低功耗定时器释放器电路的制作方法

本实用新型涉及海洋观测技术领域的一种自返式释放器电路，具体涉及一种低功耗自返式释放器电路。

背景技术：

为了更深入的调查海洋环境，越来越多的海洋探测设备被部署在海面、水体、海底进行长期观测，而限制电子设备长期运转的主要瓶颈就是电能，所以如何高效地运用电能显得越来越突出，如果电路采用低功耗设计，便能延长海洋设备的工作时间；另一方面，以往自返式设备大多数是触底就释放，不能够采集更多有效海洋海底的数据。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种低功耗自返式释放器电路，主要降低设备功耗，提供可编程设置的工作时间以及自返式释放器释放时间，用于降低自返式释放器的功耗以及触底就释放等问题。

本实用新型是一种低功耗定时器释放器电路，包括电源供电电路，低功耗时钟定时唤醒电路，继电器控制电机电路，AD采集电路和主控电路。

所述的电源供电电路包括一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、第三电解电容C3、第五电解电容C5、第四瓷片电容C4、第七瓷片电容C7、第八瓷片电容C8、第六钽电容C6、第一功率电感L1、第一稳压二极管D1。

第一接口Power1的第1管脚与第三电解电容C3的正极、第四瓷片电容C4的一端、一级电源转换芯片IC1的第1管脚相连，第一接口Power1的第2管脚与第四瓷片电容C4的另一端、第三电解电容C3的负极、一级电源转换芯片IC1的第3管脚、一级电源转换芯片IC1的第5管脚相连并接地，第一稳压二极管D1的负极与第一功率电感L1的一端、一级电源转换芯片IC1的第2管脚相连，第一稳压二极管D1的正极与第五电解电容C5的负极相连并接地，第一功率电感L1的另一端与第五电解 电容C5的正极、第七瓷片电容C7的一端、一级电源转换芯片IC1的第4管脚、二级电源转换芯片IC2的第3管脚相连并作为5V电源输出端，第七瓷片电容C7的另一端与二级电源转换芯片IC2的第1管脚相连并接地，第六钽电容C6的正极与第八瓷片电容C8的一端、二级电源转换芯片IC2的第2管脚、二级电源转换芯片IC2的第4管脚相连并作为3.3V电源输出端，第六钽电容C6的负极与第八瓷片电容C8的另一端相连并接地。

低功耗时钟定时唤醒电路包括时钟芯片IC3、第三晶振Y3、第二电阻R2、第三电阻R3、第十四瓷片电容C14。第十四瓷片电容C14的一端与第三晶振Y3的一端、时钟芯片IC3的第1管脚相连，第三晶振Y3的另一端与时钟芯片IC3的第2管脚相连，第十四瓷片电容C14的另一端与时钟芯片IC3的第4管脚相连并接地，时钟芯片IC3的第3管脚与主控芯片IC5的第23管脚相连，第三电阻R3的一端与时钟芯片IC3的第5管脚、主控芯片IC5的第14管脚相连，第三电阻R3的另一端与第二电阻R2的一端相连并接电源供电电路的3.3V电源输出端，第二电阻R2的另一端与时钟芯片IC3的第6管脚、主控芯片IC5的第13管脚相连，时钟芯片IC3的第7管脚架空，时钟芯片IC3的第8管脚接电源供电电路的3.3V电源输出端。

继电器控制电机电路包括继电器芯片IC4、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二稳压二极管D2、第十五瓷片电容C15和第一三极管Q1；

第二十一电阻R21的一端与第二十二电阻R22的一端、主控芯片IC5的第15管脚相连，第二十二电阻R22的另一端与第十五瓷片电容C15的一端、第一三极管Q1的发射极相连并接地，第二十一电阻R21的另一端与第十五瓷片电容C15的另一端、第一三极管Q1的基极相连，第二十电阻R20的一端与第一三极管Q1的集电极相连，第二十电阻R20的另一端与第二稳压二极管D2的正极、继电器芯片IC4的第2管脚，继电器芯片IC4的第5管脚与第二稳压二极管D2的负极连接并接电源12V，继电器芯片IC4的第1管脚架空，第一接口P1的第1管脚与继电器芯片IC4的第3管脚相连并接电源供电电路的5V电源输出端，第一 接口P1的第2管脚与继电器芯片IC4的第4管脚相连，第一接口P1的第3管脚与继电器芯片IC4的第6管脚相连，第一接口P1的第4管脚直接接地。

AD采集电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18和第十九电阻R19。

第六电阻R6的一端与第四电阻R4的一端、第二接口P2的第7管脚相连，第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端相连并接地，第四电阻R4的另一端与第七电阻R7的另一端、主控芯片IC5的第59管脚相连，第八电阻R8的另一端与第五电阻R5的一端、第二接口P2的第1管脚相连，第五电阻R5的另一端与第九电阻R9的另一端、主控芯片IC5的第2管脚相连，第十五电阻R15的一端与第十四电阻R14的一端、第二接口P2的第5管脚相连，第十四电阻R14的另一端与第十六电阻R16的一端、主控芯片IC5的第60管脚相连，第十五电阻R15的另一端与第十六电阻R16的另一端、第十八电阻R18的一端、第十九电阻R19的一端相连并接地，第十八电阻R18的另一端与第十七电阻R17的一端、第二接口P2的第3管脚相连，第十七电阻R17的另一端与第十九电阻R19的另一端、主控芯片IC5的第61管脚相连，第二接口P2的第2管脚与第二接口P2的第4管脚、第二接口P2的第6管脚、第二接口P2的第8管脚相连并接地。

主控电路包括主控芯片IC5、第一瓷片电容C1、第二瓷片电容C2、第九瓷片电容C9、第十一瓷片电容C11、第十三瓷片电容C13、第十钽电容C10、第十二钽电容C12、第一晶振Y1、第二晶振Y2和第一电阻R1；

第十三瓷片电容C13的一端与第十二钽电容C12的正极、主控芯片IC5的第1管脚相连并接电源供电电路的3.3V电源输出端，第十三瓷片电容C13的另一端与第十二钽电容C12的负极、主控芯片IC5的第10管脚、主控芯片IC5的第11管脚相连并接地，第二晶振Y2的一端与主控芯片IC5的第9管脚相连，第二晶振Y2的另一端与主控芯片IC5的 第8管脚相连，第十一瓷片电容C11的一端与第十钽电容C10的正极、主控芯片IC5的第64管脚相连并接电源供电电路的3.3V电源输出端，第十一瓷片电容C11的另一端与第十钽电容C10的负极相连并接地，第九瓷片电容C9的一端与主控芯片IC5的第62管脚、主控芯片IC5的第63管脚相连并接地，第九瓷片电容C9的另一端与第一电阻R1的一端、程序下载接口JLINK的第8管脚、主控芯片IC5的第58管脚相连，程序下载接口JLINK的第6管脚与主控芯片IC5的第57管脚相连，程序下载接口JLINK的第4管脚与主控芯片IC5的第56管脚相连，程序下载接口JLINK的第2管脚与主控芯片IC5的第55管脚相连，程序下载接口JLINK的第1管脚与主控芯片IC5的第54管脚相连，程序下载接口JLINK的第3管脚直接接地，第一电阻R1的另一端与程序下载接口JLINK的第7管脚连接并接电源供电电路的3.3V电源输出端，程序下载接口JLINK的第5管脚架空，第二瓷片电容C2的一端与第一晶振Y1的一端、主控芯片IC5的第53管脚相连，第一瓷片电容C1的一端与第二瓷片电容C2的另一端相连并接地，第一瓷片电容C1的另一端与第一晶振Y1的另一端、主控芯片IC5的第52管脚相连，主控芯片IC5的第44管脚、主控芯片IC5的第45管脚、主控芯片IC5的第46管脚和主控芯片IC5的第47管脚用于SD卡的数据存储，主控芯片IC5的第32管脚和主控芯片IC5的第33管脚用于串口通信，主控芯片IC5的第7管脚接电源供电电路的3.3V电源输出端，主控芯片IC5的第3管脚、主控芯片IC5的第4管脚、主控芯片IC5的第5管脚、主控芯片IC5的第6管脚、主控芯片IC5的第12管脚、主控芯片IC5的第16管脚、主控芯片IC5的第17管脚、主控芯片IC5的第18管脚、主控芯片IC5的第19管脚、主控芯片IC5的第20管脚、主控芯片IC5的第21管脚、主控芯片IC5的第22管脚、主控芯片IC5的第24管脚、主控芯片IC5的第25管脚、主控芯片IC5的第26管脚、主控芯片IC5的第27管脚、主控芯片IC5的第28管脚、主控芯片IC5的第29管脚、主控芯片IC5的第30管脚、主控芯片IC5的第31管脚、主控芯片IC5的第34管脚、主控芯片IC5的第35管脚、主控芯片IC5的第36管脚、主控芯片IC5的第37管脚、主控芯片IC5的第38管脚、主控芯片IC5的第39管脚、主控芯 片IC5的第40管脚、主控芯片IC5的第41管脚、主控芯片IC5的第42管脚、主控芯片IC5的第43管脚、主控芯片IC5的第48管脚、主控芯片IC5的第49管脚、主控芯片IC5的第50管脚和主控芯片IC5的第51管脚架空。

本实用新型中的电源转换芯片IC1、IC2，时钟芯片IC3，继电器芯片IC4主控芯片IC5，均采用成熟产品。一级电源转换芯片IC1采用LM2576，二级电源转换芯片IC2采用AMS1117-3.3V，时钟芯片IC3采用PHILIPS公司的PCF8563，继电器芯片IC4采用HKE/汇港公司的HRA-S-DC5V,主控芯片IC5采用TI公司的MSP430F149。

本实用新型运用低功耗时钟芯片，当自返式释放器下放到海底时，整个主控系统处于休眠状态，只有低功耗时钟芯片处于定时状态，当定时到一定时间后，低功耗时钟芯片唤醒整个主控系统，整个主控系统从休眠转到工作状态，工作一定时间又进入休眠状态，如此循环，当到达设置释放返回的时间，自返式释放器释放回到海面。故整个过程大大降低设备的功耗，为设备在海底能够采集更多有效的数据。

附图说明

图1为本实用新型的整体电路示意图；

图2为电源供电电路示意图；

图3为低功耗时钟定时唤醒电路示意图；

图4为继电器控制电机电路示意图；

图5为AD采集电路示意图；

图6为主控电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，包括主控电路1、AD采集电路2、低功耗时钟定时唤醒电路3、电源供电电路4和继电器控制电机电路5。

如图2所示：所述的电源供电电路包括一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、第三电解电容C3、第五电解电容C5、第四瓷片电容C4、第七瓷片电容C7、第八瓷片电容C8、第六钽电容C6、第一功率电感L1、第一稳压二极管D1。

第一接口Power1的第1管脚与第三电解电容C3的正极、第四瓷片 电容C4的一端、一级电源转换芯片IC1的第1管脚相连，第一接口Power1的第2管脚与第四瓷片电容C4的另一端、第三电解电容C3的负极、一级电源转换芯片IC1的第3管脚、一级电源转换芯片IC1的第5管脚相连并接地，第一稳压二极管D1的负极与第一功率电感L1的一端、一级电源转换芯片IC1的第2管脚相连，第一稳压二极管D1的正极与第五电解电容C5的负极相连并接地，第一功率电感L1的另一端与第五电解电容C5的正极、第七瓷片电容C7的一端、一级电源转换芯片IC1的第4管脚、二级电源转换芯片IC2的第3管脚相连并作为5V电源输出端，第七瓷片电容C7的另一端与二级电源转换芯片IC2的第1管脚相连并接地，第六钽电容C6的正极与第八瓷片电容C8的一端、二级电源转换芯片IC2的第2管脚、二级电源转换芯片IC2的第4管脚相连并作为3.3V电源输出端，第六钽电容C6的负极与第八瓷片电容C8的另一端相连并接地。

如图3所示，低功耗时钟定时唤醒电路包括时钟芯片IC3、第三晶振Y3、第二电阻R2、第三电阻R3、第十四瓷片电容C14。第十四瓷片电容C14的一端与第三晶振Y3的一端、时钟芯片IC3的第1管脚相连，第三晶振Y3的另一端与时钟芯片IC3的第2管脚相连，第十四瓷片电容C14的另一端与时钟芯片IC3的第4管脚相连并接地，时钟芯片IC3的第3管脚与主控芯片IC5的第23管脚相连，第三电阻R3的一端与时钟芯片IC3的第5管脚、主控芯片IC5的第14管脚相连，第三电阻R3的另一端与第二电阻R2的一端相连并接电源供电电路的3.3V电源输出端，第二电阻R2的另一端与时钟芯片IC3的第6管脚、主控芯片IC5的第13管脚相连，时钟芯片IC3的第7管脚架空，时钟芯片IC3的第8管脚接电源供电电路的3.3V电源输出端。

如图4所示，继电器控制电机电路包括继电器芯片IC4、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二稳压二极管D2、第十五瓷片电容C15和第一三极管Q1；

第二十一电阻R21的一端与第二十二电阻R22的一端、主控芯片IC5的第15管脚相连，第二十二电阻R22的另一端与第十五瓷片电容C15的一端、第一三极管Q1的发射极相连并接地，第二十一电阻R21的另 一端与第十五瓷片电容C15的另一端、第一三极管Q1的基极相连，第二十电阻R20的一端与第一三极管Q1的集电极相连，第二十电阻R20的另一端与第二稳压二极管D2的正极、继电器芯片IC4的第2管脚，继电器芯片IC4的第5管脚与第二稳压二极管D2的负极连接并接电源12V，继电器芯片IC4的第1管脚架空，第一接口P1的第1管脚与继电器芯片IC4的第3管脚相连并接电源供电电路的5V电源输出端，第一接口P1的第2管脚与继电器芯片IC4的第4管脚相连，第一接口P1的第3管脚与继电器芯片IC4的第6管脚相连，第一接口P1的第4管脚直接接地。

如图5所示，AD采集电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18和第十九电阻R19。

第六电阻R6的一端与第四电阻R4的一端、第二接口P2的第7管脚相连，第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端相连并接地，第四电阻R4的另一端与第七电阻R7的另一端、主控芯片IC5的第59管脚相连，第八电阻R8的另一端与第五电阻R5的一端、第二接口P2的第1管脚相连，第五电阻R5的另一端与第九电阻R9的另一端、主控芯片IC5的第2管脚相连，第十五电阻R15的一端与第十四电阻R14的一端、第二接口P2的第5管脚相连，第十四电阻R14的另一端与第十六电阻R16的一端、主控芯片IC5的第60管脚相连，第十五电阻R15的另一端与第十六电阻R16的另一端、第十八电阻R18的一端、第十九电阻R19的一端相连并接地，第十八电阻R18的另一端与第十七电阻R17的一端、第二接口P2的第3管脚相连，第十七电阻R17的另一端与第十九电阻R19的另一端、主控芯片IC5的第61管脚相连，第二接口P2的第2管脚与第二接口P2的第4管脚、第二接口P2的第6管脚、第二接口P2的第8管脚相连并接地。

如图6所示，主控电路包括主控芯片IC5、第一瓷片电容C1、第二瓷片电容C2、第九瓷片电容C9、第十一瓷片电容C11、第十三瓷片电容 C13、第十钽电容C10、第十二钽电容C12、第一晶振Y1、第二晶振Y2和第一电阻R1；

第十三瓷片电容C13的一端与第十二钽电容C12的正极、主控芯片IC5的第1管脚相连并接电源供电电路的3.3V电源输出端，第十三瓷片电容C13的另一端与第十二钽电容C12的负极、主控芯片IC5的第10管脚、主控芯片IC5的第11管脚相连并接地，第二晶振Y2的一端与主控芯片IC5的第9管脚相连，第二晶振Y2的另一端与主控芯片IC5的第8管脚相连，第十一瓷片电容C11的一端与第十钽电容C10的正极、主控芯片IC5的第64管脚相连并接电源供电电路的3.3V电源输出端，第十一瓷片电容C11的另一端与第十钽电容C10的负极相连并接地，第九瓷片电容C9的一端与主控芯片IC5的第62管脚、主控芯片IC5的第63管脚相连并接地，第九瓷片电容C9的另一端与第一电阻R1的一端、程序下载接口JLINK的第8管脚、主控芯片IC5的第58管脚相连，程序下载接口JLINK的第6管脚与主控芯片IC5的第57管脚相连，程序下载接口JLINK的第4管脚与主控芯片IC5的第56管脚相连，程序下载接口JLINK的第2管脚与主控芯片IC5的第55管脚相连，程序下载接口JLINK的第1管脚与主控芯片IC5的第54管脚相连，程序下载接口JLINK的第3管脚直接接地，第一电阻R1的另一端与程序下载接口JLINK的第7管脚连接并接电源供电电路的3.3V电源输出端，程序下载接口JLINK的第5管脚架空，第二瓷片电容C2的一端与第一晶振Y1的一端、主控芯片IC5的第53管脚相连，第一瓷片电容C1的一端与第二瓷片电容C2的另一端相连并接地，第一瓷片电容C1的另一端与第一晶振Y1的另一端、主控芯片IC5的第52管脚相连，主控芯片IC5的第44管脚、主控芯片IC5的第45管脚、主控芯片IC5的第46管脚和主控芯片IC5的第47管脚用于SD卡的数据存储，主控芯片IC5的第32管脚和主控芯片IC5的第33管脚用于串口通信，主控芯片IC5的第7管脚接电源供电电路的3.3V电源输出端，主控芯片IC5的第3管脚、主控芯片IC5的第4管脚、主控芯片IC5的第5管脚、主控芯片IC5的第6管脚、主控芯片IC5的第12管脚、主控芯片IC5的第16管脚、主控芯片IC5的第17管脚、主控芯片IC5的第18管脚、主控芯片IC5的第19 管脚、主控芯片IC5的第20管脚、主控芯片IC5的第21管脚、主控芯片IC5的第22管脚、主控芯片IC5的第24管脚、主控芯片IC5的第25管脚、主控芯片IC5的第26管脚、主控芯片IC5的第27管脚、主控芯片IC5的第28管脚、主控芯片IC5的第29管脚、主控芯片IC5的第30管脚、主控芯片IC5的第31管脚、主控芯片IC5的第34管脚、主控芯片IC5的第35管脚、主控芯片IC5的第36管脚、主控芯片IC5的第37管脚、主控芯片IC5的第38管脚、主控芯片IC5的第39管脚、主控芯片IC5的第40管脚、主控芯片IC5的第41管脚、主控芯片IC5的第42管脚、主控芯片IC5的第43管脚、主控芯片IC5的第48管脚、主控芯片IC5的第49管脚、主控芯片IC5的第50管脚和主控芯片IC5的第51管脚架空。

工作过程：在Power1接口输入+12V的电源，一级电源转换芯片IC1将+12V电压转成+5V，二级电源转换芯片IC2再将+5V电压转换为+3.3V，供给主控芯片IC5，上电之后，主控芯片IC6开始初始化之后，初始化完成后，当自返式释放器在进入海洋这段时间，主控系统进入休眠状态，此时低功耗时钟芯片IC3进行定时工作，当低功耗时钟芯片IC3定时到我们预先设置的时间后，主控芯片IC5从休眠状态切换到工作状态，控制继电器芯片IC4驱动电机工作，AD采集系统进行传感器数据的采集，当工作时间达到一定时间后，主控系统进入休眠状态以此同时低功耗时钟芯片IC3进行定时工作，整个系统处于如上的循环操作，大大降低功耗，延长设备工作时间。当到达我们事先设置释放时间后或者AD采集系统进行传感器数据的采集的数据超过设定值，即继电器芯片IC4驱动电机脱钩释放，此时自返式释放器慢慢从海底上浮到海面，即整个过程就结束了。