汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于壓電自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀。其特征在于：壓電能量收集模塊采用了模塊化的集成單元電路形式，壓電能量收集模塊內(nèi)部集成了橋式整流電路、電容濾波儲(chǔ)能電路和穩(wěn)壓電路、DC-DC單元電路。電源監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)包括控制開(kāi)關(guān)、電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)芯片和微處理器控制單元。壓電自發(fā)電振動(dòng)發(fā)電裝置利用外界環(huán)境的振動(dòng)和擠壓產(chǎn)生交流電能，該交流電能經(jīng)壓電能量收集模塊內(nèi)部的整流、濾波、穩(wěn)壓以及DC-DC電壓變換后，能量通過(guò)電能儲(chǔ)存裝置進(jìn)行儲(chǔ)存，然后給胎壓傳感器和胎壓信號(hào)發(fā)射模塊供電。為了提高系統(tǒng)工作的可靠性，配備了電源監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)。效解決胎壓傳感器和胎壓信號(hào)發(fā)射模塊的供電和管理問(wèn)題，提高系統(tǒng)工作的可靠性，既節(jié)能又環(huán)保。
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專(zhuān)利涉及汽車(chē)電子領(lǐng)域，具體涉及基于壓電自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀。

【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明專(zhuān)利所涉及的是國(guó)外繼防抱死剎車(chē)系統(tǒng)(ABS)、安全氣囊之后第三個(gè)立法的汽車(chē)安全類(lèi)電子產(chǎn)品。目前由爆胎導(dǎo)致的車(chē)禍?zhǔn)鹿示痈咚俟芬馔馐鹿拾袷祝ヒ呀?jīng)成為道路交通殺手之一。作為爆胎的“克星”，TPMS(輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng))可通過(guò)對(duì)行駛中車(chē)輛輪胎壓力的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)氣壓異常的輪胎進(jìn)行報(bào)警，進(jìn)而預(yù)防車(chē)輛失控及爆胎。據(jù)悉，2013年年底由全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)制定的TPMS標(biāo)準(zhǔn)有望出臺(tái)，這對(duì)我國(guó)TPMS產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，將帶來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇。
[0003]目前，汽車(chē)上使用的直接式輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，輪胎壓力檢測(cè)傳感器電路都是由小容量的電池提供電量，受電池電容量小以及電池更換不易的限制，汽車(chē)直接式輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在很多不方便之處。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，新的環(huán)境振動(dòng)能源-壓電發(fā)電能源應(yīng)運(yùn)而生。由于壓電自發(fā)電能源裝置相對(duì)于其他微型發(fā)電裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不發(fā)熱、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，因此壓電自發(fā)電裝置廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域，從而使其成為自供能系統(tǒng)研究領(lǐng)域中的焦點(diǎn)，本發(fā)明專(zhuān)利涉及的基于壓電自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀采用了壓電材料振動(dòng)供電的方式，解決了目前胎內(nèi)傳感器及無(wú)線發(fā)射裝置不易供電的行業(yè)共性難題，與同類(lèi)產(chǎn)品比較本項(xiàng)目研發(fā)的產(chǎn)品具有體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性和可靠性強(qiáng)；使用時(shí)無(wú)環(huán)境污染，對(duì)節(jié)約資源和能源、減少環(huán)境污染，促進(jìn)我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要意義。產(chǎn)品作為新興車(chē)載電子產(chǎn)品，可以廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)中，具有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明專(zhuān)利所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:汽車(chē)輪胎胎內(nèi)傳感器及無(wú)線發(fā)射裝置不易供電的行業(yè)共性難題，提供一種基于壓電自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源化監(jiān)測(cè)的解決方案。
[0005]本發(fā)明專(zhuān)利解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明專(zhuān)利將壓電能量采集技術(shù)、能量?jī)?chǔ)存技術(shù)以及電源管理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并設(shè)計(jì)成能量轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存裝置和能量管理的技術(shù)方案，并應(yīng)用于汽車(chē)輪胎胎內(nèi)傳感器及無(wú)線發(fā)射裝置的供電，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比主要有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0007]其一.建立了可持續(xù)利用的清潔能源:由于采用了壓電振動(dòng)能供電的技術(shù)方案，所以為持續(xù)利用清潔能源開(kāi)辟了一條行之有效的通道。
[0008]其二.解決了能量不足的問(wèn)題:由于建立了可持續(xù)利用的清潔能源，使傳感器和胎壓無(wú)線發(fā)射模塊穩(wěn)定持續(xù)供電的要求得到滿(mǎn)足，從而可以確保整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。
[0009]其三.管理方便:由于建立了可持續(xù)利用的清潔能源，使傳感器和胎壓無(wú)線發(fā)射模塊能源供電管理問(wèn)題變得簡(jiǎn)單，容易操作。
[0010]其四.提高了系統(tǒng)工作的可靠性。
[0011]本發(fā)明專(zhuān)利主要針對(duì)汽車(chē)胎壓無(wú)源化監(jiān)測(cè)的問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用壓電陶瓷材料振動(dòng)提供電能，解決了胎壓傳感器及發(fā)射模塊持續(xù)供電問(wèn)題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明專(zhuān)利總體結(jié)構(gòu)的原理圖。
[0013]圖2是壓電自發(fā)電振動(dòng)發(fā)電裝置的安裝示意圖
[0014]圖3是壓電能量收集模塊輸出3.3V電壓典型電路。
[0015]圖4是SP12的引腳圖。
[0016]圖5是微處理器控制單元電路原理圖。
[0017]圖6是壓力傳感器數(shù)據(jù)采集模塊硬件電路圖。
[0018]圖7是無(wú)線發(fā)射模塊與微控制器硬件電路圖。
[0019]圖8是監(jiān)測(cè)芯片與控制開(kāi)關(guān)電路原理圖。
[0020]圖中:1.壓電自發(fā)電振動(dòng)發(fā)電裝置；2.壓電能量收集模塊；3.電能儲(chǔ)存及供電裝置；5.胎壓信號(hào)傳感器；6.胎壓信號(hào)發(fā)射模塊；7.控制開(kāi)關(guān)；8.電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)芯片；9.微處理器控制單元。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明專(zhuān)利提供的基于壓電自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀，其結(jié)構(gòu)如圖1至圖8所示:由依次相連的壓電自發(fā)電振動(dòng)發(fā)電裝置、壓電能量收集模塊、電能儲(chǔ)存及供電裝置和依次相連的第一控制開(kāi)關(guān)S1、胎壓信號(hào)傳感器以及與電能儲(chǔ)存及供電裝置依次相連的第二控制開(kāi)關(guān)S2、胎壓信號(hào)發(fā)射模塊以及電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)芯片和微處理器控制單元組成。其中，壓電自發(fā)電振動(dòng)發(fā)電裝置與壓電能量收集模塊，壓電能量收集模塊與電能儲(chǔ)存及供電裝置相連，電能儲(chǔ)存及供電裝置與電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)芯片和微處理器控制單元依次相連；電能儲(chǔ)存及供電裝置與第一控制開(kāi)關(guān)相連后與胎壓信號(hào)傳感器相連，同時(shí)電能儲(chǔ)存及供電裝置與第二控制開(kāi)關(guān)相連后與胎壓信號(hào)發(fā)射模塊相連，而第一控制開(kāi)關(guān)與第二控制開(kāi)關(guān)均與微處理器控制單元相連；胎壓信號(hào)傳感器的輸出端與胎壓信號(hào)發(fā)射模塊相連，胎壓信號(hào)發(fā)射模塊與微處理器控制單元相連。
[0022]所述2個(gè)控制開(kāi)關(guān)S1、S2具有通路電阻小，輸入電壓范圍大，功耗低等特點(diǎn)，因此可以采用CMOS開(kāi)關(guān)。
[0023]所述壓電自發(fā)電振動(dòng)發(fā)電裝置在壓電陶瓷發(fā)電單元的選擇上，壓電陶瓷應(yīng)具有良好的接受性能，即使機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。設(shè)計(jì)壓電自發(fā)電單元時(shí)，壓電陶瓷應(yīng)具有機(jī)電耦合系數(shù)K大、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm大于500、相對(duì)介電常數(shù)ε小于1500、壓電應(yīng)變常數(shù)d小、壓電電壓常數(shù)g高、溫度Tc在工作溫度范圍外等特性。在汽車(chē)輪胎上的安裝有兩種方式:(I)將該供電模塊嵌入到輪胎內(nèi)部，依靠汽車(chē)行駛的壓力變形使壓電片發(fā)電；(2)將供電模塊固定在輪轂上，壓電振子通過(guò)汽車(chē)行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和慣性力受迫振動(dòng)發(fā)電。第一種方案在實(shí)施的過(guò)程中模塊的更換、安裝都不方便，通常壓電片為方便引出電極都會(huì)在表面鍍很薄的金屬面板，從而影響材料的柔韌性。但是這種依靠胎壓形變來(lái)使振子形變發(fā)電的方式，對(duì)壓電振子的柔韌性要求非常高，壓力過(guò)大的情況材料可能被破壞。相對(duì)于第一種方案，第二種方案克服了第一種方案中存在的不足。壓電自發(fā)電振動(dòng)發(fā)電裝置的安裝示意圖如圖2所示。
[0024]所述的壓電能量收集模塊LTC3588-1結(jié)構(gòu)如圖3所示，內(nèi)部包括橋式整流電路、電容濾波能量存儲(chǔ)電路、穩(wěn)壓二極管和DC-DC變換裝置。當(dāng)壓電陶瓷發(fā)電單元在外界環(huán)境的振動(dòng)或壓擠下產(chǎn)生了電荷,其輸出的交流電壓經(jīng)壓電能量收集模塊內(nèi)部集成的橋式整流電路、電容濾波能量存儲(chǔ)電路以及穩(wěn)壓二極管得到直流電壓，該直流電壓提供給DC-DC變換裝置的電壓輸入端，通過(guò)調(diào)節(jié)DC-DC變換裝置的工作狀態(tài)。由于微處理器控制單元中的CPU采用了超低功耗的16位微處理器芯片MSP430系列單片機(jī)，供電電壓為3.3V，所以聯(lián)接電路形式選用了輸出3.3V電壓典型電路。
[0025]所述主能量?jī)?chǔ)存及供電裝置可以采用超級(jí)電容，超級(jí)電容的充電和放電是由電解液中的離子運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)，這種能量?jī)?chǔ)存過(guò)程與電池技術(shù)基于化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程相比較，沒(méi)有任何化學(xué)鍵的結(jié)合或斷開(kāi)。百萬(wàn)次充、放電循環(huán)之后證明超級(jí)電容的循環(huán)壽命減少非常微弱。另外，超級(jí)電容通過(guò)極化高比表面積電極中的電解質(zhì)工作，電解質(zhì)、電極和隔離層材料的特性決定了超級(jí)電容的電容量性能。其表面積的電極和小的帶電離子決定了高的電容量，而高效的電解質(zhì)、隔離層和材料，以及工藝設(shè)計(jì)決定了低的阻抗。
[0026]具體實(shí)施時(shí)，超級(jí)電容型號(hào)可依據(jù)壓電發(fā)電單元發(fā)電能力大小來(lái)選擇，并且要求能捕獲壓電自發(fā)電單元的能量，給無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供電。超級(jí)電容也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)為體積小，容量大，電容量比同體積電解電容容量大30?40倍；充電速度快，10秒內(nèi)達(dá)到額定容量的95% ;充放電能力強(qiáng)；失效開(kāi)路，過(guò)電壓不擊穿，安全可靠；超長(zhǎng)壽命，可長(zhǎng)達(dá)40萬(wàn)小時(shí)以上；充放電線路簡(jiǎn)單，無(wú)需充電電池那樣的充電電路，真正免維護(hù)；電壓范圍為2.7V至12.0V ;容量范圍為0.1F至1000F。因此結(jié)合本系統(tǒng)需求，選用了 0.1F /5.5V的超級(jí)電容
[0027]如圖3所示:當(dāng)外界對(duì)壓電自發(fā)電單元進(jìn)行激振時(shí)，陶瓷振子彎曲變形，由正壓電效應(yīng)可知，壓電陶瓷輸出交變電荷，交流電通過(guò)壓電能量收集模塊收集后，直接儲(chǔ)存入超級(jí)電容中，當(dāng)超級(jí)電容儲(chǔ)滿(mǎn)電經(jīng)電源管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)后為系統(tǒng)的各個(gè)模塊供電。
[0028]本專(zhuān)利所涉及的汽車(chē)輪胎壓力傳感器SP12傳感器是英飛凌公司推出的面向汽車(chē)輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)的器件。它是一種多功能集成的智能壓電電阻傳感器，可以在100Kpa-450Kpa的范圍測(cè)試。在汽車(chē)行駛過(guò)程中的能采集輪胎氣壓、溫度、加速度、芯片供電電壓等信號(hào)，且可以自動(dòng)補(bǔ)償測(cè)量數(shù)據(jù)。并且內(nèi)置時(shí)鐘電路，可以周期性的輸出復(fù)位信號(hào)和喚醒信號(hào)。基于SP12的這些特點(diǎn)，TPMS系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)胎壓信號(hào)，還能實(shí)現(xiàn)定時(shí)喚醒、啟動(dòng)定時(shí)復(fù)位單片機(jī)、欠壓等報(bào)警等功能，減少發(fā)射模塊的功耗，提高系統(tǒng)安全性。其引腳圖如圖4所示。
[0029]本發(fā)明專(zhuān)利提供的微處理器控制單元電路，由微處理控制器及外圍電路組成(圖5)。其中:微處理控制器可以采用MSP430F12X2系列單片機(jī)，MSP430F12X2系列單片機(jī)具有極低的功耗、強(qiáng)大的處理能力、豐富的片上外圍模塊以及方便高效的開(kāi)發(fā)方式。本實(shí)施例主要采用的是MSP430F1222單片機(jī)，該型號(hào)芯片可以工作在1.8V-3.6V寬電壓范圍內(nèi)，功耗非常低，運(yùn)行2.2V / IMHz時(shí)工作電流僅為200 μ A，而在休眠模式下，電流更是低至0.1 μ A，故可采用鋰電池供電；片內(nèi)集成了帶有內(nèi)部基準(zhǔn)源和采樣保持電路的10-Bit、200-kspsA / D轉(zhuǎn)換器，可直接用于模擬信號(hào)采集；片內(nèi)集成4KB+256B FLASH程序存儲(chǔ)器和256B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，適合用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序。
[0030]單片機(jī)的工作頻率對(duì)功耗的影響很大，頻率越高，功耗越大。MSP430F12X2系列單片機(jī)有三種時(shí)鐘產(chǎn)生模式，即外接8MHz晶體、外接晶體以及采用阻容諧振器。綜合考慮到降低功耗和確保計(jì)時(shí)器的精度，本實(shí)施例采用32kHz外接晶體，作為程序運(yùn)行的主時(shí)鐘，同時(shí)也為計(jì)時(shí)器提供時(shí)鐘源。該單片機(jī)采用JTAG接口進(jìn)行程序下載和在線調(diào)試，不需采購(gòu)程序下載器和仿真器，開(kāi)發(fā)成本非常低廉。由于芯片性能穩(wěn)定可靠且內(nèi)置硬件看門(mén)狗，故復(fù)位電路采用成本低廉的阻容復(fù)位電路即可。
[0031]如圖6所示，SP12的引腳WAKEUP與單片機(jī)MSP430F1232的外部中斷輸入端連接，因?yàn)镻1、P2 口不僅具有I / O功能，還能通過(guò)軟件設(shè)置用作外部中斷，這里選用的是P2.0引腳接WAKEUP。SP12的RESET管腳與單片機(jī)的復(fù)位管腳RST /匪I相連接。SP12使用了MSP430F1232的四個(gè)I / O 口，片選信號(hào)輸出口 NCS、數(shù)據(jù)輸出口 SD0、數(shù)據(jù)輸入口 SD1、通信同步信號(hào)輸出口分別連接SCK P2.2、P3.0、P3.1、P3.2。
[0032]如圖7所示，發(fā)射單元采用的是2.4GHz無(wú)線收發(fā)芯片nRF24L01模塊，片內(nèi)集成有RF放大器、數(shù)字接口、本振與混頻器和調(diào)制/解調(diào)器等電路，外圍元件比較少。發(fā)射電路極為簡(jiǎn)單，工作電壓達(dá)到就可以正常工作。nRF2401的接口使用了 MSP430F1232的6個(gè)I / O口。nRF2401與單片機(jī)的信號(hào)傳送也是采用SPI協(xié)議，其中MSP430F1232單片機(jī)設(shè)為為主機(jī)，nRF2401 模
[0033]塊為從機(jī)，由軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射的功能。nRF2401與MSP430F1232的連接方式如圖7所示。nRF24L01的使能控制信號(hào)CE引腳相連接單片機(jī)的Pl.2 ;控制串行通訊的CSN引腳連接Pl.1 口 ；串行時(shí)鐘的SCK引腳與Pl.0相連接；數(shù)字輸入口 MOSI引腳與P2.4連接;數(shù)字輸出口 MISO連接P2.3。Pl.3 口與nRF24L01的IRQ引腳相連接；在CE和CSN信號(hào)的控制下，單片機(jī)與MOSI引腳連接的I / O 口向nRF24L01發(fā)出具體的控制命令，然后由MISO引腳相連接的I / O 口返回給MCU。為了保證系統(tǒng)的高效性和實(shí)時(shí)性，可通過(guò)軟件將讓nRF24L01設(shè)置為工作在增強(qiáng)型的ShockBrust模式下，并設(shè)置Pl.3 口為外部中斷口，此時(shí)，芯片可通過(guò)中斷方式通知單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)的處理和發(fā)送。在整個(gè)檢測(cè)模塊系統(tǒng)中，射頻模塊的功耗是最大的，因此從降低功耗的角度出發(fā)，工作模式應(yīng)嚴(yán)格管理，通過(guò)電源管理電路，在系統(tǒng)處于休眠是切斷電源。
[0034]以下所述電源管理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是本發(fā)明專(zhuān)利的關(guān)鍵，該系統(tǒng)對(duì)能量?jī)?chǔ)能裝置和及供電裝置收集的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)參數(shù)經(jīng)微處理器控制單元采集并處理，依據(jù)監(jiān)測(cè)處理結(jié)果，選擇相應(yīng)的控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)胎壓信號(hào)傳感器和胎壓信號(hào)發(fā)射模塊的可靠供電。該系統(tǒng)中設(shè)有監(jiān)測(cè)芯片MAXICL7665和DS2438 (圖8)。
[0035]所述監(jiān)測(cè)芯片MAXICL7665是對(duì)超級(jí)電容兩端的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的一種低功耗芯片，該芯片能很好的對(duì)主能量?jī)?chǔ)存及供電裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該芯片工作電壓等級(jí)為1.6V-16V，其內(nèi)部有兩個(gè)比較器。ICL7665的外圍電路中，電阻R7、R8、R9、RlO的選擇由超級(jí)電容兩端的上限閾值電壓VH和下限閾值電壓VL決定，并且盡量取到千歐的數(shù)量級(jí)，以使其損耗的功率小。VH和VL可根據(jù)負(fù)載工作情況自行設(shè)定。當(dāng)SETl引腳的電壓大于1.3V,SET2引腳的小于1.3V時(shí)，OUTl和0UT2均輸出高電平；當(dāng)SETl引腳的電壓大于1.3V, SET2引腳的大于1.3V時(shí)，OUTl輸出高電平，0UT2輸出低電平；當(dāng)SETl引腳的電壓小于1.3V,SET2引腳的小于1.3V時(shí)，OUTl輸出低電平，0UT2輸出高電平；當(dāng)SETl引腳的電壓小于1.3V，SET2引腳的大于1.3V時(shí)，OUTl和0UT2均輸出低電平，且此時(shí)OUTl和0UT2和微處理控制單元的兩個(gè)輸入端口 P2.1、P2.2相連。
[0036]本發(fā)明專(zhuān)利的工作過(guò)程是:壓電振動(dòng)發(fā)電單元利用正壓電效應(yīng)將環(huán)境中振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成交流的電能，該電能經(jīng)壓電能量收集模塊收集后，變成穩(wěn)定的直流電壓。在最初情況下，開(kāi)關(guān)SI (第一控制開(kāi)關(guān))斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)S2(第二控制開(kāi)關(guān))斷開(kāi)，即給負(fù)載斷電的情況下該直流電由超級(jí)電容儲(chǔ)存。此時(shí)，ICL7665監(jiān)測(cè)芯片對(duì)超級(jí)電容的供電電壓VDD進(jìn)行監(jiān)測(cè)，ICL7665芯片的兩個(gè)輸出引腳與MSP430F1222的P2.1 口和P2.2 口連接。兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)的8個(gè)輸入控制信號(hào)端口與單片機(jī)MSP430F1222的8個(gè)I / O端口連接。單片機(jī)采集ICL7665芯片的輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)超級(jí)電容兩端的電壓在設(shè)定的閾值VH時(shí)，單片機(jī)控制開(kāi)關(guān)S1、S2均接通，S3接通，S4斷開(kāi)，由超級(jí)電容給壓力傳感器和無(wú)線發(fā)射模塊供電；當(dāng)超級(jí)電容兩端的電壓VDD達(dá)不到閾值VH時(shí)，單片機(jī)控制開(kāi)關(guān)S1、S2斷開(kāi)，由外部能量產(chǎn)生與采集裝置給超級(jí)電容充電。此工作過(guò)程依次循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.基于壓電振動(dòng)自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀，其特征是采用了壓電振子振動(dòng)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀，其特征是采用了適合運(yùn)用于壓電換能器件的集成式能量收集模塊LTC3588-1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電振動(dòng)自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀，其特征是系統(tǒng)所采用的胎壓信號(hào)傳感器(5)，選用的是英飛凌公司推出的面向汽車(chē)輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)的器件SP12傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電振動(dòng)自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀，其特征是電源管理系統(tǒng)中的微處理器控制單元的CPU，采用了超低功耗的16位微處理器芯片MSP430系列單片機(jī)，并由電源監(jiān)控芯片(8)對(duì)能量?jī)?chǔ)存及供電裝置(3)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電振動(dòng)自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀，其特征是能量?jī)?chǔ)存及供電裝置(3)采用超級(jí)電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電振動(dòng)自發(fā)電的汽車(chē)胎壓無(wú)源監(jiān)測(cè)儀，其特征是胎壓發(fā)射模塊選用了高度集成、超低功耗的芯片nRF24L01。
【文檔編號(hào)】B60C23/04GK104417290SQ201310400536
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】林偉, 李國(guó)平, 彭春花, 丁剛, 印杰 申請(qǐng)人:丹陽(yáng)東興汽車(chē)部件有限公司