重型卡车自充电中央时钟的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种重型卡车自充电中央时钟，属于车载时钟【技术领域】。本实用新型通过设计供电电源、法拉电容和单片机作为自充放电模块，在保留时钟原有功能的同时，使时钟即使是处于无外部电源供电的状态，仍能保证在断电一段时间重新上电时，时钟显示正确的时分并开始正常计时。
【专利说明】重型卡车自充电中央时钟
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及车载时钟【技术领域】，具体涉及一种重型卡车自充电中央时钟。
【背景技术】
[0002] 目前，重型卡车上使用的车载时钟是通过连接蓄电池的24V供电电源来工作的， 一般只具备基本的时钟计时功能和闹铃设置功能。而重型卡车的使用具有周期性、间歇性 的特点，所以车辆在停运或维修时为防止整车匮电，经常把整车的24V供电电源关掉。这就 导致普通的车载时钟在整车断电一段时间再次上电工作时，车载时钟显示的时间恢复出厂 设置的现象发生，造成使用者的不便。 实用新型内容
[0003] (一）要解决的技术问题
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是：如何设计一种重型卡车自充电中央时钟，使其 在整车不工作时也可以在不依赖外部电源的情况下维持时钟的正常计时功能。
[0005] (二）技术方案
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种重型卡车自充电中央时钟，包括 供电电源、法拉电容、显示屏和单片机，所述供电电源分别与法拉电容、显示屏以及单片机 连接，所述单片机分别与法拉电容和显示屏连接，所述单片机内置有显示屏驱动芯片及时 钟芯片。
[0007] 优选地，所述中央时钟还包括分别与供电电源以及单片机连接的控制按键。
[0008] 优选地，所述中央时钟还包括分别与供电电源以及单片机连接的蜂鸣器。
[0009] 优选地，所述蜂鸣器为无源蜂鸣器。
[0010] 优选地，所述单片机为工业级8位单片机。
[0011] 优选地，所述时钟芯片为PCF8563T。
[0012] 优选地,所述显示屏为4位液晶显示屏。
[0013] 优选地，所述法拉电容为4F / 5. 5V规格的扣式法拉电容。
[0014] (三）有益效果
[0015] 本实用新型通过设计供电电源、法拉电容和单片机作为自充放电模块，在保留时 钟原有功能的同时，使时钟即使是处于无外部电源供电的状态，仍能保证在断电一段时间 重新上电时，时钟显示正确的时分并开始正常计时。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 为使本实用新型的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用 新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0018] 如图1所示，本实用新型实施例提供了一种重型卡车自充电中央时钟，包括供电 电源1、法拉电容2、显示屏3和单片机4,所述供电电源1分别与法拉电容2、显示屏3、单片 机4、蜂鸣器5、控制按键连接，为这五个部件供电，所述单片机4分别与法拉电容2、显示屏 3、蜂鸣器5和控制按键连接，所述单片机4内置有显示屏驱动芯片及时钟芯片。
[0019] 本实用新型的工作原理如下：当有外部供电时，供电电源1给法拉电容2充电，法 拉电容2作为备用电源，当无外部供电时，法拉电容2向单片机4放电，使其内置的时钟芯 片正常计时，恢复供电时，单片机4内置的显示屏驱动芯片使显示屏3正确显示时间和计 时，蜂鸣器5在有外部供电时实现闹钟功能，控制按键包括时间设置按键601、闹钟设置键 602以及背光控制键603,分别实现时间、闹钟的设置功能，以及显示屏3的背光控制功能。
[0020] 本实施例中，所述蜂鸣器5为无源蜂鸣器，具有低工作电压、低工作电流的特点； 所述单片机4为工业级8位单片机，内置的所述时钟芯片为PCF8563T，具有低功耗的特点； 所述显示屏3为4位液晶显示屏，提供显示24小时，小时、分钟值，秒钟" ："闪烁以及闹钟 提示。
[0021] 法拉电容，又称超级电容，其容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对外 表现和电池相同，因此也被称作"电容电池"。法拉电容属于成熟的产品，在汽车及其他领域 都有较为广泛的应用。
[0022] 法拉电容具有以下特点：
[0023] 充电速度快，充电10秒?10分钟可达到其额定容量的95%以上；循环使用寿命 长，深度充放电循环使用次数可达1?50万次，没有"记忆效应"，也不存在过度放电的问 题；大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率> 90%;功率 密度高，可达300W / KG?5000W / KG，相当于电池的5?10倍；产品原材料构成、生产、 使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；充放电线路简单，无需充电 电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；超低温特性好，温度范围宽-40°C? +70°C ;容量范围通常0. 1F?1000F。
[0024] 以上法拉电容的特性可以满足中央时钟通过简单电路实现快速充电、稳定输出并 循环使用的目的。这就在车辆正常工作时可以通过充电模块在短时间内进行自充电，然后 在中央时钟无外部供电时，仍可保证时钟芯片的正确计时。当车辆重新上电时，屏幕会显示 当前的时分并开始正常计时。
[0025] 本实施例中，所述法拉电容2为体积较小的4F / 5. 5V规格的扣式法拉电容，能够 实现在断电后15天内，时钟重新上电时，时钟、闹钟可正常工作。以下是电容容值与工作时 长的相关计算，公式为：
[0026] T=F* (Vmax-Vmin) / I
[0027] 其中：T表示工作时长，单位s ;F表示电容容值，单位F ;Vmax表示系统最高工作电 压，单位V ;Vmin表示系统最低工作电压，单位V ; I表示系统工作电流，单位A。
[0028] 当外部电源中断后，中央时钟即停止工作，此时主要电流消耗为时钟芯片 PCF8563T。该芯片在不对外通讯仅保证时钟的有效性时的最大工作电流为550nA，法拉电容 所能提供的最高工作电压4. 3V，芯片的最低工作电压1. 8V。当系统恢复外部电源时，中央 时钟上电，首先从时钟芯片PCF8563T中读取当前的有效时间，然后开始正常计时。
[0029] 因此，在本实施例中：
[0030] F=4 ；Vmax=4. 3V ；Vmin=l. 8V ；I (PCF8563T) =550nA
[0031] 但是，法拉电容本身存在着一定的漏电流，并且漏电流会随着放电过程中电压的 下降而逐渐减小，通过对法拉电容的测试，考虑到360小时（15天）的时长，综合漏电流 I(F)=6y A。
[0032] 由此，可以计算出法拉电容的工作时长：
[0033] T=F*(Vmax-Vmin) / (I(PCF8563T)+I(F))?1526717s ?17. 7 天
[0034] 其中，综合漏电流已给出了相对冗余量。如此可满足中央时钟断电360小时（15 天）时重新上电，屏幕应显示当前的时分并开始正常计时的要求。
[0035] 由以上实施例可以看出，本实用新型通过设计供电电源、法拉电容和单片机作为 自充放电模块，在保留时钟原有功能的同时，使时钟即使是处于无外部电源供电的状态，仍 能保证在断电一段时间（15天）重新上电时，时钟显示正确的时分并开始正常计时。
[0036] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改 进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种重型卡车自充电中央时钟，其特征在于，包括供电电源（1)、法拉电容（2)、显示 屏⑶和单片机（4)，所述供电电源⑴分别与法拉电容（2)、显示屏（3)以及单片机（4) 连接，所述单片机（4)分别与法拉电容（2)和显示屏（3)连接，所述单片机（4)内置有显示 屏驱动芯片及时钟芯片。
2. 如权利要求1.所述的中央时钟，其特征在于，所述中央时钟还包括分别与供电电源 (1)以及单片机（4)连接的控制按键。
3. 如权利要求1所述的中央时钟，其特征在于，所述中央时钟还包括分别与供电电源 ⑴以及单片机⑷连接的蜂鸣器（5)。
4. 如权利要求3所述的中央时钟，其特征在于，所述蜂鸣器（5)为无源蜂鸣器。
5. 如权利要求1所述的中央时钟，其特征在于，所述单片机（4)为工业级8位单片机。
6. 如权利要求1所述的中央时钟，其特征在于，所述时钟芯片为PCF8563T。
7. 如权利要求1所述的中央时钟，其特征在于，所述显示屏（3)为4位液晶显示屏。
8. 如权利要求1?7中任一项所述的中央时钟，其特征在于，所述法拉电容（2)为4F / 5. 5V规格的扣式法拉电容。
【文档编号】G04G19/10GK203909494SQ201320646311
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】刘大伟, 魏磊, 康功, 张晓东 申请人:北奔重型汽车集团有限公司