人员能够及时地了解电池的情况，及早发现电池故障，提高了电池的使用寿命，也保证了无人机的工作性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电量检测电路示意图；

图2为本实用新型实施例主控芯片结构示意图；

图3为本实用新型实施例主控芯片与电路检测电路连接示意图；

图4为本实用新型实施例声音电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例显示电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例按键控制电路结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1，本实用新型公开了其中请参阅图1，本实用新型公开了一种基于无人机的单片电芯电量检测电路，在每节电池电芯的输出端连接电量检测电路，电量检测电路与主控芯片U1电连接，检测电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1，其中第一电阻R1一端连接电池电芯的正极，另一端分别连接第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2还与地连接，第三电阻R3同时连接第一电容C1和主控芯片U1，第一电容C1的另一端接地；不同的电池电芯分别连接主控芯片U1的不同引脚。

与现有技术相比，本实用新型在每节电池电芯上都连接一个电量检测电路，且电量检测电路的结构简单，元器件少，不占用太多的空间，也无需太多的生产成本，实现起来容易，通过主控芯片进行存储和处理，使每节电池电芯都能被实时监控，当电池电芯出现问题的时候，工作人员能够及时地发现，并进行处理，从而避免因单个电池电芯有问题，导致与之相邻的电池电芯遭到破坏，整个供电系统的电池组出现故障的现象，在一定程度上，也提高了无人机的供电系统的性能。

在本实施例中，请参阅图2-图3，主控芯片U1采用型号为HT50F51的芯片,与电量检测电路的第三电阻R3与第一电容C1连接的引脚为AN系列输出脚，主控芯片U1的VSS接地，在主控芯片的VDD端与VSS端还连接有第四电容C4，第四电容C4采用104的电容。由于电量检测电路是应用在无人机上的，通常无人机上都会有多个电池组成一个电池组，本实用新型主要是在每节电池电芯上都连接一个电量检测电路，请参阅图3，以六节电池为例，第一电量检测电路S1包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1，其中第一电阻R1一端连接第一电池电芯的输出端，另一端分别连接第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的另一端接地，第三电阻R3分别连接第一电容C1和主控芯片的AN5引脚，第一电容C1还与地连接，其中，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值为10KΩ，第一电容C1的电容值为104，在本实施例中，第二块电池电芯的输出端S2分别经过第一电阻R1A、第二电阻R2A、第三电阻R3A和第一电容C1A组成的电量检测电路后与主控芯片U1的AN4引脚电连接，其中，第一电阻R1A的阻值为27KΩ，第二电阻R2A和第三电阻R3A的阻值为10KΩ，第一电容C1A的电容值为104。第三块电池电芯的输出端S3分别经过第一电阻R1B、第二电阻R2B、第三电阻R3B和第一电容C1B组成的电量检测电路后与主控芯片U1的AN3引脚电连接，其中，第一电阻R1A的阻值为43KΩ，第二电阻R2A和第三电阻R3A的阻值为10KΩ，第一电容C1A的电容值为104。第四块电池电芯的输出端S4分别经过第一电阻R1C、第二电阻R2C、第三电阻R3C和第一电容C1C组成的电量检测电路后与主控芯片U1的AN2引脚电连接，其中，第一电阻R1C的阻值为43KΩ，第二电阻R2C的阻值为5.1KΩ，第三电阻R3C的阻值为10KΩ，第一电容C1C的电容值为104。第五块电池电芯的输出端S5分别经过第一电阻R1D、第二电阻R2D、第三电阻R3D和第一电容C1D组成的电量检测电路后与主控芯片U1的AN1引脚电连接，其中，第一电阻R1D的阻值为56KΩ，第二电阻R2D的阻值为5.1KΩ，第三电阻R3D的阻值为10KΩ，第一电容C1D的电容值为104。第六块电池电芯的输出端S6分别经过第一电阻R1E、第二电阻R2E、第三电阻R3E和第一电容C1E组成的电量检测电路后与主控芯片U1的AN0引脚电连接，其中，第一电阻R1E的阻值为68KΩ，第二电阻R2E的阻值为5.1KΩ，第三电阻R3E的阻值为10KΩ，第一电容C1E的电容值为104。

在本实施例中，在第二节电池电芯的输出端还连接有一个稳压电路U2，稳压电路U2采用HT7533型号的稳压芯片，第二节电池电芯的输出端连接一个二极管D1后再接入稳压芯片的IN端，二极管D1的阴极还连接第二电容C2，稳压芯片U2的OUT端分别连接第三电容C3、第四电阻R4和电压VDD，第二电容C2、第三电容C3、第四电阻R4以及稳压芯片U2的GND端还同时接地，在本实施例中，第二电容C2和第三电容C3的型号为224，第四电阻R4的阻值为20KΩ，通过稳压电路U2，使输入主控芯片U1上的电压更为平稳，更好地保护了主控芯片U1。

在本实施例中，通过对主控芯片U1的设置，不仅可以检测每节电池电芯的电量，还可以检测电流，以及通过各个监测到的电压值进行比较分析，通过计算相邻之间的电压差值来判断电池电芯是否正常，当电池电芯出现问题时，可以通过声音电路进行报警处理，同时还可以通过显示电路显示各个电池的电量值。

请参阅图4，在本实施例中，声音电路U3包括蜂鸣器F、第五电阻R5、三极管Q1和第六电阻R6，第五电阻R5一端连接主控芯片U1的PA1引脚，另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接电源VCC，集电极连接第六电阻R6，蜂鸣器F一端连接第六电阻R6，另一端接地，在本实施例中，第五电阻阻值R5为4.7KΩ，第六电阻R6采用330Ω电阻，当声音电路U3接收到信号后，蜂鸣器F发出响声进行报警。

请参阅图5，在本实施例中，显示电路U4包括LED显示屏和LED驱动电路，LED驱动电路与LED显示屏连接，LED驱动电路还与主控芯片U1电连接，LED显示屏的型号为FDJ-121，LED显示屏的F、C、D、E、G、A、B和R引脚分别与主控芯片U1的AN1、AN3、AN4、AN6、PA0、AN5、AN2和AN0电连接，LED驱动电路由三个三极管电路组成，三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4的发射极分别连接第十电阻R10、第八电阻R8和第十二电阻R12后与VDD电连接，而集电极分别与LED显示屏的D2、D1和D3电连接，三极管Q2的基极连接第九电阻R9后与主控芯片U1的COM1电连接，三极管Q3的基极连接第十一电阻R11后与主控芯片U1的COM3电连接，三极管Q4的基极连接第十一电阻R11后与主控芯片U1的COM2电连接，通过主控芯片U1的控制LED驱动电路的通断，在本实施例中，第八电阻R8、第十电阻R10和第十二电阻R12的阻值为2.2KΩ，第七电阻R7、第九电阻R9和第十一电阻R11的阻值为4.7KΩ。在本实施例中，在LED显示屏上显示电量检测电路监测到的各个电池电芯的电压值，当出现异常状态时，还会在LED显示屏上进行报警显示，如LED显示屏上的背光灯不停闪烁，也可以是其他的显示方式。

请参阅图6，在本实施例中，主控芯片U1上还连接有按键控制电路U5，按键控制电路U5上设置有多个按键，本实施例中设置有四个按键，分别是第一按键SW1、第二按键SW2、第三按键SW3和第四按键SW4,四个按键分别一端接地，另一端分别连接阻值都为2.7KΩ的第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15和第十六电阻R16后分别与主控芯片U1的PB6、PB5、PA3和RES电连接，按键控制电路U5虽然与主控芯片U1连接，但是是通过主控芯片U1控制显示电路U4的显示状态，以及对声音电路U3进行报警清除，当声音电路U3发出警报后，需要通过按键进行清除，本实施中的第一按键SW1为LED显示屏的开与关按键，第二按键SW2为LED显示屏亮度调亮、第三按键SW3为LED显示屏亮度调暗，第四按键SW4为声音电路U3消除报警按键，当解除报警后，电量检测电路继续对各个电池电芯上的电压进行监测。

本实用新型的优势在于：

1）本实用新型提供的基于无人机的电芯电流检测电路，通过在每节电池电芯的输出端都连接一个电量检测电路，并将电量检测电路与主控芯片电连接，整个电量检测电路的结构简单，元器件少，不占用太多的空间，也无需太多的生产成本，实现起来容易；

2）当电量检测电路检测到的电压与主控芯片中的额定电压对比有异常时，主控芯片控制声音电路进行报警，从而提醒控制者及时进行处理或者电池的更换，而电量检测电路检测到的电压值在LED显示屏上进行显示，通过设置声音电路和显示电路，使操作者能够及时地发现问题并解决问题，提高了电池的使用寿命，也保证了无人机的工作性能。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。