一种车辆储气筒排水控制电路的制作方法

本实用新型涉及车辆控制电路，具体涉及一种车辆储气筒排水控制电路。

背景技术：

在车辆制动系统中，车辆储气筒的水量会随着汽车行驶里程的增加而增多，当车辆行驶到里程积累到一定量时，储气筒的水量会达到极大值，此时需要对储气筒进行排水工作，传统的排水方式为手动排水方式，这样的排水方式太过繁杂，而现有技术中，存在利用水位传感器来检测储气筒内的水量的多少进行控制排水的，这样的排水方式，增加了硬件设施，而且在储气筒内安装水位传感器的有一定的工作难度，检测的结果与传感器的精度密切相关，使用高精度的水位传感器，无形中会增加了整个系统的成本。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种车辆储气筒排水控制电路，可以依据时钟电路实现固定时间间隔内的储气筒排水控制，保证了汽车行驶过程中制动系统的安全性，提高车辆储气筒排水的自动化程度。

本实用新型提供技术方案具体为：

一种车辆储气筒排水控制电路包括，单片机模块、继电器模块、排水阀模块、故障检测模块、故障记录显示模块、通讯模块、手动切换模块及电源模块；其中，单片机模块的继电器控制端与继电器模块的输入控制端连接，继电器模块的输出端与排水阀模块输入端连接，排水阀模块输出端与故障检测模块的输入端连接，故障检测模块的输出端与单片机模块的故障输入端连接，单片机模块的故障输出端与故障记录显示模块的输入端连接，单片机模块的通讯端与通讯模块的控制接收端连接，手动切换模块的输出端与单片机模块的模式切换端连接；单片机模块、继电器模块、排水阀模块、故障检测模块、故障记录显示模块、通讯模块和手动切换模块均与电源模块连接。

所述电片机模块包括单片机、单片机时钟电路、排水时钟电路、单片机复位电路和JTAG接口电路。

所述继电器模块中包括达林顿管、继电器和二极管保护电路，其中，达林顿管的基极b为继电器模块的输入端，所述达林顿管的集电极c与第一防干扰

电阻R20和第一滤波电容C20串联后与电源模块连接，所述达林顿管的发射极e接地，所述继电器为24V直流继电器，所述继电器线圈的一端与达林顿管集电极c连接，所述继电器线圈的另一端与电源模块连接，所述继电器的公共端与电源模块连接，且继电器公共端与继电器常开引脚之间连接二极管保护电路，继电器常开引脚与排水阀模块输入端连接，所述二极管保护电路包括与继电器公共引脚连接的第二滤波电容C111，与所述第二滤波电容C111连接的第二防干扰电阻R111以及与第二防干扰电阻R111并联的保护二极管D4，所述保护二极管D4 阴极与继电器常开引脚一端连接。

所述手动切换模块包括手动切换开关和第一光电耦合器；其中，所述手动切换开关一端与电源模块连接，手动切换开关的另一端与第一限流电阻RX的一端连接，第一限流电阻RX的另一端与第一光电耦合器的阳极引脚AN连接，第一光电耦合器阴极引脚CA接地，第一光电耦合器集电极引脚CO与电源模块连接，第一光电耦合器发射极引脚EM为手动切换模块的模式状态输出端，所述发射极引脚EM与单片机引脚连接，并且发射极引脚EM通过第一下拉电阻RD与地连接。

所述排水阀模块包括电控排水阀，流量开关，温度开关和电加热丝，所述电控排水阀底部设置有温度开关和电加热丝，所述温度开关与所述电加热丝连接，所述流量开关设置在电控排水阀阀口，所述电控排水阀接线端子为排水阀模块的输入端，所述流量开关接线端子为排水阀模块的输出端。

所述故障检测模块为隔离电压光耦合器，隔离电压光耦合器的第一阳极端AN1与耦合器电阻R41引脚一端连接，耦合器电阻R41引脚另一端与肖特基二极管D280阴极端连接，肖特基二极管D280的阳极端与隔离电压光耦合器的第一阴极端CA1连接，隔离电压光耦合器的第一集电极CO1与电源模块连接，隔离电压光耦合器的第一发射极EM1为故障检测模块输出端，所述隔离电压光耦合器的第一发射极引脚EM1经过耦合器下拉电阻R57接电源地。

所述故障记录显示模块包括存储电路和发光二极管指示电路，所述存储电路包括存储芯片24C02，所述存储芯片24C02时钟引脚SCL和数据引脚SDA为故障记录显示模块的输入端，24C02时钟引脚SCL和数据引脚SDA均分别与电阻引脚连接，电阻引脚另一端接电源模块；所述发光二极管指示电路包括发光二极管DL和第二光电耦合器，所述发光二极管DL阳极与电源模块连接，所述发光二极管DL阴极与第二光电耦合器的集电极引脚CO连接，所述第二光电耦合器的阳极引脚AN与单片机模块连接，所述第二光电耦合器的发射极引脚EM和第二光电耦合器的阴极引脚CA均接地。

所述通讯模块为SP3232接口电路，包括SP3232电平转换芯片及SP323芯片的外围电路。

所述电源模块包括直流24V-12V降压电路，直流12V-3.3V降压电路和电源指示电路，所述直流24V-12V直流降压电路采用降压芯片LM2596，所述直流12V-3.3V采用三端稳压芯片LM1117I，所述电源指示电路包括第二发光二极管D0和第二限流电阻R100，所述第二发光二机管D0的阳极与三端稳压芯片LM1117I的输出端连接。

所述储气筒排水控制电路控制车辆储气筒的数量为十六个，且继电器模块，排水阀模块，故障检测模块和单片机模块之间通过总线结构连接。

本实用新型提供一种车辆储气筒排水控制电路，具有依据时钟电路固定时间间隔的自动排水工作模式和手动切换模式的手动排水工作模式，在自动模式下，单片机根据时钟电路的电信号，发出电平信号驱动继电器模块闭合，从而控制排水阀的开合，实现自动排水，排水阀底部设置的温度开关实时检测储气筒内水的温度，较低温度时可对水进行加热避免结冰，排水阀口设置流量开关可以检测排水阀是否出现故障并进行故障存储和位置显示，电路中的通讯电路可以将故障存储芯片内的故障二进制码读出上传到上位机端显示，本实用新型还可以对多路储气筒排水阀进行控制，更为节约整个电路成本。

附图说明

图1是车辆储气筒控制电路总体结构框图。

图2是单片机模块原理图。

图3是继电器模块原理图。

图4是手动切换模块的原理图。

图5是故障检测模块原理图。

图6是故障记录显示模块原理图。

图7是通讯模块原理图。

图8是电源模块原理图。

1.继电器模块，2.排水阀模块，3.故障检测模块，4.单片机模块，5.故障记录显示模块，6.通讯模块，7.电源模块，8.手动切换模块，9.单片机复位电路，10.JTAG接口，11.单片机时钟电路，12.排水时钟电路，13.单片机，14.达林顿管，15.继电器，16.二极管保护电路，17.手动切换开关，18.第一光电耦合器，19. 隔离电压光耦合器,20.存储芯片，21.第二光电耦合器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例实例仅仅是本实用新型一部分实施实例，而不是全部的实施实例，基于本实用新型的实施实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施实例，都属于本发明保护的范围。

一种车辆储气筒排水控制电路，如图1-2所示，包括，单片机模块4、继电器模块1、排水阀模块2、故障检测模块3、故障记录显示模块5、通讯模块6、手动切换模块8及电源模块7；其中，单片机 13的IO口引脚数78至引脚数93为继电器控制端，单片机模块4的继电器控制端与继电器模块1的输入控制端通过总线连接，继电器模块1的输出端与排水阀模块2输入端可以单独连接，也可以采用总线连接方式，优选为总线方式，将十六个继电器通过总线方式与十六个排水阀模块进行连接，排水阀模块2输出端与故障检测模块3的输入端连接，故障检测模块3的输出端与单片机模块4的故障输入端连接，单片机13的IO口引脚数51至引脚数66为单片机模块的故障输入\输出端，单片机模块4的故障输出端与故障记录显示模块5的输入端连接，单片机模块6的通讯端为单片机12的IO口引脚数25和引脚数26，单片机模块通讯端与通讯模块6的控制接收端连接，手动切换模块8的输出端与单片机模块4的模式切换端连接，单片机13的IO口引脚40为单片机模块的模式切换端；单片机模块4、继电器模块1、排水阀模块2、故障检测模块3、故障记录显示模块5、通讯模块6和手动切换模块8均与电源模块7连接。

单片机模块4包括单片机13，单片机时钟电路11，排水时钟电路12，单片机复位电路9和JTAG接口电路10，单片机13的型号优选为STM32F103VET6，单片机时钟电路11产生时钟信号，用于单片机13正常工作的时钟基础，单片机时钟电路11的晶振Y2大小优选为8MHZ，排水时钟电路12的晶振Y1大小优选为32.768KHZ，晶振Y1产生晶体振荡，振荡高低电平输入单片机实现储气筒控制电路的计时时钟，复位电路9在所述储气筒控制电路不能正常工作时，可以复位储气筒控制电路，以重新开始时钟计时，JTAG接口电路10可用于储气筒控制电路的调试。

如图3所示，继电器模块1中包括达林顿管14，继电器15，二极管保护电路16，其中，达林顿管14的基极b为继电器模块的输入端，接收单片机13发送的高低电平，达林顿管14的集电极c与第一防干扰电阻R20和第一滤波电容C20串联后与电源模块中的12V电源连接，达林顿管14的发射极e接地，继电器15为24V直流继电器，继电器15线圈的一端与达林顿管14集电极c连接，继电器15线圈的另一端与电源模块中的12V电源连接，所述继电器15的公共端与电源模块中的24V连接，且继电器15公共端与继电器15常开引脚之间连接二极管保护电路16，继电器常开引脚与排水阀模块2输入端连接，所述二极管保护电路16包括与继电器15公共引脚连接的第二滤波电容C111，与所述第二滤波电容C111连接的第二防干扰电阻R111以及与第二防干扰电阻R111并联的保护二极管D4，所述保护二极管D4阴极与继电器15常开引脚端连接。

达林顿管14的基极b在高电平时，达林顿管会导通，使得OT1端为低电平，此时，继电器动作，公共端引脚从常闭引脚切换到常开引脚，随后公共端引脚的24V电源将电控排水阀接通，实现了排水。达林顿管14可以有2个NPN三极管连接而成，也可以采用集成芯片ULN2803AN，优选为ULN2803AN。

储气筒排水控制电路中具有手动切换模块，可以实现手动方式的快速排水，如图4所示，所述手动切换模块8包括手动切换开关17和第一光电耦合器18；

手动切换开关按下，第一光电耦合器18的阳极引脚得到高电平而导通发光，光线使得第一光电耦合器18的集电极引脚EM上出现电平跳变，电平的变化使得单片机13驱动达林顿管14导通，从而驱动继电器15动作，公共端引脚从常闭引脚切换到常开引脚，公共端引脚的24V电源将电控排水阀接通，实现了手动模式的快速排水。所述第一光电耦合器18型号优选为PC817。

排水阀模块包括电控排水阀，流量开关，温度开关和电加热丝，所述电控排水阀底部设置有温度开关和电加热丝，所述温度开关与所述电加热丝连接，温度开关感应环境温度，温度低于5摄氏度时，温度开关内触点接触，而使得加热丝通电，对储气筒中的水进行加热，当水温为20摄氏度时，温度开关内触点断开加热电路停止工作，这样，有效防止了温度较低时，储气筒结冰不能排水的问题，所述流量开关设置在电控排水阀阀口，所述电控排水阀接线端子为排水阀模块的输入端，所述流量开关接线端子为排水阀模块的输出端，流量开关将水流量转换为电信号传入到故障检测模块。

如图5所示，故障检测模块3为隔离电压光耦合器19，隔离电压光耦合器19的第一阳极端AN1与耦合器电阻R41引脚一端连接，耦合器电阻R41引脚另一端与肖特基二极管D280阴极端连接，肖特基二极管D280的阳极端与隔离电压光耦合器19的第一阴极端CA1连接，隔离电压光电耦合器的19第一集电极CO1与电源模块中3.3V电源连接，隔离电压光电耦合器19的第一发射极EM1为故障检测模块输出端，所述隔离电压光电耦合器19的第一发射极引脚EM1与下拉电阻R57一端引脚连接，下拉电阻R57另一引脚接地，隔离电压光电耦合器19的型号优选为PS2801，流量开关的电信号传入第一阳极端AN1时，隔离电压光耦合器19内部器件发光使得第一集电极CO1与第一发射极EM1接通，下拉电阻R57两端产生压将，PB12 L1产生电平跳变，单片机13接收到电平跳变，表明排水阀能正常工作，单片机接收不到电平跳变，表明排水阀有故障。

如图6，故障记录显示模块包括存储电路和发光二极管指示电路，所述存储电路包括存储芯片24C02，所述存储芯片24C02时钟引脚SCL和数据引脚SDA为故障记录显示模块的输入端，24C02时钟引脚SCL和数据引脚SDA均分别与电阻引脚连接，电阻引脚另一端接电源模块；所述发光二极管指示电路21包括发光二极管DL和第二光电耦合器，所述第二光电耦合器型号优选为PC817。

故障记录显示模块，将产生故障的排水阀的编号以二进制的形式写入存储芯片中，同时二进制信息被单片机接收，并将二进制信息转换为十进制信息，而后输出与十进制值相同的高电平个数，驱动发光二极管DL亮灭，根据发光二极管DL亮灭的次数可以定位到出现故障的排水阀编号，从而找出故障排水阀。

如图7所示，通讯模块为SP3232接口电路，包括SP3232电平转换芯片，储气筒控制电路通过通讯模块将存储芯片24C02中的故障二进制字节通过串口通讯至上位机端，如计算机。

如图8所示，电源模块包括直流24V-12V降压电路，直流12V-3.3V降压电路和电源指示电路，所述直流24V-12V直流降压电路采用降压芯片LM2596，所述直流12V-3.3V采用三端稳压芯片LM1117I，所述电源指示电路包括第二发光二极管D0和第二限流电阻R100，所述第二发光二机管D0的阳极与三端稳压芯片LM1117I的输出端连接，电源指示电路在所述控制电路通电时进行发光指示，是电路正常运行的一个参考。

所述车辆储气筒排水控制电路控制车辆储气筒的数量最多可以为十六个，且继电器模块，排水阀模块，故障检测模块和单片机模块各模块之间通过总线结构连接。

车辆储气筒排水控制电路，根据汽车行驶时间与储气筒水量的关系，设置储气筒排水控制电路的排水时间间隔，排水时钟12产生振荡信号，单片机13进行计数，达到设定的排水时间间隔时，单片机模块4的继电器控制端发出高电平，高电平驱动达林顿管14导通，继电器15线圈OT1端变为低电平，继电器15吸合，继电器15公共端产生动作将常开端引脚与24V电源接通，电控排水阀通电，自动打开阀门进行排水，电控排水阀阀口的流量开关将流量信号转换为电信号传入故障检测模块3，故障检测模块3将有故障的电控排水阀编号，经单片机13将故障二进制写入存储芯片24C02中，同时以发光二极管显示出有故障的电控排水阀的编号值。电控排水阀内设置有温度开关和加热丝加热电路，可以对储气筒中的水进行加热，防止温度过低时，储气筒内水结冰不能进行排水。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。