一种便携式可视燃料电池电堆巡检电路板的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种便携式可视燃料电池电堆巡检电路板。


背景技术：

2.燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
3.现有技术采用燃料电池电堆巡检装置连接计算机，通过计算机上的燃料电池监控软件对燃料电池各分堆电压进行巡检。
4.现有技术对燃料电池各分堆电压进行巡检的方式过于繁琐，需要外接计算机，利用计算机上的燃料电池监控软件才能实现对燃料电池各分堆电压进行巡检，无法直接通过显示屏实时地显示巡检结果。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种便携式可视燃料电池电堆巡检电路板，用以解决现有技术中燃料电池电堆巡检方式需外接计算机，以致于无法实时显示巡检结果的问题。
6.为达到上述技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：
7.本实用新型提供了一种便携式可视燃料电池电堆巡检电路板，包括：单片机、存储器、显示屏接口和若干个检测端口；单片机分别与存储器、显示屏接口和若干个检测端口电连接；
8.单片机，用于生成巡检驱动信号，并将巡检驱动信号发送给若干个检测端口；
9.若干个检测端口，用于根据巡检驱动信号对燃料电池电堆进行巡检，得到巡检信息；
10.存储器，用于将巡检信息进行存储；
11.显示屏接口，用于外接显示屏，并通过显示屏显示巡检信息。
12.优选的，存储器包括动态存储器；动态存储器包括：芯片u1d和电阻r8；芯片u1d的第十九引脚通过电阻r8接入第一电压输入。
13.优选的，存储器包括nand闪存模块；nand闪存模块包括：芯片u3d，电阻r9和电阻r10；芯片u3d的第七引脚通过电阻r9接入第一电压输入。
14.优选的，存储器包括只读存储器；只读存储器包括芯片u2d，电阻r1、r2，电容c1；芯片u2d的第一引脚通过电阻r2接入第一电压输入，芯片u2d的第三引脚通过电阻r1接入第一电压输入，芯片u2d的第四引脚通过电容c1接地。
15.优选的，存储器包括spi闪存模块；spi闪存模块包括：芯片u4d，电容c2，电阻r11；芯片u4d的第三引脚、第七引脚和第八引脚通过电容c2接地，芯片u4d的第一引脚通过电阻r11接地第一电压。
16.优选的，存储器包括存储卡模块；存储卡模块包括卡槽tf1d，电阻r3、r4、r5、r6、r7；卡槽tf1d的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第七引脚和第八引脚分别通过电阻r5、电阻r4、电阻r3、电阻r7、电阻r6接入第一电压输入。
17.优选的，还包括升压模块；升压模块包括：芯片u6d，电阻r12、r13、r18、r19，电容c24、c26，电感l2，二极管d2；芯片u6d的第一引脚接二极管d2的正极；芯片u6d的第五引脚通过电感l2接二极管d2的正极，二极管d2的正极输出电压vled；芯片u6d的第五引脚通过电容c26接地；芯片u6d的第五引脚还接第二电压输入；芯片u6d的第四引脚通过电阻r18接地；芯片u6d的第四引脚通过电阻r12与单片机连接；芯片u6d的第二引脚通过电容c24与二极管d2的负极连接；芯片u6d的第三引脚接电阻r13的一端，电阻r13的另一端输出电压gled，电阻r13的另一端还通过电阻r19接地。
18.优选的，显示屏接口包括芯片u7d，若干个电阻以及若干个电容；芯片u7d的第二引脚接电压vled；芯片u7d的第一引脚接电压gled。
19.优选的，检测端口包括电阻r13、r20，电容c7，端子；电阻r13的一端接燃料电池电堆，电阻r13的另一端接电容c7的一端，电容c7的另一端接地，电阻r20的一端接电阻r13的一端，电阻r20的另一端接地。
20.优选的，单片机为stm32f4单片机。
21.采用上述实施例的有益效果是：本实用新型提供的一种便携式可视燃料电池电堆巡检电路板，设置有若干个检测端口，可以实现对多个燃料电池电堆进行巡检，当需要进行巡检时，单片机发出控制信号(驱动信号)，驱动若干个检测端口开始对燃料电池电堆进行巡检得到巡检数据，并且通过存储器将巡检数据进行存储，同时可以通过显示屏接口外接显示屏，在存储巡检数据的同时，通过显示屏接口外接显示屏来直接显示实时的巡检数据，本实用新型实现了在进行燃料电池电堆进行巡检时，实时显示巡检数据，可以实现及时通过显示器对故障电压进行报警，可以实现燃料电池初步监测判断，减少燃料电池的实验室维修成本，使燃料电池电堆巡检工作更加便利化、可视化。
附图说明
22.图1为本实用新型提供的便携式可视燃料电池电堆巡检电路板的一实施例的结构示意图；
23.图2为本实用新型提供的动态存储器的一实施例的电路示意图；
24.图3为本实用新型提供的nand闪存模块的一实施例的电路示意图；
25.图4为本实用新型提供的只读存储器的一实施例的电路示意图；
26.图5为本实用新型提供的spi闪存模块的一实施例的电路示意图；
27.图6为本实用新型提供的存储卡模块的一实施例的电路示意图；
28.图7为本实用新型提供的升压模块的一实施例的电路示意图；
29.图8为本实用新型提供的显示屏接口的一实施例的电路示意图；
30.图9为本实用新型提供的检测端口的一实施例的电路示意图；
31.图10为本实用新型提供的单片机的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
33.在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
35.请参阅图1，图1为本实用新型提供的便携式可视燃料电池电堆巡检电路板的一实施例的结构示意图，本实用新型的一个具体实施例，公开了一种便携式可视燃料电池电堆巡检电路板100，包括：单片机110、存储器120、显示屏接口130和若干个检测端口140；单片机110分别与存储器120、显示屏接口130和若干个检测端口140电连接；
36.单片机110，用于生成巡检驱动信号，并将巡检驱动信号发送给若干个检测端口140；
37.若干个检测端口140，用于根据巡检驱动信号对燃料电池电堆进行巡检，得到巡检信息；
38.存储器120，用于将巡检信息进行存储；
39.显示屏接口130，用于外接显示屏，并通过显示屏显示巡检信息。
40.在上述实施例中，单片机110为单片机，通过单片机控制检测端口140进行巡检，采集巡检数据，并将采集到的巡检数据存储到存储器120，通过显示屏接口130外接显示屏，做到实时显示巡检数据。
41.需要说明的是，作为优选的实施例，本实施例中的巡检信息为电压信息，在实际的使用中，也可以根据实际情况选择不同的参数作为巡检信息，本方案在此不做进一步限制。
42.需要说明的是，巡检驱动信号一般为pwm信号，而pwm信号可以通过单片机调整输出频率来实现pwm信号的占空比改变，从而实现巡检驱动信号的改变。
43.在需要对燃料电池电堆进行巡检时，单片机110根据巡检驱动信号的改变驱动若干个检测端口140对燃料电池电堆进行巡检，从而实现巡检信息(如电压信息)在外接显示屏上的实时显示)。
44.与现有技术相比，本实施例提供的一种便携式可视燃料电池电堆巡检电路板100，设置有若干个检测端口140，可以实现对多个燃料电池电堆进行巡检，当需要进行巡检时，单片机110发出控制信号(驱动信号)，驱动若干个检测端口140开始对燃料电池电堆进行巡检得到巡检数据，并且通过存储器120将巡检数据进行存储，同时可以通过显示屏接口130外接显示屏，在存储巡检数据的同时，通过显示屏接口130外接显示屏来直接显示实时的巡检数据，本实用新型实现了在进行燃料电池电堆进行巡检时，实时显示巡检数据，可以实现及时通过显示器对故障电压进行报警，可以实现燃料电池初步监测判断，减少燃料电池的实验室维修成本，使燃料电池电堆巡检工作更加便利化、可视化。
45.请参阅图2，图2为本实用新型提供的动态存储器的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，存储器120包括动态存储器120；动态存储器120包括：芯片u1d和
电阻r8；芯片u1d的第十九引脚通过电阻r8接入第一电压输入。
46.在上述实施例中，芯片u1d的型号为w9825g6kh-6，第一电压输入为fmc_3v3，芯片u1d的第一引脚、第十四引脚、第二十七引脚、第三引脚、第九引脚、第四十三引脚以及第四十九引脚并联，且接入第一电压输入。芯片u1d的多个引脚与单片机连接，受单片机的控制进行数据存储。
47.需要说明的是，w9825g6kh-6为sdram内存，sdram全称synchronous dynamic random access memory，即同步动态随机存储器，其中，同步：指其时钟频率域cpu总线的系统时钟频率相同；动态：指sdram存储阵列需要不断的刷新来保持数据不丢失；随机：指数据不是线性依次存储，而是自由的指定地址进行数据的读写。本实用新型实时显示的巡检数据由芯片u1d实现显示。
48.请参阅图3，图3为本实用新型提供的nand闪存模块的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，存储器120包括nand闪存模块；nand闪存模块包括：芯片u3d，电阻r9和电阻r10；芯片u3d的第七引脚通过电阻r9接入第一电压输入。
49.在上述实施例中，芯片u3d为w29n01gvsiaa，为nand flash，为flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、mp3随身听记忆卡、体积小巧的u盘等。
50.芯片u3d的多个引脚与单片机连接，受单片机的控制进行数据存储。芯片u3d的输入电压也为第一电压，其引脚连接关系可以参照附图。
51.请参阅图4，图4为本实用新型提供的只读存储器的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，存储器120包括只读存储器；只读存储器包括芯片u2d，电阻r1、r2，电容c1；芯片u2d的第一引脚通过电阻r2接入第一电压输入，芯片u2d的第三引脚通过电阻r1接入第一电压输入，芯片u2d的第四引脚通过电容c1接地。
52.在上述实施例中，芯片u2d为at24c02c-stum-t，为eeprom，eeprom(electrically erasable programmable read-only memory)，带电可擦可编程只读存储器
‑‑
一种掉电后数据不丢失的存储芯片。eeprom可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般即插即用。
53.芯片u2d的第一引脚和第三引脚还与单片机连接，通过单片机控制数据存储。
54.请参阅图5，图5为本实用新型提供的spi闪存模块的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，存储器120包括spi闪存模块；spi闪存模块包括：芯片u4d，电容c2，电阻r11；芯片u4d的第三引脚、第七引脚和第八引脚通过电容c2接地，芯片u4d的第一引脚通过电阻r11接地第一电压。
55.在上述实施例中，芯片u4d为w25q256jveq，为spi flash，w25q128fv(128m位)串行闪存为空间、引脚和电源有限的系统提供存储解决方案。25q系列提供了超越普通串行闪存设备的灵活性和性能。它们非常适合代码跟踪到ram，直接从dual/quad spi(xip)执行代码，并存储语音、文本和数据。该设备工作在单个2.7v至3.6v电源上，电流消耗低至4ma有源和1ua断电。
56.芯片u4d的第一引脚、第二引脚、第五引脚和第六引脚与单片机连接，通过单片机
控制数据存储。
57.请参阅图6，图6为本实用新型提供的存储卡模块的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，存储器120包括存储卡模块；存储卡模块包括卡槽tf1d，电阻r3、r4、r5、r6、r7；卡槽tf1d的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第七引脚和第八引脚分别通过电阻r5、电阻r4、电阻r3、电阻r7、电阻r6接入第一电压输入。
58.在上述实施例中，卡槽tf1d为tf_card，为内存卡卡槽，可以插入内存卡，实现将数据存入内存卡中，可以方便数据的转移，卡槽tf1d的供电电压也为第一电压，卡槽tf1d具有多个引脚与单片机连接，通过单片机控制数据存储。
59.请参阅图7，图7为本实用新型提供的升压模块的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，还包括升压模块；升压模块包括：芯片u6d，电阻r12、r13、r18、r19，电容c24、c26，电感l2，二极管d2；芯片u6d的第一引脚接二极管d2的正极；芯片u6d的第五引脚通过电感l2接二极管d2的正极，二极管d2的正极输出电压vled；芯片u6d的第五引脚通过电容c26接地；芯片u6d的第五引脚还接第二电压输入；芯片u6d的第四引脚通过电阻r18接地；芯片u6d的第四引脚通过电阻r12与单片机110连接；芯片u6d的第二引脚通过电容c24与二极管d2的负极连接；芯片u6d的第三引脚接电阻r13的一端，电阻r13的另一端输出电压gled，电阻r13的另一端还通过电阻r19接地。
60.在上述实施例中，芯片u6d为cat4237td-t3，cat4237是一种dc/dc步进升压转换器，提供精确的恒定电流，理想的驱动led。工作在恒定的开关频率1mhz允许设备与小值外接陶瓷电容器和电感。发光二极管串联的驱动器由外部电阻r1设定的调节电流驱动。led电流高达40ma，可支持2.8v至5.5v的广泛输入电源电压，使设备成为电池供电应用的理想选择。cat4237高压输出级非常适合驱动6、7或8个带有固有电流匹配的白色led串联在led背光应用中。led调光可以通过使用直流电压、逻辑信号或脉宽调制(pwm)信号来完成。关机输入引脚允许设备放置在电源下降模式与“零”静止电流。在“open led”故障状态下，设备除了热保护和过载限流外，还会进入非常低功耗的工作模式。
61.需要说明的是，第二电压为dc5v，芯片u6d的输入电压为第二电压，具有两个输出，分别为vled和gled，通过升压后为显示屏进行供电。
62.请参阅图8，图8为本实用新型提供的显示屏接口的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，显示屏接口130包括芯片u7d，若干个电阻以及若干个电容；芯片u7d的第二引脚接电压vled；芯片u7d的第一引脚接电压gled。
63.在上述实施例中，显示屏接口130的多个引脚与单片机连接，具有3种电压输入，与单片机连接后可以接收单片机传输的信息，例如巡检信息，显示屏接口130还可以外接rgb显示屏，通过外接的rgb显示屏直接显示接收到的巡检数据，方便观察燃料电池是否出现异常，能够及时对异常进行处理。
64.请参阅图9，图9为本实用新型提供的检测端口的一实施例的电路示意图，在本实用新型的一些实施例中，检测端口140包括电阻r13、r20，电容c7，端子；电阻r13的一端接燃料电池电堆，电阻r13的另一端接电容c7的一端，电容c7的另一端接地，电阻r20的一端接电阻r13的一端，电阻r20的另一端接地。
65.在上述实施例中，单片机控制检测端口140对燃料电池电堆进行巡检，将巡检得到的信息又发回给检测端口140，实现了对冉莲电池电堆的巡检。需要说明的是，本实施例只
给出了一个检测端口140的结构，但是本方案可以根据实际情况设置多个检测端口140进行巡检，本方案对检测端口140的个数不进行具体限制。
66.在本实用新型的一些实施例中，单片机110为stm32f4单片机。
67.在上述实施例中，请请参阅图10，图10为本实用新型提供的单片机的一实施例的结构示意图，单片机110采用的单片机的型号为stm32f429igt6，单片机的引脚与显示屏接口130、若干个检测端口140以及存储器120连接，实现对显示屏接口130、若干个检测端口140以及存储器120的控制。
68.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。