专利名称：多用途航模电子工具箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多用途电子装置，特别涉及一种应用于航模运动的电子装置。
背景技术：
目前航模飞机往往采用锂电池供电，锂电池采用非标准化充电器充电；舵机灵敏 度检测、电池电量检测均需搭载在接收器上进行。该类充电、检测方法安全系数过低且效率 偏低、长久使用对锂电池、舵机、接收器均存在不同程度的损耗。如何安全高效的实施航模 充电、检测成为亟待解决的问题之一。目前在核心期刊与专利查询中均未发现与此发明类 似的设备介绍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决航模供电电池因非智能充电造成损耗，舵机 灵敏度、电池电量检测过程繁琐导致效率过低等问题的多用途航模电子工具箱。本发明的目的是这样实现的包括数据处理器U1、稳定电压输出单元U2、舵机端口 U3、数据采集单元U4、数据采 集单元TO、充电锂电池插入端口 U6和电源U7，其中数据处理器Ul采用89C52单片机，稳定 电压输出单元U2采用7805芯片，数据采集单元U4采用LM339芯片，数据采集单元U5采用 LM339芯片；数据处理器Ul与稳定电压输出单元U2、舵机端口 U3、数据采集单元U4、数据采 集单元TO、充电锂电池插入端口 U6相连，稳定电压输出单元U2与电源输入相连，充电锂电 池插入端口 TO与电源输入、数据采集单元U4、数据采集单元U5相连，舵机端口 U3是通过的 控制单片机I/O 口输出模拟PWM信号完成的。数字微处理器Ul的VCC即40脚为电源端与稳定电压输出单元U2的OUTPUT即3 脚相连；GND即20脚为接地端；XTALl即19脚、XTAL2即18脚为外部振荡器引脚，接晶振， 同时并联第二电容C2、第三电容C3 ；RST即9脚接CPU的复位信号输入端；PlO即1脚接第 一发光二极管Dl，Pll即2脚接第二发光二极管D2，P12即3脚接第三发光二极管D3，P13 即4脚接第四发光二极管D4，P14即5脚接第五发光二极管D5，5只发光二极管D1、D2、D3、 D4、D5并联后串接第九电阻R9，第九电阻R9另一端接地；P15即6脚接三极管Tl的基极； 三极管TI的集电极接第十四电阻R14，第十四电阻R14另一端与充电锂电池插入端口 U6 负极相连，三极管TI的发射极接地，形成共射电路；POO即39脚接第三上拉电阻R3，同时 接第二按键SP2，第二按键SP2另一端接地；POl即38脚接第四上拉电阻R4，同时接第一按 键SP1，第一按键SPl另一端接地；P02即37脚接数据采集单元U4的30UT即14脚同时接 第十五下拉电阻R15 ；P03即36脚接数据采集单元U4的20UT即2脚同时接第十六下拉电 阻R16 ；P04即35脚接数据采集单元U4的IOUT即1脚同时接第十七下拉电阻R17 ；P05即 34脚接数据采集单元U5的30UT即14脚同时接第十八下拉电阻R18 ；P06即33脚接数据 采集单元TO的IOUT即1脚同时接第十九下拉电阻R19 ；P07即32脚接数据采集单元U4的 20UT即2脚同时接第二十下拉电阻R20 ；电源U7两端口为Vcc、GND, Vcc接稳定电压输出
4单元U2INPUT即1脚、GND与稳定电压输出单元U2GND即2脚相交；稳定电压输出单元U2 为稳压芯片，GND即2脚分别与INPUT即1脚、OUTPUT即3脚串接第三电容C3、第四电容 C4, INPUT即1脚串联由第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8组成的支路后 后接地，INPUT即1脚串联由第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻 R13组成的支路后后接地；数据采集单元U4为比较器芯片，VCC即3脚与稳定电压输出单元 U2INPUT即1脚相连，IIN-即6脚、2IN-即4脚、3IN-即8脚均与充电锂电池插入端口 U6 的Vcc2端口相连，3IN+即9脚接于由第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8 组成的串联电阻支路a6点、2IN+即5脚接于串联电阻支路a7点、IIN+即7脚接于串联电 阻支路a8点，GND即12脚与充电锂电池插入端口 U6的GND端口相连；数据采集单元U5为 比较器芯片，VCC即3脚与稳定电压输出单元U2INPUT即1脚相连，IIN-即6脚、2IN-即4 脚、3IN-即8脚均与充电锂电池插入端口 U6的Vcc2端口相连，3IN+即9脚接于由第十电 阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13组成的串联电阻支路alO点、2IN+ 即5脚接于串联电阻支路al2点、IIN+即7脚接于串联电阻支路all点，GND即12脚与充 电锂电池插入端口 U6的GND端口相连；舵机端口 U3为舵机插线端，其三个端口分别接P07 即8脚、VccU GND ；充电锂电池插入端口 U6为锂电池插线端，其两个端口分别接稳定电压 输出单元U2的INPUT即1脚和第十四电阻R14的一端。本发明能够解决航模供电电池因非智能充电造成损耗，舵机灵敏度、电池电量检 测过程繁琐导致效率过低等问题。本发明的主要技术特点包括1、充电采用系统采用单片机和比较器组成。单片机通过采集通过比较器对锂电池 电量与电池充满额定值的大小所产生的高低电位变化，控制充电电路通断。2、电池电量检测系统采用单片机和比较器与4个电量指使发光二极管组成。单片 机通过采集通过比较器对锂电池电量与电量充足度参考值的大小所产生的高低电位变化， 控制电量指使发光二极管明暗变化。3、舵机灵敏度系统采用单片机和按键开关组成。单片机通过采集对其指定PO端 高低电位变化，控制其指定PI端输出方波信号，控制舵机转动。4、将航模用锂电池智能充电与电量检验和舵机灵敏度检验三个比赛前常规工作 集成化的实现在一个电子工具箱上。5、通过对参考值的选定，装置可自动识别待充锂电池节数，使其充满后断电，可防 止因充电器使用错误所导致的电池损毁。
图1多用途航模电子工具箱的组成图；图2多用途航模电子工具箱的原理图；图3多用途航模电子工具箱电路原理图；图4多用途航模电子工具箱锂电池充电程序流程图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述
结合图1，发明包括数据处理器U1、稳定电压输出单元U2、舵机端口 U3、数据采集 单元U4、数据采集单元TO、充电锂电池插入端口 TO、，其中Ul采用89C52单片机，U2采用 7805芯片，U4采用LM339芯片，U5采用LM339芯片，U7为电压源。结合图2，单片机Ul与稳定电压输出单元U2、舵机端口 U3、数据采集单元U4、数据 采集单元TO、充电锂电池插入端口 TO相连，U2与电压输入相连，TO与电压输入、数据采集 单元U4、数据采集单元TO相连。U3是通过的控制单片机I/O 口输出模拟PWM信号完成的。结合图3，数字微处理器Ul的VCC(40脚)为电源端与U2的0UTPUT(3脚)相连， GND(20脚)为接地端。父下八1^1(19脚)、乂1六1^2(18脚)为外部振荡器引脚，接晶振，同时并 联C2、C3电容。RST (9脚)接CPU的复位信号输入端。PlO (1脚)接发光二极管D1，P11 (2 脚)接发光二极管D2，P12(3脚)接发光二极管D3，P13(4脚)接发光二极管D3，P14(5 脚)接发光二极管D4，发光二极管Dl、D2、D3、D4、D5并联后串接电阻R9，R9另一端接地。 P15(6脚)接三极管Tl的基极；TI的集电极接电阻R14，R14另一端与TO负极相连；发射极 接地，形成共射电路。P00(39脚)接上拉电阻R3，同时接按键SP2，SP2另一端接地，P01(38 脚)接上拉电阻R4，同时接按键SP1，SPl另一端接地。P02(37脚)接U4的30UT(14脚) 同时接下拉电阻R15，P03(36脚)接U4的20UT(2脚)同时接下拉电阻R16，P04(35脚) 接U4的10UT(1脚)同时接下拉电阻R17，P05(34脚)接TO的30UT(14脚)同时接下拉电 阻R18，P06(33脚)接U5的10UT(1脚)同时接下拉电阻R19，Ρ07 (32脚)接U4的20UT(2 脚)同时接下拉电阻R20。U7为电压源，两端口为Vcc、GND，Vcc接U2INPUT(1脚)、GND与 U2GND (2脚)相交。U2为稳压芯片，GND (2脚)分别与INPUT (1脚)、OUTPUT (3脚)串接电 容C3、C4，INPUT(1脚)串联由电阻1 5、1 6、1 7、1 8组成的支路后后接地，1呢肌(1脚)串联 由电阻RIO、RlU R12、R13组成的支路后后接地。U4为比较器芯片，用于充电过程中锂电 池电压与充满电压之间的比较，其VCC (3脚)与U2INPUT(1脚)相连，IIN-(6脚)、2IN_(4 脚)、3IN-(8脚)均与U6的Vcc2端口相连，3IN+(9脚)接于由R5、R6、R7、R8组成的串联 电阻支路a6点、2IN+ (5脚)接于串联电阻支路a7点、1IN+ (7脚)接于串联电阻支路a8点， GND(12脚)与TO的GND端口相连。TO为比较器芯片，用于对锂电池电压电量的测量，其 VCC(3 脚)与 U2INPUT(1 脚)相连，IIN-(6 脚)、2IN_(4 脚)、3IN_(8 脚)均与 U6 的 Vcc2 端口相连，3IN+(9脚)接于由R10、R11、R12、R13组成的串联电阻支路alO点、2IN+(5脚) 接于串联电阻支路al2点、1ΙΝ+(7脚)接于串联电阻支路all点，GND(12脚)与TO的GND 端口相连。U3为舵机插线端，其三个端口分别接P07(8脚)、Vccl、GND。TO为锂电池插线 端，其两个端口分别接U2的INPUT(1脚)和R14的一端。 u^ = R5TR6^R/-、U"、5+HVcc、
R
仏8 = p丄0丄8P 1P厂0可通过对尺5、尺6、尺7、尺8阻值的调节使a6、a7、a8三点的电压值分 K5+K6+K1+ K8
别为1、2、3节锂电池满电电压通过比较实现充断电。根据
Ru + Ru + RuR12 + R13Ualo =——u——12——-~Vcc Uall =-^----Vcc 、
^lO + R\\ + + ^13^。+ ^ll + 及U + R\3
i Ual2 =13厂《:可通过对 R10、R11、R12、R13 阻值的调节使 alO、all、
K10 + ^ll + Λ12 + Ku
6al2三点的电压值分别为低、中、高电量标准值通过比较测定锂电池电压值。通过P17端模 拟的PWM控制舵机旋转检测舵机灵敏度，借此离达到设计目的。 结合图4，电子工具箱程序分为三部分(1)锂电池充电程序当初始状态为P04 = 1时证明该锂电池为单节锂电，P15 = 1开始充电Pll = 1充电显示，直至P04 = 0单节锂 电池电压大于单节锂电池满电值，停止充电P15 = 0同时PlO = 1充满显示；当初始状态为 P04 = 0、P03 = 1时证明该锂电池为双节锂电，P15 = 1开始充电Pll = 1充电显示，直至 P03 = 0双节锂电池电压大于双节锂电池满电值，停止充电P15 = 0同时PlO = 1充满显 示；当初始状态为P04 = 0、P03 = 0、P02 = 1时证明该锂电池为三节锂电，P15 = 1开始充 电Pll = 1充电显示，直至P02 = 0三节锂电池电压大于三节锂电池满电值，停止充电P15 =0同时PlO = 1充满显示；当初始状态为P04 = 0、P03 = 0、P02 = 0时证明锂电池电压 大于三节锂电池满电值存在错误，PlO = UPll = 1报警提示。(2)电池电量检验程序当 P07 = 1时，电池电压值小于低电量标准值，P14 = 1显示低电量、当P07 = 0时，电池电压 值大于低电量标准值，P13 = 1显示中电量、当P06 = 1时，电池电压值大于中等电量标准 值，P12 = 1显示高电量、当P05 = 1时，电池电压值大于高电量标准值，PlO = 1显示满电 量。(3)舵机灵敏度测试当POO = O时改变P17输出方波占空比使舵机正转90°，当POl =O时改变P17输出方波占空比使舵机反转90°。
权利要求
一种多用途航模电子工具箱，包括数据处理器(U1)、稳定电压输出单元(U2)、舵机端口(U3)、数据采集单元(U4)、数据采集单元(U5)、充电锂电池插入端口(U6)和电源(U7)，其特征是其中数据处理器(U1)采用89C52单片机，稳定电压输出单元(U2)采用7805芯片，数据采集单元(U4)采用LM339芯片，数据采集单元(U5)采用LM339芯片；数据处理器(U1)与稳定电压输出单元(U2)、舵机端口(U3)、数据采集单元(U4)、数据采集单元(U5)、充电锂电池插入端口(U6)相连，稳定电压输出单元(U2)与电源输入相连，充电锂电池插入端口(U6)与电源输入、数据采集单元(U4)、数据采集单元(U5)相连，舵机端口(U3)是通过的控制单片机I/O口输出模拟PWM信号完成的。
2.根据权利要求1所述的多用途航模电子工具箱，其特征是具体连接关系为数字微 处理器(Ul)的VCC即40脚为电源端与稳定电压输出单元(U2)的OUTPUT即3脚相连；GND 即20脚为接地端；XTALl即19脚、XTAL2即18脚为外部振荡器引脚，接晶振，同时并联第二 电容(C2)、第三电容(C3) ；RST即9脚接CPU的复位信号输入端；PlO即1脚接第一发光二 极管(Dl)，Pll即2脚接第二发光二极管(D2)，P12即3脚接第三发光二极管(D3)，P13即 4脚接第四发光二极管(D4)，P14即5脚接第五发光二极管(D5)，5只发光二极管(D1、D2、 D3、D4、D5)并联后串接第九电阻(R9)，第九电阻(R9另一端接地；P15即6脚接三极管(Tl) 的基极；三极管(Tl)的集电极接第十四电阻(R14)，第十四电阻(R14)另一端与充电锂电 池插入端口(U6)负极相连，三极管(Tl)的发射极接地，形成共射电路；POO即39脚接第三 上拉电阻(R3)，同时接第二按键(SP2)，第二按键(SP2)另一端接地；POl即38脚接第四上 拉电阻(R4)，同时接第一按键(SPl)，第一按键(SPl)另一端接地；P02即37脚接数据采集 单元(U4)的30UT即14脚同时接第十五下拉电阻(R15) ；P03即36脚接数据采集单元(U4) 的20UT即2脚同时接第十六下拉电阻(R16) ；P04即35脚接数据采集单元(U4)的IOUT即 1脚同时接第十七下拉电阻(R17) ；P05即34脚接数据采集单元(U5)的30UT即14脚同时 接第十八下拉电阻(R18) ；P06即33脚接数据采集单元(U5)的IOUT即1脚同时接第十九 下拉电阻(R19) ；P07即32脚接数据采集单元(U4)的20UT即2脚同时接第二十下拉电阻 (R20)；电源(U7)两端口为Vcc、GND，Vcc接稳定电压输出单元(U2) INPUT即1脚、GND与稳 定电压输出单元(U2)GND即2脚相交；稳定电压输出单元(U2)为稳压芯片，GND即2脚分 别与INPUT即1脚、OUTPUT即3脚串接第三电容(C3)、第四电容(C4)，INPUT即1脚串联由 第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)组成的支路后后接地，INPUT 即1脚串联由第十电阻(RlO)、第十一电阻(Rll)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)组 成的支路后接地；数据采集单元(U4)为比较器芯片，VCC即3脚与稳定电压输出单元(U2) INPUT即1脚相连，IIN-即6脚、2IN-即4脚、3IN-即8脚均与充电锂电池插入端口 (U6) 的Vcc2端口相连，3IN+即9脚接于由第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八 电阻(R8)组成的串联电阻支路a6点、2IN+即5脚接于串联电阻支路a7点、IIN+即7脚接 于串联电阻支路a8点，GND即12脚与充电锂电池插入端口(U6)的GND端口相连；数据采集 单元(U5)为比较器芯片，VCC即3脚与稳定电压输出单元(U2) INPUT即1脚相连，IIN-即 6脚、2IN-即4脚、3IN-即8脚均与充电锂电池插入端口(U6)的Vcc2端口相连，3IN+即9 脚接于由第十电阻(RlO)、第十一电阻(Rll)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)组成的 串联电阻支路alO点、2IN+即5脚接于串联电阻支路al2点、IIN+即7脚接于串联电阻支 路all点，GND即12脚与充电锂电池插入端口(U6)的GND端口相连；舵机端口(U3)为舵机插线端，其三个端口分别接P07即8脚、Vccl、GND;充电锂电池插入端口(U6)为锂电池 插线端，其两个端口分别接稳定电压输出单元(U2)的INPUT即1脚和第十四电阻(R14)的一端。
全文摘要
本发明提供的是一种多用途航模电子工具箱。包括数据处理器(U1)、稳定电压输出单元(U2)、舵机端口(U3)、数据采集单元(U4)、数据采集单元(U5)、充电锂电池插入端口(U6)和电源(U7)。数据处理器(U1)与稳定电压输出单元(U2)、舵机端口(U3)、数据采集单元(U4)、数据采集单元(U5)、充电锂电池插入端口(U6)相连，稳定电压输出单元(U2)与电源输入相连，充电锂电池插入端口(U6)与电源输入、数据采集单元(U4)、数据采集单元(U5)相连，舵机端口(U3)是通过的控制单片机I/O口输出模拟PWM信号完成的。本发明能够解决航模供电电池因非智能充电造成损耗，舵机灵敏度、电池电量检测过程繁琐导致效率过低等问题。
文档编号H02J7/00GK101950994SQ20101025811
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年4月2日
发明者张瑶, 李冰, 董宝明, 邢博闻 申请人:哈尔滨工程大学