一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置制造方法及图纸

一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置，包括：电压采集电路，连接锂电池实时采集电压，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；电流采集电路，连接锂电池实时采集电流，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；报警电压阈值设置电路，采用三个跳线帽，设置序号为1，2，3的三个跳线帽接通地或者+5v来实现为数字信号的0或者1，从而设置报警阈值电压；AVR单片机，接收电压采集电路和电流采集电路采集的数据；存储卡，存储数据；本实用新型专利技术可同时测量大电流及组成锂电池组的各个单体电池电压的锂电池电流电压，并能够实时报警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置
本技术属于锂电池监测
，主要应用于飞行器锂电池，特别涉及一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置。
技术介绍
近年来，无人机技术发展日新月异，广泛应用于军事，民用，农业等各个领域，具有良好的应用价值。目前，绝大部分的无人机都是采用锂电池作为动力源，因此无人机在作业过程中的一个重要隐患就是动力锂电池供电是否正常。由于无人机使用的是由单片锂电池组成的锂电池组，因此需要关注动力锂电池的总电压，放电电流，单片电池电压等重要参数。目前，无人机的监测电路中只关注电池的电压和电流，没有得到锂电池单片电池电压且不能将整个飞行过程中电池放电参数记录存储，降低了锂电池使用过程的可靠性，增加无人机作业的风险性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置，可同时测量大电流及组成锂电池组的各个单体电池电压的锂电池电流电压，并能够实时报警。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置，其特征在于，包括：电压采集电路102，连接锂电池110实时采集电压，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；电流采集电路108，连接锂电池110实时采集电流，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；报警电压阈值设置电路103，采用三个跳线帽，设置序号为1，2，3的三个跳线帽接通地或者+5v来实现为数字信号的0或者1，从而设置报警阈值电压；AVR单片机106，接收电压采集电路102和电流采集电路108采集的数据；存储卡105，存储数据。所述电压采集电路102由采样电阻阵列组成，输入由锂电池平衡头接口101连接至每个电池单体，采样电阻将电压值调理至AVR单片机106内置的ADC能够接受的大小。所述电流采集电路108由采样电阻阵列组成，输入通过锂电池输入接口109连接至每个电池单体，并通过运算放大器处理信号，将测得的锂电池工作时的放电电流值转化为AVR单片机106内置的ADC能接受的电压信号。所述电流采集电路108连接用于接飞行器实现供电的输出接口107。还包括报警电路104，所述AVR单片机106在所接收的数据低于阈值时向报警电路104输出报警信号进行报警。所述AVR单片机106内置10位ADC，进行电流电压数据的转换，将电压采集电路得到的模拟电压、电流采集电路得到的模拟电流值转换为数字量，并存储至存储卡105，用于离线数据的存储，便于后期数据的处理与分析。所述报警电路104由两个蜂鸣器组成，使用三极管驱动，当监测到某一片电池电压值低于报警电压阈值时，由AVR单片机106控制响声警告用户。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术电压采集和电流采集均使用采样电阻，具有电路结构简单，安全可靠的优点。2、通过电压、电流监测电路，可同时得到锂电池组的放电电流和各个单体电池电压值等多项信息，利用AVR单片机进行数据处理，并将锂电池放电过程的电流电压等信息通过存储卡进行保存，有利于后期的锂电池放电过程分析和锂电池性能预估。3、可预先设定锂电池低压报警值，利用采集的电压数据判断当前电池正常工作情况，当锂电池出现低压时通过蜂鸣器及时报警，有利于无人机作业的安全性。附图说明图1是本技术的系统总框架图。图2是本技术的电压采集电路示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本技术的实施方式。由图1可知，该锂电池监测报警存储装置由锂电池平衡头接口101，电压采集电路102，报警电压阈值设置电路103，报警电路104，存储卡105，AVR单片机106，输出接口107，电流采集电路108，电池输入接口109等部分组成。以获得锂电池输出电流及组成电池组的单片电池电压值，单片机处理所有采集的数据并按照人为设定的阈值控制低压报警。结合图2可知，电压采集电路102的结构由采样电阻阵列组成，最大可监测的锂电池组为6片电池组成，输入由锂电池平衡头接口101连接至每个电池单体。采样电阻的作用是将电压值调理至AVR单片机106内置的ADC能够接受的大小。其中U1为第一片电池单体电压，U2为第一片和第二片电池的电压和，(U2-U1)即为第二片电池单体电压。以此类推，(U3–U2)为第三片电池单体电压，(U4–U3)为第四片电池单体电压，(U5–U4)为第五片电池单体电压，(U6–U5)为第六片电池单体电压。U6即为锂电池组输出电压，结合输出电流值，即可得到电池输出功率值。报警电压阈值设置电路103采用三个跳线帽设置，用户可以设置序号为1，2，3的三个跳线帽接通地或者+5v来实现为数字信号的0或者1，从而设置报警阈值电压。由于单片锂电池的标称电压值为3.7V，最高电压为4.2V，故可设置的报警阈值电压如表1所示。表1报警电压阈值设置对应表。报警电路104由两个蜂鸣器组成，使用三极管驱动，当监测到某一片电池电压值低于报警电压阈值时，由AVR单片机106控制发出滴滴滴的响声警告用户。电流采集电路108使用电流采样电阻采集输出电流，并通过运算放大器处理信号，将测得的锂电池工作时的放电电流值转化为单片机ADC能接受的电压信号。使用AVR单片机106内置的10位ADC进行电流电压等各项数据的转换，将电压采集电路得到的模拟电压、电流采集电路得到的模拟电流值转换为数字量，并在单片机的指令操作下存储至存储卡，用于离线数据的存储，便于后期数据的处理与分析。其中存储卡105采用常规的SD卡，以便于数据在单片机和计算机之间的传输。该装置根据设定采样周期进行周期性锂电池数据采集，所得的电流电压数值经AVR单片机处理后离线转存到内存卡中，如监测到某个电压低于设定的阈值电压，单片机控制蜂鸣器进行报警，以提醒用户。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制其应用范围。凡依本技术范围所作的均等变化与修饰，皆应属本技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置，其特征在于，包括：电压采集电路(102)，连接锂电池(110)实时采集电压，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；电流采集电路(108)，连接锂电池(110)实时采集电流，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；报警电压阈值设置电路(103)，采用三个跳线帽，设置序号为1，2，3的三个跳线帽接通地或者+5v来实现为数字信号的0或者1，从而设置报警阈值电压；AVR单片机(106)，接收电压采集电路(102)和电流采集电路(108)采集的数据；存储卡(105)，存储数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置，其特征在于，包括：电压采集电路(102)，连接锂电池(110)实时采集电压，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；电流采集电路(108)，连接锂电池(110)实时采集电流，采集对象包括整个电池组的电压以及组成电池组的各个电池单体的电压；报警电压阈值设置电路(103)，采用三个跳线帽，设置序号为1，2，3的三个跳线帽接通地或者+5v来实现为数字信号的0或者1，从而设置报警阈值电压；AVR单片机(106)，接收电压采集电路(102)和电流采集电路(108)采集的数据；存储卡(105)，存储数据。2.根据权利要求1所述基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置，其特征在于，所述电压采集电路(102)由采样电阻阵列组成，输入由锂电池平衡头接口(101)连接至每个电池单体，采样电阻将电压值调理至AVR单片机(106)内置的ADC能够接受的大小。3.根据权利要求1所述基于AVR单片机的锂电池电流电压监测存储报警装置，其特征在于，所述电流采集电路(108)由采样电阻阵列组成，输入通过锂电池输入接口(109)连接至每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：范叶满，王东，张海辉，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61