一种蓄电池低电压检测报警装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种蓄电池低电压检测报警装置及方法，其中装置包括蓄电池、单片机、可调电阻、二极管、显示器、蜂鸣器，其特征在于可调电阻及二极管正极均与单片机的AD输入端相连，显示器通过接口与单片机的输出端相连，蜂鸣器与单片机的输出端相连，蓄电池通过接口与单片机相连。由于单片机电源由蓄电池提供，蓄电池的电压变化会线性传导至单片机，再由单片机测量二极管恒定的端电压，并通过单片机的计算反过来推导出蓄电池的电压，当蓄电池电压低于设定阀值时，由单片机控制显示器和蜂鸣器发出声、光告警提示。本发明可精确调节测量值，且结构简单，成本低，精度高。
【专利说明】一种蓄电池低电压检测报警装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测报警装置及方法，尤其是一种蓄电池低电压检测报警装置及方法，属于电池检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前各种机房和不间断电源UPS使用着大量的蓄电池，因此需要对蓄电池电压进行检测与监控，当电压低于限定的阀值时，需及时提醒用户，否则会因过度放电而严重影响电池的使用寿命。现有的蓄电池低电压检测电路，都是基于精密基准源进行直接测量，需要配置一个精密基准源芯片给单片机供电，再由单片机利用自身精准的电源参考电压对蓄电池变化的电压进行测量，但使用精密基准源芯片会提高硬件电路的成本，导致产品在大批量生产时性价比降低，同时还缩小了电子元器件可选择的范围，增加了电路结构设计的局限性。因此，有必要对现有技术加以改进。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术需要配置精密基准源芯片而带来的成本高，电路结构不理想等不足，本发明提供一种蓄电池低电压检测报警装置。
[0004]本发明的另一个目的是利用蓄电池低电压检测报警装置实现蓄电池低电压检测报警的方法。
[0005]本发明提供的是这样一种蓄电池低电压检测报警装置，包括蓄电池、单片机、可调电阻、二极管、显示器、蜂鸣器，其特征在于可调电阻及二极管正极均与单片机的AD输入端相连，显示器通过接口与单片机的输出端相连，蜂鸣器与单片机的输出端相连，蓄电池通过接口与单片机相连。以利用蓄电池变化的电压给单片机供电，并由单片机测量二极管稳定的端电压，再通过单片机的计算反向推导出蓄电池的电压，当蓄电池电压低于设定阀值时，由单片机控制显示器和蜂鸣器发出声、光告警提示。
[0006]所述蓄电池的接口由一个接线端子和两个分压电阻组成，以便为其它部件提供电源。
[0007]所述二极管的正极与单片机的AD输入端相连，负极接地。
[0008]所述可调电阻的一端与单片机的AD输入端相连，另一端与蓄电池的接口相连。
[0009]所述显示器通过接口与单片机的输出端相连，显示器还通过接口与蓄电池的接口相连，由其提供电源。
[0010]所述单片机为至少带有一个模数AD转换接口的常规产品，本发明中单片机电源须由蓄电池提供。
[0011]本发明的第二个目的通过下列技术方案实现:一种用蓄电池低电压检测报警装置实现蓄电池低电压检测报警的方法，其特征在于经过下列步骤:
(101)通过选定的蓄电池接口内的比例分压电阻，得到一个比例分压电阻的比值；
(102)通过可调电阻对二极管两端电压的调整，得到一个稳定的电压值； (103)通过单片机复位键，对单片机内部设置的时钟模块、IO模块、AD模块、自动唤醒模块进行初始化；
(104)通过单片机的休眠指令键，使单片机休眠，以降低功耗；
(105)通过单片机内设的自动唤醒定时信号，唤醒单片机启动AD转换模块工作；
(106)单片机以自身的电源为基准，对步骤(102)的二极管的端电压进行比对，并根据比对结果值、蓄电池接口内的比例分压电阻的比值以及二极管两端的电压值，进行反向推导计算，得到蓄电池的实际电压值；
(107)单片机根据步骤(106)得到的实际蓄电池电压值，与蓄电池阀值进行比对，若小于阀值，则驱动液晶显示器和蜂鸣器，发出声光告警提示；若等于阀值，则继续执行休眠指令，等待内部自动唤醒的定时信号到来。
[0012]本发明具有下列优点和效果:单片机电源由蓄电池提供，蓄电池的电压变化会线性传导至单片机，再由单片机测量二极管恒定的端电压，并通过单片机的计算反过来推导出蓄电池的电压，当蓄电池电压低于设定阀值时，由单片机控制显示器和蜂鸣器发出声、光告警提示。本发明通过调整可调电阻，可精确调节测量值。本发明具有结构简单，元器件可选范围广，电路结构设计灵活，成本低，精度高等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明基于型号为STM8S103K的单片机的电路图；
图2为本发明单片机程序工作流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0015]实施例1
如图1，本发明提供的蓄电池低电压检测报警装置，由型号为STM8S103K的单片机2、可调电阻4、二极管3、液晶显示、蓄电池、蜂鸣器5组成。具体连接如下:电源VCC与可调电阻4正极相连，可调电阻4负极与二极管3正极相连，同时二极管3正极还与单片机2的模数AD转换引脚13脚相连，二极管3的负极接地，单片机2的22、23脚与液晶显示器的接口 6的2、3脚相连，液晶显示器的接口 6的I脚与电源VCC的正板相连，单片机2的17脚接蜂鸣器5，蜂鸣器5与电源VCC正板相连，单片机2的6脚与蓄电池的接口 I相连，该接口 I由一个接线端子Jl和两个分压电阻R1、R2组成，以便为液晶显示器、单片机2、可调电阻4、蜂鸣器5等供电，所有元件均为市购产品。
[0016]实施例2
如图2，本实施例2在实现蓄电池低电压检测报警的方法时，根据单个蓄电池满电时的电压在2.26V时，实际应用时其阀值为2.02V，此阀值可以在单片机程序中设置，多个蓄电池串联使用时，阀值须乘以电池个数。具体实现步骤如下:
(101)通过选定的蓄电池接口5内的比例分压电阻R1、R2，得到一个比例分压电阻的比值，从而为单片机I提供3.0至5.0V的正电源；
(102)通过可调电阻2对二极管3两端电压进行调整，得到一个稳定的电压值0.7V ；
(103)通过单片机I复位键，对单片机内部设置的时钟模块、IO模块、AD模块、自动唤醒模块进行初始化；
(104)通过单片机I的休眠指令键，使单片机I休眠，以降低功耗；
(105)通过单片机I内设的自动唤醒定时信号，唤醒单片机I启动AD转换模块工作；
(106)单片机I以自身的电源3.0至5.0V为基准，对步骤(102)的二极管3的端电压
0.7V进行比对，并根据该比对结果值、蓄电池接口 5内的比例分压电阻的比值以及二极管两端的电压值0.7V，进行反向推导计算，得到蓄电池的实际电压值为；
(107)单片机根据步骤(106)得到的实际蓄电池电压值，与蓄电池阀值2.02V进行比对，小于阀值，则驱动液晶显示器4和蜂鸣器6，发出声光告警提示。
[0017]实施例3
如图2，本实施例3在实现蓄电池低电压检测报警的方法时，根据单个蓄电池满电时的电压在2.26V时，实际应用时其阀值为2.02V，此阀值可以在单片机程序中设置，多个蓄电池串联使用时，阀值须乘以电池个数。具体实现步骤如下:
(101)通过选定的蓄电池接口5内的比例分压电阻R1、R2，得到一个比例分压电阻的比值，从而为单片机I提供3.0至5.0V的正电源；
(102)通过可调电阻2对二极管3两端电压进行调整，得到一个稳定的电压值0.7V ；
(103)通过单片机I复位键，对单片机内部设置的时钟模块、IO模块、AD模块、自动唤醒模块进行初始化；
(104)通过单片机I的休眠指令键，使单片机I休眠，以降低功耗；
(105)通过单片机I内设的自动唤醒定时信号，唤醒单片机I启动AD转换模块工作；
(106)单片机I以自身的电源3.0至5.0V为基准，对步骤(102)的二极管3的端电压
0.7V进行比对，并根据该比对结果值、蓄电池接口 5内的比例分压电阻的比值？以及二极管两端的电压值0.7V，进行反向推导计算，得到蓄电池的实际电压值；
(107)单片机根据步骤(106)得到的实际蓄电池电压值，与蓄电池阀值2.02V进行比对，等于阀值，则继续执行休眠指令，等待内部自动唤醒的定时信号到来。
[0018]本发明实现原理是蓄电池电压经比例分压后给单片机供电，用单片机自身跟随蓄电池同步变化的电压对二极管恒定的端电压进行AD采样，反向推导计算蓄电池电压值，当测得电池电压低于设定阀值时，就进行低电压报警提示。微调可调电阻2可以调整低压报警阀值的精确度。
【权利要求】
1.一种蓄电池低电压检测报警装置，包括蓄电池、单片机、可调电阻、二极管、显示器、蜂鸣器，其特征在于可调电阻及二极管正极均与单片机的AD输入端相连，显示器通过接口与单片机的输出端相连，蜂鸣器与单片机的输出端相连，蓄电池通过接口与单片机相连。
2.如权利要求1所述的蓄电池低电压检测报警装置，其特征在于所述蓄电池的接口由一个接线端子和两个分压电阻组成。
3.如权利要求1所述的蓄电池低电压检测报警装置，其特征在于所述二极管的正极与单片机的AD输入端相连，负极接地。
4.如权利要求1所述的蓄电池低电压检测报警装置，其特征在于所述可调电阻的一端与单片机的AD输入端相连，另一端与蓄电池的接口相连。
5.如权利要求1所述的蓄电池低电压检测报警装置，其特征在于所述显示器通过接口与单片机的输出端相连，显示器还通过接口与蓄电池的接口相连。
6.一种用权利要求1所述蓄电池低电压检测报警装置实现蓄电池低电压检测报警的方法，其特征在于经过下列步骤: (101)通过选定的蓄电池接口内的比例分压电阻，得到一个比例分压电阻的比值； (102)通过可调电阻对二极管两端电压的调整，得到一个稳定的电压值； (103)通过单片机复位键，对单片机内部设置的时钟模块、IO模块、AD模块、自动唤醒模块进行初始化； (104)通过单片机的休眠指令键，使单片机休眠，以降低功耗； (105)通过单片机内设的自动唤醒定时信号，唤醒单片机启动AD转换模块工作； (106)单片机以自身的电源为基准，对步骤(102)的二极管的端电压进行比对，并根据比对结果值、蓄电池接口内的比例分压电阻的比值以及二极管两端的电压值，进行反向推导计算，得到蓄电池的实际电压值； (107)单片机根据步骤(106)得到的实际蓄电池电压值，与蓄电池阀值进行比对，若小于阀值，则驱动液晶显示器和蜂鸣器，发出声光告警提示；若等于阀值，则继续执行休眠指令，等待内部自动唤醒的定时信号到来。
【文档编号】G01R19/165GK103487638SQ201310472440
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】巫乔顺, 皮坤, 尹业华, 解玉麟, 梁文涛, 孔繁秋, 张立 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司