專利名稱：多用途航模電子工具箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多用途電子裝置，特別涉及一種應(yīng)用于航模運(yùn)動的電子裝置。
背景技術(shù)：
目前航模飛機(jī)往往采用鋰電池供電，鋰電池采用非標(biāo)準(zhǔn)化充電器充電；舵機(jī)靈敏 度檢測、電池電量檢測均需搭載在接收器上進(jìn)行。該類充電、檢測方法安全系數(shù)過低且效率 偏低、長久使用對鋰電池、舵機(jī)、接收器均存在不同程度的損耗。如何安全高效的實(shí)施航模 充電、檢測成為亟待解決的問題之一。目前在核心期刊與專利查詢中均未發(fā)現(xiàn)與此發(fā)明類 似的設(shè)備介紹。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決航模供電電池因非智能充電造成損耗，舵機(jī) 靈敏度、電池電量檢測過程繁瑣導(dǎo)致效率過低等問題的多用途航模電子工具箱。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括數(shù)據(jù)處理器U1、穩(wěn)定電壓輸出單元U2、舵機(jī)端口 U3、數(shù)據(jù)采集單元U4、數(shù)據(jù)采 集單元TO、充電鋰電池插入端口 U6和電源U7，其中數(shù)據(jù)處理器Ul采用89C52單片機(jī)，穩(wěn)定 電壓輸出單元U2采用7805芯片，數(shù)據(jù)采集單元U4采用LM339芯片，數(shù)據(jù)采集單元U5采用 LM339芯片；數(shù)據(jù)處理器Ul與穩(wěn)定電壓輸出單元U2、舵機(jī)端口 U3、數(shù)據(jù)采集單元U4、數(shù)據(jù)采 集單元TO、充電鋰電池插入端口 U6相連，穩(wěn)定電壓輸出單元U2與電源輸入相連，充電鋰電 池插入端口 TO與電源輸入、數(shù)據(jù)采集單元U4、數(shù)據(jù)采集單元U5相連，舵機(jī)端口 U3是通過的 控制單片機(jī)I/O 口輸出模擬PWM信號完成的。數(shù)字微處理器Ul的VCC即40腳為電源端與穩(wěn)定電壓輸出單元U2的OUTPUT即3 腳相連；GND即20腳為接地端；XTALl即19腳、XTAL2即18腳為外部振蕩器引腳，接晶振， 同時(shí)并聯(lián)第二電容C2、第三電容C3 ；RST即9腳接CPU的復(fù)位信號輸入端；PlO即1腳接第 一發(fā)光二極管Dl，Pll即2腳接第二發(fā)光二極管D2，P12即3腳接第三發(fā)光二極管D3，P13 即4腳接第四發(fā)光二極管D4，P14即5腳接第五發(fā)光二極管D5，5只發(fā)光二極管D1、D2、D3、 D4、D5并聯(lián)后串接第九電阻R9，第九電阻R9另一端接地；P15即6腳接三極管Tl的基極； 三極管TI的集電極接第十四電阻R14，第十四電阻R14另一端與充電鋰電池插入端口 U6 負(fù)極相連，三極管TI的發(fā)射極接地，形成共射電路；POO即39腳接第三上拉電阻R3，同時(shí) 接第二按鍵SP2，第二按鍵SP2另一端接地；POl即38腳接第四上拉電阻R4，同時(shí)接第一按 鍵SP1，第一按鍵SPl另一端接地；P02即37腳接數(shù)據(jù)采集單元U4的30UT即14腳同時(shí)接 第十五下拉電阻R15 ；P03即36腳接數(shù)據(jù)采集單元U4的20UT即2腳同時(shí)接第十六下拉電 阻R16 ；P04即35腳接數(shù)據(jù)采集單元U4的IOUT即1腳同時(shí)接第十七下拉電阻R17 ；P05即 34腳接數(shù)據(jù)采集單元U5的30UT即14腳同時(shí)接第十八下拉電阻R18 ；P06即33腳接數(shù)據(jù) 采集單元TO的IOUT即1腳同時(shí)接第十九下拉電阻R19 ；P07即32腳接數(shù)據(jù)采集單元U4的 20UT即2腳同時(shí)接第二十下拉電阻R20 ；電源U7兩端口為Vcc、GND, Vcc接穩(wěn)定電壓輸出
4單元U2INPUT即1腳、GND與穩(wěn)定電壓輸出單元U2GND即2腳相交；穩(wěn)定電壓輸出單元U2 為穩(wěn)壓芯片，GND即2腳分別與INPUT即1腳、OUTPUT即3腳串接第三電容C3、第四電容 C4, INPUT即1腳串聯(lián)由第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8組成的支路后 后接地，INPUT即1腳串聯(lián)由第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻 R13組成的支路后后接地；數(shù)據(jù)采集單元U4為比較器芯片，VCC即3腳與穩(wěn)定電壓輸出單元 U2INPUT即1腳相連，IIN-即6腳、2IN-即4腳、3IN-即8腳均與充電鋰電池插入端口 U6 的Vcc2端口相連，3IN+即9腳接于由第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8 組成的串聯(lián)電阻支路a6點(diǎn)、2IN+即5腳接于串聯(lián)電阻支路a7點(diǎn)、IIN+即7腳接于串聯(lián)電 阻支路a8點(diǎn)，GND即12腳與充電鋰電池插入端口 U6的GND端口相連；數(shù)據(jù)采集單元U5為 比較器芯片，VCC即3腳與穩(wěn)定電壓輸出單元U2INPUT即1腳相連，IIN-即6腳、2IN-即4 腳、3IN-即8腳均與充電鋰電池插入端口 U6的Vcc2端口相連，3IN+即9腳接于由第十電 阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13組成的串聯(lián)電阻支路alO點(diǎn)、2IN+ 即5腳接于串聯(lián)電阻支路al2點(diǎn)、IIN+即7腳接于串聯(lián)電阻支路all點(diǎn)，GND即12腳與充 電鋰電池插入端口 U6的GND端口相連；舵機(jī)端口 U3為舵機(jī)插線端，其三個(gè)端口分別接P07 即8腳、VccU GND ；充電鋰電池插入端口 U6為鋰電池插線端，其兩個(gè)端口分別接穩(wěn)定電壓 輸出單元U2的INPUT即1腳和第十四電阻R14的一端。本發(fā)明能夠解決航模供電電池因非智能充電造成損耗，舵機(jī)靈敏度、電池電量檢 測過程繁瑣導(dǎo)致效率過低等問題。本發(fā)明的主要技術(shù)特點(diǎn)包括1、充電采用系統(tǒng)采用單片機(jī)和比較器組成。單片機(jī)通過采集通過比較器對鋰電池 電量與電池充滿額定值的大小所產(chǎn)生的高低電位變化，控制充電電路通斷。2、電池電量檢測系統(tǒng)采用單片機(jī)和比較器與4個(gè)電量指使發(fā)光二極管組成。單片 機(jī)通過采集通過比較器對鋰電池電量與電量充足度參考值的大小所產(chǎn)生的高低電位變化， 控制電量指使發(fā)光二極管明暗變化。3、舵機(jī)靈敏度系統(tǒng)采用單片機(jī)和按鍵開關(guān)組成。單片機(jī)通過采集對其指定PO端 高低電位變化，控制其指定PI端輸出方波信號，控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動。4、將航模用鋰電池智能充電與電量檢驗(yàn)和舵機(jī)靈敏度檢驗(yàn)三個(gè)比賽前常規(guī)工作 集成化的實(shí)現(xiàn)在一個(gè)電子工具箱上。5、通過對參考值的選定，裝置可自動識別待充鋰電池節(jié)數(shù)，使其充滿后斷電，可防 止因充電器使用錯(cuò)誤所導(dǎo)致的電池?fù)p毀。


圖1多用途航模電子工具箱的組成圖；圖2多用途航模電子工具箱的原理圖；圖3多用途航模電子工具箱電路原理圖；圖4多用途航模電子工具箱鋰電池充電程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
結(jié)合圖1，發(fā)明包括數(shù)據(jù)處理器U1、穩(wěn)定電壓輸出單元U2、舵機(jī)端口 U3、數(shù)據(jù)采集 單元U4、數(shù)據(jù)采集單元TO、充電鋰電池插入端口 TO、，其中Ul采用89C52單片機(jī)，U2采用 7805芯片，U4采用LM339芯片，U5采用LM339芯片，U7為電壓源。結(jié)合圖2，單片機(jī)Ul與穩(wěn)定電壓輸出單元U2、舵機(jī)端口 U3、數(shù)據(jù)采集單元U4、數(shù)據(jù) 采集單元TO、充電鋰電池插入端口 TO相連，U2與電壓輸入相連，TO與電壓輸入、數(shù)據(jù)采集 單元U4、數(shù)據(jù)采集單元TO相連。U3是通過的控制單片機(jī)I/O 口輸出模擬PWM信號完成的。結(jié)合圖3，數(shù)字微處理器Ul的VCC(40腳)為電源端與U2的0UTPUT(3腳)相連， GND(20腳)為接地端。父下八1^1(19腳)、乂1六1^2(18腳)為外部振蕩器引腳，接晶振，同時(shí)并 聯(lián)C2、C3電容。RST (9腳)接CPU的復(fù)位信號輸入端。PlO (1腳)接發(fā)光二極管D1，P11 (2 腳)接發(fā)光二極管D2，P12(3腳)接發(fā)光二極管D3，P13(4腳)接發(fā)光二極管D3，P14(5 腳)接發(fā)光二極管D4，發(fā)光二極管Dl、D2、D3、D4、D5并聯(lián)后串接電阻R9，R9另一端接地。 P15(6腳)接三極管Tl的基極；TI的集電極接電阻R14，R14另一端與TO負(fù)極相連；發(fā)射極 接地，形成共射電路。P00(39腳)接上拉電阻R3，同時(shí)接按鍵SP2，SP2另一端接地，P01(38 腳)接上拉電阻R4，同時(shí)接按鍵SP1，SPl另一端接地。P02(37腳)接U4的30UT(14腳) 同時(shí)接下拉電阻R15，P03(36腳)接U4的20UT(2腳)同時(shí)接下拉電阻R16，P04(35腳) 接U4的10UT(1腳)同時(shí)接下拉電阻R17，P05(34腳)接TO的30UT(14腳)同時(shí)接下拉電 阻R18，P06(33腳)接U5的10UT(1腳)同時(shí)接下拉電阻R19，Ρ07 (32腳)接U4的20UT(2 腳)同時(shí)接下拉電阻R20。U7為電壓源，兩端口為Vcc、GND，Vcc接U2INPUT(1腳)、GND與 U2GND (2腳)相交。U2為穩(wěn)壓芯片，GND (2腳)分別與INPUT (1腳)、OUTPUT (3腳)串接電 容C3、C4，INPUT(1腳)串聯(lián)由電阻1 5、1 6、1 7、1 8組成的支路后后接地，1呢肌(1腳)串聯(lián) 由電阻RIO、RlU R12、R13組成的支路后后接地。U4為比較器芯片，用于充電過程中鋰電 池電壓與充滿電壓之間的比較，其VCC (3腳)與U2INPUT(1腳)相連，IIN-(6腳)、2IN_(4 腳)、3IN-(8腳)均與U6的Vcc2端口相連，3IN+(9腳)接于由R5、R6、R7、R8組成的串聯(lián) 電阻支路a6點(diǎn)、2IN+ (5腳)接于串聯(lián)電阻支路a7點(diǎn)、1IN+ (7腳)接于串聯(lián)電阻支路a8點(diǎn)， GND(12腳)與TO的GND端口相連。TO為比較器芯片，用于對鋰電池電壓電量的測量，其 VCC(3 腳)與 U2INPUT(1 腳)相連，IIN-(6 腳)、2IN_(4 腳)、3IN_(8 腳)均與 U6 的 Vcc2 端口相連，3IN+(9腳)接于由R10、R11、R12、R13組成的串聯(lián)電阻支路alO點(diǎn)、2IN+(5腳) 接于串聯(lián)電阻支路al2點(diǎn)、1ΙΝ+(7腳)接于串聯(lián)電阻支路all點(diǎn)，GND(12腳)與TO的GND 端口相連。U3為舵機(jī)插線端，其三個(gè)端口分別接P07(8腳)、Vccl、GND。TO為鋰電池插線 端，其兩個(gè)端口分別接U2的INPUT(1腳)和R14的一端。 u^ = R5TR6^R/-、U"、5+HVcc、
R
仏8 = p丄0丄8P 1P廠0可通過對尺5、尺6、尺7、尺8阻值的調(diào)節(jié)使a6、a7、a8三點(diǎn)的電壓值分 K5+K6+K1+ K8
別為1、2、3節(jié)鋰電池滿電電壓通過比較實(shí)現(xiàn)充斷電。根據(jù)
Ru + Ru + RuR12 + R13Ualo =——u——12——-~Vcc Uall =-^----Vcc 、
^lO + R\\ + + ^13^。+ ^ll + 及U + R\3
i Ual2 =13廠《:可通過對 R10、R11、R12、R13 阻值的調(diào)節(jié)使 alO、all、
K10 + ^ll + Λ12 + Ku
6al2三點(diǎn)的電壓值分別為低、中、高電量標(biāo)準(zhǔn)值通過比較測定鋰電池電壓值。通過P17端模 擬的PWM控制舵機(jī)旋轉(zhuǎn)檢測舵機(jī)靈敏度，借此離達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 結(jié)合圖4，電子工具箱程序分為三部分(1)鋰電池充電程序當(dāng)初始狀態(tài)為P04 = 1時(shí)證明該鋰電池為單節(jié)鋰電，P15 = 1開始充電Pll = 1充電顯示，直至P04 = 0單節(jié)鋰 電池電壓大于單節(jié)鋰電池滿電值，停止充電P15 = 0同時(shí)PlO = 1充滿顯示；當(dāng)初始狀態(tài)為 P04 = 0、P03 = 1時(shí)證明該鋰電池為雙節(jié)鋰電，P15 = 1開始充電Pll = 1充電顯示，直至 P03 = 0雙節(jié)鋰電池電壓大于雙節(jié)鋰電池滿電值，停止充電P15 = 0同時(shí)PlO = 1充滿顯 示；當(dāng)初始狀態(tài)為P04 = 0、P03 = 0、P02 = 1時(shí)證明該鋰電池為三節(jié)鋰電，P15 = 1開始充 電Pll = 1充電顯示，直至P02 = 0三節(jié)鋰電池電壓大于三節(jié)鋰電池滿電值，停止充電P15 =0同時(shí)PlO = 1充滿顯示；當(dāng)初始狀態(tài)為P04 = 0、P03 = 0、P02 = 0時(shí)證明鋰電池電壓 大于三節(jié)鋰電池滿電值存在錯(cuò)誤，PlO = UPll = 1報(bào)警提示。(2)電池電量檢驗(yàn)程序當(dāng) P07 = 1時(shí)，電池電壓值小于低電量標(biāo)準(zhǔn)值，P14 = 1顯示低電量、當(dāng)P07 = 0時(shí)，電池電壓 值大于低電量標(biāo)準(zhǔn)值，P13 = 1顯示中電量、當(dāng)P06 = 1時(shí)，電池電壓值大于中等電量標(biāo)準(zhǔn) 值，P12 = 1顯示高電量、當(dāng)P05 = 1時(shí)，電池電壓值大于高電量標(biāo)準(zhǔn)值，PlO = 1顯示滿電 量。(3)舵機(jī)靈敏度測試當(dāng)POO = O時(shí)改變P17輸出方波占空比使舵機(jī)正轉(zhuǎn)90°，當(dāng)POl =O時(shí)改變P17輸出方波占空比使舵機(jī)反轉(zhuǎn)90°。
權(quán)利要求
一種多用途航模電子工具箱，包括數(shù)據(jù)處理器(U1)、穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)、舵機(jī)端口(U3)、數(shù)據(jù)采集單元(U4)、數(shù)據(jù)采集單元(U5)、充電鋰電池插入端口(U6)和電源(U7)，其特征是其中數(shù)據(jù)處理器(U1)采用89C52單片機(jī)，穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)采用7805芯片，數(shù)據(jù)采集單元(U4)采用LM339芯片，數(shù)據(jù)采集單元(U5)采用LM339芯片；數(shù)據(jù)處理器(U1)與穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)、舵機(jī)端口(U3)、數(shù)據(jù)采集單元(U4)、數(shù)據(jù)采集單元(U5)、充電鋰電池插入端口(U6)相連，穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)與電源輸入相連，充電鋰電池插入端口(U6)與電源輸入、數(shù)據(jù)采集單元(U4)、數(shù)據(jù)采集單元(U5)相連，舵機(jī)端口(U3)是通過的控制單片機(jī)I/O口輸出模擬PWM信號完成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途航模電子工具箱，其特征是具體連接關(guān)系為數(shù)字微 處理器(Ul)的VCC即40腳為電源端與穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)的OUTPUT即3腳相連；GND 即20腳為接地端；XTALl即19腳、XTAL2即18腳為外部振蕩器引腳，接晶振，同時(shí)并聯(lián)第二 電容(C2)、第三電容(C3) ；RST即9腳接CPU的復(fù)位信號輸入端；PlO即1腳接第一發(fā)光二 極管(Dl)，Pll即2腳接第二發(fā)光二極管(D2)，P12即3腳接第三發(fā)光二極管(D3)，P13即 4腳接第四發(fā)光二極管(D4)，P14即5腳接第五發(fā)光二極管(D5)，5只發(fā)光二極管(D1、D2、 D3、D4、D5)并聯(lián)后串接第九電阻(R9)，第九電阻(R9另一端接地；P15即6腳接三極管(Tl) 的基極；三極管(Tl)的集電極接第十四電阻(R14)，第十四電阻(R14)另一端與充電鋰電 池插入端口(U6)負(fù)極相連，三極管(Tl)的發(fā)射極接地，形成共射電路；POO即39腳接第三 上拉電阻(R3)，同時(shí)接第二按鍵(SP2)，第二按鍵(SP2)另一端接地；POl即38腳接第四上 拉電阻(R4)，同時(shí)接第一按鍵(SPl)，第一按鍵(SPl)另一端接地；P02即37腳接數(shù)據(jù)采集 單元(U4)的30UT即14腳同時(shí)接第十五下拉電阻(R15) ；P03即36腳接數(shù)據(jù)采集單元(U4) 的20UT即2腳同時(shí)接第十六下拉電阻(R16) ；P04即35腳接數(shù)據(jù)采集單元(U4)的IOUT即 1腳同時(shí)接第十七下拉電阻(R17) ；P05即34腳接數(shù)據(jù)采集單元(U5)的30UT即14腳同時(shí) 接第十八下拉電阻(R18) ；P06即33腳接數(shù)據(jù)采集單元(U5)的IOUT即1腳同時(shí)接第十九 下拉電阻(R19) ；P07即32腳接數(shù)據(jù)采集單元(U4)的20UT即2腳同時(shí)接第二十下拉電阻 (R20)；電源(U7)兩端口為Vcc、GND，Vcc接穩(wěn)定電壓輸出單元(U2) INPUT即1腳、GND與穩(wěn) 定電壓輸出單元(U2)GND即2腳相交；穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)為穩(wěn)壓芯片，GND即2腳分 別與INPUT即1腳、OUTPUT即3腳串接第三電容(C3)、第四電容(C4)，INPUT即1腳串聯(lián)由 第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第八電阻(R8)組成的支路后后接地，INPUT 即1腳串聯(lián)由第十電阻(RlO)、第十一電阻(Rll)、第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)組 成的支路后接地；數(shù)據(jù)采集單元(U4)為比較器芯片，VCC即3腳與穩(wěn)定電壓輸出單元(U2) INPUT即1腳相連，IIN-即6腳、2IN-即4腳、3IN-即8腳均與充電鋰電池插入端口 (U6) 的Vcc2端口相連，3IN+即9腳接于由第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第八 電阻(R8)組成的串聯(lián)電阻支路a6點(diǎn)、2IN+即5腳接于串聯(lián)電阻支路a7點(diǎn)、IIN+即7腳接 于串聯(lián)電阻支路a8點(diǎn)，GND即12腳與充電鋰電池插入端口(U6)的GND端口相連；數(shù)據(jù)采集 單元(U5)為比較器芯片，VCC即3腳與穩(wěn)定電壓輸出單元(U2) INPUT即1腳相連，IIN-即 6腳、2IN-即4腳、3IN-即8腳均與充電鋰電池插入端口(U6)的Vcc2端口相連，3IN+即9 腳接于由第十電阻(RlO)、第十一電阻(Rll)、第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)組成的 串聯(lián)電阻支路alO點(diǎn)、2IN+即5腳接于串聯(lián)電阻支路al2點(diǎn)、IIN+即7腳接于串聯(lián)電阻支 路all點(diǎn)，GND即12腳與充電鋰電池插入端口(U6)的GND端口相連；舵機(jī)端口(U3)為舵機(jī)插線端，其三個(gè)端口分別接P07即8腳、Vccl、GND;充電鋰電池插入端口(U6)為鋰電池 插線端，其兩個(gè)端口分別接穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)的INPUT即1腳和第十四電阻(R14)的一端。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種多用途航模電子工具箱。包括數(shù)據(jù)處理器(U1)、穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)、舵機(jī)端口(U3)、數(shù)據(jù)采集單元(U4)、數(shù)據(jù)采集單元(U5)、充電鋰電池插入端口(U6)和電源(U7)。數(shù)據(jù)處理器(U1)與穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)、舵機(jī)端口(U3)、數(shù)據(jù)采集單元(U4)、數(shù)據(jù)采集單元(U5)、充電鋰電池插入端口(U6)相連，穩(wěn)定電壓輸出單元(U2)與電源輸入相連，充電鋰電池插入端口(U6)與電源輸入、數(shù)據(jù)采集單元(U4)、數(shù)據(jù)采集單元(U5)相連，舵機(jī)端口(U3)是通過的控制單片機(jī)I/O口輸出模擬PWM信號完成的。本發(fā)明能夠解決航模供電電池因非智能充電造成損耗，舵機(jī)靈敏度、電池電量檢測過程繁瑣導(dǎo)致效率過低等問題。
文檔編號H02J7/00GK101950994SQ20101025811
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者張瑤, 李冰, 董寶明, 邢博聞 申請人:哈爾濱工程大學(xué)