自充電電動(dòng)車(chē)控制系統的設計論文
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們環(huán)保的意識不斷增強，電動(dòng)車(chē)在生活中的作用將越來(lái)越廣。電動(dòng)車(chē)的技術(shù)不斷成熟，產(chǎn)品的質(zhì)量提高，售后服務(wù)的完善，使電動(dòng)自行車(chē)成為代步工具的理想選擇，同時(shí)電池的重量減輕，使用壽命延長(cháng)，容量增大，一次充電續行里程增加也成為電動(dòng)車(chē)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題之一，本課題為解決這一問(wèn)題，提出了一種自動(dòng)切換電動(dòng)車(chē)供電和充電的系統模塊，該系統可以充分利用下坡慣性和剎車(chē)減速時(shí)損耗的能源，對電池充電，從而延長(cháng)電動(dòng)車(chē)的續航里程。
1 自充電電動(dòng)車(chē)控制系統的總體設計
本系統主要由單片機、傾角傳感器模塊、剎車(chē)檢測電路，液晶顯示屏、按鍵等組成，傳感器模塊主要是測量小車(chē)車(chē)身傾斜的`角度然后反饋給單片機，并由液晶顯示電路實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。剎車(chē)檢測電路是檢測到小車(chē)是否處于剎車(chē)(用按鍵電路模塊控制開(kāi)關(guān)按鈕來(lái)代替)狀態(tài)。充電切換電路即小車(chē)處于剎車(chē)狀態(tài)或傾斜達到一定的角度之后切斷供電電路，進(jìn)入自充電狀態(tài)。
2 系統的硬件電路
2.1 傾角傳感器及傾角測量電路
傾角傳感器理論基礎就是牛頓第二定律，通過(guò)感知地球重力加速度在其測量軸上的分量大小, 對載體傾斜角度的反應，產(chǎn)生相應變化的電信號，從而測量出物體角度信息，本設計選擇的是MMA7260 是電容式加速度傳感器，采用了信號處理、單級低通濾波器和溫度補償技術(shù)，通過(guò)測量車(chē)身傾斜的角度來(lái)計算角速度，從而判斷是否切斷供電電路，其輸出口連接在單片機上，并由單片機控制量程的選擇和是否進(jìn)入休眠模式。該模塊是從三個(gè)立體角度測量角度，是輸出更有效更準確。它也可以通過(guò)休眠模式使本模塊在不工作是能節省能源。這個(gè)模塊還提供500μA 的低功耗。通過(guò)4 個(gè)控制和三個(gè)輸出，使得這個(gè)模塊的測量性能更好，低碳節能的效果更加明顯，是一個(gè)十分理想的電路。
2.2 單片機選擇
本設計的原理與結構比較簡(jiǎn)單，用單片機STC12C5A60AD就足夠滿(mǎn)足本設計所需要的各種資源。STC12C5A60AD 采用宏晶最新第六代加密技術(shù)，超強抗干擾、抗靜電，體積小，占用空間少，芯片兼容51 單片機功能，內部有自帶ADC，可以直接轉換傾角傳感器傳出的模擬量。
2.3 剎車(chē)檢測電路
剎車(chē)也是一種能量轉換過(guò)程，如果能利用好這能量，可以很大程度上幫助在提高我們對電動(dòng)車(chē)電池利用的時(shí)間，已達到更低碳更環(huán)保的效果。因此本系統設計該部件來(lái)檢測車(chē)輛是否在剎車(chē)狀態(tài)。
2.4 充電切換電路模塊
當系統檢測到車(chē)輛處于下坡?tīng)顟B(tài)或者是剎車(chē)狀態(tài)時(shí)，就會(huì )切換該電路進(jìn)入自動(dòng)充電狀態(tài)。實(shí)現了從機械能到電能的轉換，提高了能源的利用，從而使電動(dòng)車(chē)的電池使用時(shí)間更長(cháng)，達到更節能環(huán)保。
2.5 充電液晶顯示電路
本系統選擇了1602 液晶作為實(shí)時(shí)顯示測量角度，該模塊能夠同時(shí)顯示16x02 即32 個(gè)字符(16 列2 行)，其通常有14 條引腳線(xiàn)或16 條引腳線(xiàn)的LCD，多出來(lái)的2 條線(xiàn)是背光電源線(xiàn)VCC(15 腳) 和地線(xiàn)GND(16 腳)，其控制原理與14 腳的LCD完全一樣。
3 系統的軟件設計
軟件主要由主程序和系統初始化子程序，角度測量檢測子程序，按鍵控制子程序，液晶顯示子程序等組成。首先對系統進(jìn)行初始化，進(jìn)行實(shí)時(shí)角度測量，然后判斷小車(chē)是否進(jìn)入了剎車(chē)狀態(tài)，若處于剎車(chē)狀態(tài)，則斷開(kāi)供電電路，進(jìn)入充電狀態(tài)，并在液晶上顯示出來(lái)，如果不是在剎車(chē)狀態(tài)，則判斷傾角是否大于閾值，如果大于，則同樣斷開(kāi)供電電路，進(jìn)入充電狀態(tài)，并在液晶上顯示。
調用AD 轉換子程序，同時(shí)調用按鍵控制子程序，當AD轉換里又出來(lái)值或是按鍵控制有值出現，就表示有信號進(jìn)入，LED 燈亮，進(jìn)入充電狀態(tài)，充電控制系統實(shí)時(shí)監控再調用液晶顯示子程序顯示結果。
4 結論
本設計介紹了一種節能自充電電動(dòng)車(chē)控制系統，并給出了硬件和軟件的設計方案及電路，設計的傾角測量具有測量精度較高，處理速度快，控制簡(jiǎn)單方便，實(shí)際測量范圍為0--60°，測量精度在±2°內。很好實(shí)現了自充電檢測和控制功能，有較強的應用推廣前景。
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