一種車載稱重放大濾波電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種車載稱重放大濾波電路，包括電源模塊、放大模塊、濾波模塊和稱重處理模塊，采用前置硬件放大濾波的方式，保證信號的不失真，并且增加了稱重處理模塊，對稱重數據提前處理，與中央處理器同步工作，完成一個循環稱重后將數據信號發送至ECU。本發明針對于噪聲信號復雜的車輛稱重，能夠有效提高稱重數據精度和車輛性能穩定性。
【專利說明】—種車載稱重放大濾波電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及濾波電路領域，尤其涉及一種車載稱重放大濾波電路。
【背景技術】
[0002]環衛車輛的生活垃圾，餐廚車的餐余垃圾，國家危險品及重要物品等等，都需要在運輸途中保證重量數據的實時上傳，以防止違規傾倒及偷竊倒賣等不法行為發生。現有的車載稱重系統仍采用靜態地磅式稱重系統的方式，稱重傳感器的信號輸出端直接與工作車輛的中央處理器ECU的信號輸入端相連，其不足點在于:
1.車載稱重的工況是動態的，車輛本身是有振動的，作業的執行結構也是在上下翻轉的，其稱重數據不穩定；
2.在稱重過程中，E⑶需要產生中斷，去接受大量稱重數據，軟件濾波也消耗存儲器的內存，不利于其他被控單元的信號及時處理。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種高精度的車載稱重放大濾波電路，保證稱重數據的穩定度和準確性。
[0004]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種車載稱重放大濾波電路，包含電源模塊、放大模塊、濾波模塊和稱重處理模塊，其中:
所述電源模塊包括極性電容Cl、極性電容C2、電源開關S-PWR和線性穩壓芯片Ul ;所述電源開關S-PWR—端與車載電源相連,另一端與極性電容Cl的正極、線性穩壓芯片Ul的IN端口相連；所述極性電容C2的正極與線性穩壓芯片Ul的OUT端口、BRY端口相連，負極與極性電容Cl的負極、線性穩壓芯片Ul的GND端口相連接地；
所述稱重處理模塊包括處理器IC1、電阻R1、電阻R2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、極性電容C7、晶振Yl和按鈕SI ;所述處理器ICl的VCC引腳與所述電源模塊中線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連、GND引腳與參考接地端AGND相連；電容C6的一端、極性電容C7的正極與所述處理器ICl的VCC引腳、線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，電容C6的另一端、極性電容C7的負極與參考接地端AGND相連；按鈕SI —端與電源系統中的穩壓器Ul的OUT端相連，另一端與電阻Rl相連；電阻Rl的另一端與電容C3的負極、電阻R2的一端、處理器ICl的RESET引腳相連，電容C3的正極與穩壓器Ul的OUT端相連，電容R2的另一端接地；電容C4 一端接地，另一端與處理器ICl的XTALl引腳、晶振Yl的一端相連；電容C5一端接地，另一端與處理器ICl的XTAL2引腳、晶振Yl的另一端相連；處理器ICl的PB5引腳、PB6引腳、PB7引腳與汽車發動機控制器E⑶相連；
所述濾波模塊包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C8、電容C9、電容C10、電容Cl 1、極性電容C12、電容C13、濾波芯片U3和偏置電流漂移抑制芯片U4 ;電阻R8的一端與電容C8的一端、電容C9的一端、濾波芯片U3的IN-引腳相連，電容C8的另一端接地，電阻R9的一端與電容C9的另一端、電容ClO的一端、濾波芯片U3的IN+引腳相連，電容ClO的另一端接地；濾波芯片U3的VS+引腳與電容C13的一端、極性電容C12的正極、電源系統的穩壓器OUT端口相連，極性電容C12的負極、電容C13的另一端接地；濾波芯片U3的VS-引腳與電容Cll的一端相連，電容Cll的另一端接地；濾波芯片U3的OUT引腳與所述處理器ICl的ADO引腳、ADl引腳、AD2引腳、AD3引腳、AD4引腳、AD5弓丨腳相連；濾波芯片U3的兩個RG引腳分別與電阻RlO的兩端相連;濾波芯片U3的REF引腳與偏置電流漂移抑制芯片U4的2號引腳相連；偏置電流漂移抑制芯片U4的3號引腳與電阻Rll的一端、電阻R12的一端相連，電阻Rll的另一端與電源模塊的線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，電阻R12的另一端接地；偏置電流漂移抑制芯片U4的I號引腳與參考接地端AGND相連，偏置電流漂移抑制芯片U4的8號引腳與線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，偏移抑制芯片U4的4號引腳接地；
所述放大模塊包括稱重傳感器Sensor、電阻R3、電阻R4、信號放大芯片U2、電阻R5、電阻R6、電阻R7 ；電阻R3的一端與所述線性穩壓芯片Ul的OUT端相連，另一端與稱重傳感器Sensor的+Exc引腳相連；電阻R4的一端與稱重傳感器Sensor的-Exc引腳相連,另一端接地；信號放大芯片U2的V+端口與所述線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，信號放大芯片U2的V-接地，信號放大芯片U2的+InA端口與稱重傳感器Sensor的Signal+引腳相連,信號放大芯片U2的-1nA端口與電阻R5的一端、電阻R6的一端相連,信號放大芯片U2的+InB端口與稱重傳感器Sensor的Signal-相連，信號放大芯片U2的-1nB端口與電阻R5的另一端、R7的一端相連,信號放大芯片U2的OUTA端口與電阻R6的另一端、電阻R8的另一端相連，信號放大芯片U2的OUTB端口與電阻R7的另一端、電阻R9的另一端相連。
[0005]作為本發明一種車載稱重放大濾波電路進一步的優化方案，所述電源模塊中線性穩壓芯片Ul的型號為MIC5205。
[0006]作為本發明一種車載稱重放大濾波電路進一步的優化方案，所述稱重處理模塊中處理器ICl的型號為AT90S1200。
[0007]作為本發明一種車載稱重放大濾波電路進一步的優化方案，所述濾波模塊中濾波芯片U3的型號為AD620。
[0008]作為本發明一種車載稱重放大濾波電路進一步的優化方案，所述放大模塊中信號放大芯片U2的型號為0PA2277。
[0009]稱重傳感器的Signal+信號線連接至信號放大芯片U2的+InA端口，稱重傳感器的Signal-信號線連接至信號放大芯片U2的+InB端口，信號放大芯片U2的集成放大差動電路放大后，經信號放大芯片U2的OutA和OutB端口，連接至信號濾波芯片U3的IN+和IN-端口，濾波電路的電容C8、C9、ClO對信號進行低通濾波，集成濾波芯片U3對輸入的信號進行了二次放大濾波，芯片的REF端口連接AD706芯片為稱重處理模塊設置低輸入的偏置電流，抑制信號漂移，芯片的OUT端口連接至稱重處理模塊ICl的ADO端口，稱重處理模塊ICl對稱重信號進行軟件濾波，計算獲取最為接近實際重量值后，通過MIS0、M0S1、SCK端口與車輛中央處理器E⑶通過SPI通信。電源系統轉化車載電源12V為5V，為放大電路、濾波電路和稱重處理模塊提供可靠的電源動力。
[0010]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
本發明保證了稱重過程中，數據的穩定性和精度，而且對于車輛的電控系統也是有利的。對于環衛車輛的生活垃圾、餐廚車的的餐余垃圾、國家危險品及重要物品等等，保證了在運輸途中真實重量數據的實時上傳，防止違規傾倒及偷竊倒賣等不法行為發生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明電源模塊的電氣原理圖；
圖2是本發明稱重處理模塊的電氣原理圖；
圖3是本發明濾波模塊的電氣原理圖；
圖4是本發明放大模塊的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
一種車載稱重放大濾波電路，包含電源模塊、放大模塊、濾波模塊和稱重處理模塊，其中:
如圖1所示，所述電源模塊包括極性電容Cl、極性電容C2、電源開關S-PWR和線性穩壓芯片Ul ;所述電源開關S-PWR—端與車載電源相連,另一端與極性電容Cl的正極、線性穩壓芯片Ul的IN端口相連；所述極性電容C2的正極與線性穩壓芯片Ul的OUT端口、BRY端口相連，負極與極性電容Cl的負極、線性穩壓芯片Ul的GND端口相連接地；
如圖2所示，所述稱重處理模塊包括處理器ICl、電阻R1、電阻R2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、極性電容C7、晶振Yl和按鈕SI ;所述處理器ICl的VCC引腳與所述電源模塊中線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連、GND引腳與參考接地端AGND相連；電容C6的一端、極性電容C7的正極與所述處理器ICl的VCC引腳、線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，電容C6的另一端、極性電容C7的負極與參考接地端AGND相連；按鈕SI 一端與電源系統中的穩壓器Ul的OUT端相連，另一端與電阻Rl相連；電阻Rl的另一端與電容C3的負極、電阻R2的一端、處理器ICl的RESET引腳相連，電容C3的正極與穩壓器Ul的OUT端相連，電容R2的另一端接地；電容C4 一端接地，另一端與處理器ICl的XTALl引腳、晶振Yl的一端相連；電容C5 —端接地，另一端與處理器ICl的XTAL2引腳、晶振Yl的另一端相連；處理器ICl的PB5引腳、PB6引腳、PB7引腳與汽車發動機控制器E⑶相連；
如圖3所示，所述濾波模塊包括電阻R8、電阻R9、電阻RlO、電阻Rl 1、電阻Rl2、電容C8、電容C9、電容C10、電容Cl 1、極性電容C12、電容C13、濾波芯片U3和偏置電流漂移抑制芯片U4 ;電阻R8的一端與電容C8的一端、電容C9的一端、濾波芯片U3的IN-引腳相連，電容C8的另一端接地，電阻R9的一端與電容C9的另一端、電容ClO的一端、濾波芯片U3的IN+引腳相連，電容ClO的另一端接地；濾波芯片U3的VS+引腳與電容C13的一端、極性電容C12的正極、電源系統的穩壓器OUT端口相連，極性電容C12的負極、電容C13的另一端接地；濾波芯片U3的VS-引腳與電容Cll的一端相連，電容Cll的另一端接地;濾波芯片U3的OUT引腳與所述處理器ICl的ADO引腳、ADl引腳、AD2引腳、AD3引腳、AD4引腳、AD5引腳相連;濾波芯片U3的兩個RG引腳分別與電阻RlO的兩端相連；濾波芯片U3的REF引腳與偏置電流漂移抑制芯片U4的2號引腳相連；偏置電流漂移抑制芯片U4的3號引腳與電阻Rll的一端、電阻R12的一端相連，電阻Rll的另一端與電源模塊的線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，電阻R12的另一端接地；偏置電流漂移抑制芯片U4的I號引腳與參考接地端AGND相連，偏置電流漂移抑制芯片U4的8號引腳與線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，偏移抑制芯片U4的4號引腳接地；
如圖4所示，所述放大模塊包括稱重傳感器Sensor、電阻R3、電阻R4、信號放大芯片U2、電阻R5、電阻R6、電阻R7 ;電阻R3的一端與所述線性穩壓芯片Ul的OUT端相連，另一端與稱重傳感器Sensor的+Exc引腳相連；電阻R4的一端與稱重傳感器Sensor的-Exc引腳相連，另一端接地；信號放大芯片U2的V+端口與所述線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，信號放大芯片U2的V-接地，信號放大芯片U2的+InA端口與稱重傳感器Sensor的Signal+引腳相連，信號放大芯片U2的-1nA端口與電阻R5的一端、電阻R6的一端相連,信號放大芯片U2的+InB端口與稱重傳感器Sensor的Signal-相連，信號放大芯片U2的-1nB端口與電阻R5的另一端、R7的一端相連,信號放大芯片U2的OUTA端口與電阻R6的另一端、電阻R8的另一端相連，信號放大芯片U2的OUTB端口與電阻R7的另一端、電阻R9的另一端相連。
[0013]所述電源模塊中線性穩壓芯片Ul的型號為MIC5205。
[0014]所述稱重處理模塊中處理器ICl的型號為AT90S1200。
[0015]所述濾波模塊中濾波芯片U3的型號為AD620。
[0016]所述放大模塊中信號放大芯片U2的型號為0PA2277。
[0017]稱重傳感器的Signal+信號線連接至信號放大芯片U2的+InA端口，稱重傳感器的Signal-信號線連接至信號放大芯片U2的+InB端口，信號放大芯片U2的集成放大差動電路放大后，經信號放大芯片U2的OutA和OutB端口，連接至信號濾波芯片U3的IN+和IN-端口，濾波電路的電容C8、C9、ClO對信號進行低通濾波，集成濾波芯片U3對輸入的信號進行了二次放大濾波，芯片的REF端口連接AD706芯片為稱重處理模塊設置低輸入的偏置電流，抑制信號漂移，芯片的OUT端口連接至稱重處理模塊ICl的ADO端口，稱重處理模塊ICl對稱重信號進行軟件濾波，計算獲取最為接近實際重量值后，通過MIS0、M0S1、SCK端口與車輛中央處理器E⑶通過SPI通信。電源系統轉化車載電源12V為5V，為放大電路、濾波電路和稱重處理模塊提供可靠的電源動力。
[0018]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種車載稱重放大濾波電路,其特征在于，包含電源模塊、放大模塊、濾波模塊和稱重處理模塊，其中: 所述電源模塊包括極性電容Cl、極性電容C2、電源開關S-PWR和線性穩壓芯片Ul ;所述電源開關S-PWR—端與車載電源相連,另一端與極性電容Cl的正極、線性穩壓芯片Ul的IN端口相連；所述極性電容C2的正極與線性穩壓芯片Ul的OUT端口、BRY端口相連，負極與極性電容Cl的負極、線性穩壓芯片Ul的GND端口相連接地； 所述稱重處理模塊包括處理器IC1、電阻R1、電阻R2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、極性電容C7、晶振Yl和按鈕SI ;所述處理器ICl的VCC引腳與所述電源模塊中線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連、GND引腳與參考接地端AGND相連；電容C6的一端、極性電容C7的正極與所述處理器ICl的VCC引腳、線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，電容C6的另一端、極性電容C7的負極與參考接地端AGND相連；按鈕SI —端與電源系統中的穩壓器Ul的OUT端相連，另一端與電阻Rl相連；電阻Rl的另一端與電容C3的負極、電阻R2的一端、處理器ICl的RESET引腳相連，電容C3的正極與穩壓器Ul的OUT端相連，電容R2的另一端接地；電容C4 一端接地，另一端與處理器ICl的XTALl引腳、晶振Yl的一端相連；電容C5一端接地，另一端與處理器ICl的XTAL2引腳、晶振Yl的另一端相連；處理器ICl的PB5引腳、PB6引腳、PB7引腳與汽車發動機控制器E⑶相連； 所述濾波模塊包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C8、電容C9、電容C10、電容Cl 1、極性電容C12、電容C13、濾波芯片U3和偏置電流漂移抑制芯片U4 ;電阻R8的一端與電容C8的一端、電容C9的一端、濾波芯片U3的IN-引腳相連，電容C8的另一端接地，電阻R9的一端與電容C9的另一端、電容ClO的一端、濾波芯片U3的IN+引腳相連，電容ClO的另一端接地；濾波芯片U3的VS+引腳與電容C13的一端、極性電容C12的正極、電源系統的穩壓器OUT 端口相連，極性電容C12的負極、電容C13的另一端接地；濾波芯片U3的VS-引腳與電容Cll的一端相連，電容Cll的另一端接地；濾波芯片U3的OUT引腳與所述處理器ICl的ADO引腳、ADl引腳、AD2引腳、AD3引腳、AD4引腳、AD5弓丨腳相連；濾波芯片U3的兩個RG引腳分別與電阻RlO的兩端相連;濾波芯片U3的REF引腳與偏置電流漂移抑制芯片U4的2號引腳相連；偏置電流漂移抑制芯片U4的3號引腳與電阻Rll的一端、電阻R12的一端相連，電阻Rll的另一端與電源模塊的線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，電阻R12的另一端接地；偏置電流漂移抑制芯片U4的I號引腳與參考接地端AGND相連，偏置電流漂移抑制芯片U4的8號引腳與線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，偏移抑制芯片U4的4號引腳接地； 所述放大模塊包括稱重傳感器Sensor、電阻R3、電阻R4、信號放大芯片U2、電阻R5、電阻R6、電阻R7 ；電阻R3的一端與所述線性穩壓芯片Ul的OUT端相連，另一端與稱重傳感器Sensor的+Exc引腳相連；電阻R4的一端與稱重傳感器Sensor的-Exc引腳相連,另一端接地；信號放大芯片U2的V+端口與所述線性穩壓芯片Ul的OUT端口相連，信號放大芯片U2的V-接地，信號放大芯片U2的+InA端口與稱重傳感器Sensor的Signal+引腳相連,信號放大芯片U2的-1nA端口與電阻R5的一端、電阻R6的一端相連,信號放大芯片U2的+InB端口與稱重傳感器Sensor的Signal-相連，信號放大芯片U2的-1nB端口與電阻R5的另一端、R7的一端相連,信號放大芯片U2的OUTA端口與電阻R6的另一端、電阻R8的另一端相連，信號放大芯片U2的OUTB端口與電阻R7的另一端、電阻R9的另一端相連。
2.根據權利要求1所述的一種車載稱重放大濾波電路，其特征在于:所述電源模塊中線性穩壓芯片Ul的型號為MIC5205。
3.根據權利要求1所述的一種車載稱重放大濾波電路，其特征在于:所述稱重處理模塊中處理器ICl的型號為AT90S1200。
4.根據權利要求1所述的一種車載稱重放大濾波電路，其特征在于:所述濾波模塊中濾波芯片U3的型號為AD620。
5.根據權利要求1所述的一種車載稱重放大濾波電路，其特征在于:所述放大模塊中信號放大芯片U2的型 號為0PA2277。
【文檔編號】G01G21/00GK104079264SQ201410327729
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】王琪, 孫來, 王成生, 陳軍, 范孝波, 左長俊 申請人:江蘇悅達專用車有限公司