汽車前大燈led板上的電容檢測儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽車大燈制造領(lǐng)域，具體的說是一種汽車前大燈LED板上的電容檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，汽車機械與電子技術(shù)的結(jié)合是國際汽車工業(yè)發(fā)展的潮流。相對于最原始的蠟燭燈，以及以后普遍使用的白熾燈，甚至近年來又出現(xiàn)的新型HID燈以及LED燈。無疑，擁有質(zhì)量好、品位高等獨特優(yōu)點的LED車燈，被稱之為“一生不需要更換燈泡的汽車燈具”是當(dāng)之無愧的。
[0003]眾所周知，LED芯片生產(chǎn)技術(shù)難度大，門檻高，養(yǎng)晶過程的溫度，濕度，供電，除塵要求十分嚴格，初期需要投入巨資建工廠。目前LED芯片的主要產(chǎn)地為我國臺灣，占有LED市場的47%，而在中國大陸的LED廠多為樹脂封裝加工，芯片需要大量進口，是成本高的一個主要原因；其二是國內(nèi)汽車行業(yè)的制造商及消費者對LED車燈的認識不夠，習(xí)慣于用LED車燈與傳統(tǒng)車燈進行成本比較，影響了 LED車燈產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的步伐，同時，也助長了一些作坊式加工企業(yè)以價低質(zhì)劣的產(chǎn)品混入LED車燈市場。做為車燈生產(chǎn)企業(yè)LED的使用到車燈上不僅提升產(chǎn)品的檔次，也提高產(chǎn)品的質(zhì)量。而LED基板上的電容在車燈生產(chǎn)過程中的缺失及開焊嚴重影響LED的使用，也對車輛行駛安全產(chǎn)生嚴重的影響。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種電容檢測儀，來檢測LED燈在點亮過程中電流感應(yīng)器輸出的電流，來確定無電容的電流的差別，放大器將信號放大和轉(zhuǎn)換成模擬量信號傳入PLC，再通PLC程序來給出最終的判斷，達到檢測的目的。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種汽車前大燈LED板上的電容檢測儀，包括車燈控制板，其特征在于:還包括電流采集裝置、單片機、繼電器、結(jié)果輸出裝置和外部電源，所述電流采集裝置和繼電器串聯(lián)在車燈控制板的電流回路上；電流采集裝置采集電流回路中的電流，傳送到單片機進行處理；繼電器用于單片機對電流回路的延時控制，用以協(xié)調(diào)電流采集和車燈控制板的供電的同步；單片機檢測后將結(jié)果輸出到結(jié)果輸出裝置；上述各部件通過邏輯電路與外部電源連接。
[0006]進一步的，上述所述電流采集裝置包括電流傳感器、運算放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、上電信號檢測電路；外部電源接通后上電信號檢測電路獲取到上電信號，通知單片機開始采樣并控制電流回路中的繼電器閉合，電流回路接通；電流傳感器將電流轉(zhuǎn)換為低壓電平信號，并通過運算放大器進行適當(dāng)放大處理，A/D轉(zhuǎn)換電路即可獲取到電平變化，進而表示出電流的變化曲線。
[0007]本實用新型的有益效果在于:能夠有效的檢測出LED燈的電容在生成過程中是否缺失或損壞，提供產(chǎn)品質(zhì)量，保障車輛行駛安全。
【附圖說明】
[0008]圖1為實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0009]圖2為A型車燈采樣電流曲線；
[0010]圖3為B型車燈采樣電流曲線；
[0011]圖4為本新型運行原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0013]如圖1，本實用新型原理是檢測車燈控制板上電瞬間的電流變化曲線，故在原來的車燈控制板供電回路上，串入電流采集電流和繼電器。
[0014]電流采集電路負責(zé)采集電流回路中的電流大小，包括電流傳感器、運算放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、上電信號檢測電路等，然后傳送給單片機處理；繼電器用于單片機對供電電流回路的延時控制，用以協(xié)調(diào)電流采集和車燈控制板的供電的同步，保證能準確采集到電流變化，它平時處于常開狀態(tài)。
[0015]外部12V電源接通，電流采集電路獲取到上電信號，通知單片機(MCU)開始采樣并控制電流回路中的繼電器閉合，電流回路接通。電流傳感器將電流轉(zhuǎn)換為低壓電平信號，并通過運算放大器進行適當(dāng)放大處理，單片機的A/D轉(zhuǎn)換電路即可獲取到電平變化，進而表示出電流的變化曲線。
[0016]電流回路接通瞬間，單片機A/D轉(zhuǎn)換電路進行超高頻率采樣，將各個采樣值存入內(nèi)部寄存器中，形成電流曲線，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的偏差范圍判斷電流曲線的波動幅度，并將檢測結(jié)果輸出給內(nèi)部指示燈和結(jié)果繼電器。如果電流曲線波動幅度在偏差范圍內(nèi)，則認為車燈控制板上有電容且工作正常，并點亮內(nèi)部OK指示燈同時將表示OK的結(jié)果繼電器閉合；如果電流曲線波動幅度查過設(shè)定偏差范圍，則認為車燈控制板上無電容或電容損壞，并點亮內(nèi)部NG指示燈同時將表示NG的結(jié)果繼電器閉合。至此，一次檢測完成。
[0017]檢測完成后，單片機將在2秒后將結(jié)果指示燈關(guān)閉并斷開結(jié)果繼電器，同時斷開電流回路中的繼電器，以備下次檢測。
[0018]電容檢測儀的硬件由一個24VDC的電源供電，經(jīng)過電源穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)壓到5V和3.3V，分別給各部分電路、單片機和繼電器供電。
[0019]電流傳感器選用Allegro公司的ACS712-5A，該芯片是一款基于霍爾效應(yīng)的線性電流傳感集成芯片。它具有5 μ S輸出響應(yīng)上升時間步輸入電流，和極度穩(wěn)定的輸出偏移電壓等顯著特性。沒有電流通過時，它的輸出電壓為2.5V，有電流時它將電流變化轉(zhuǎn)換為低壓電壓變化，然后送到運算放大電路。
[0020]運算放大電路通過一個LM358運算放大芯片構(gòu)成一個電壓比較放大器和電壓跟隨器。電壓比較器根據(jù)一個恒定的2.5V電壓和電流傳感器的輸出電壓進行對比放大，進過電壓跟隨器隔離送入單片機的A/D接口。
[0021]上電信號檢測電路檢測12VDC電源上電電壓，通過光電耦合器獲取后告訴單片機。上電信號檢測電路設(shè)計了 2個通道，可以檢測兩種不同類型的電流曲線。
[0022]單片機選用NXP半導(dǎo)體公司的LPC1752，該芯片采用的是32位ARMCortex_M3內(nèi)核，運行頻率高達100MHz，12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的轉(zhuǎn)換速率高達1MHz，GP1和通訊接口豐富。選用此高速率的的單片機能保證上電瞬間的快速采樣。
[0023]單片機程序采用RTX Kernel操作系統(tǒng)，并采用多任務(wù)處理機制，以保證高速采樣速率和數(shù)據(jù)處理。程序開啟了單片機的開門狗復(fù)位系統(tǒng)，保證設(shè)備工作正常。
[0024]如圖4，程序同時開啟5個任務(wù)，各任務(wù)之間通過操作系統(tǒng)郵箱機制傳遞消息。檢測到車燈控制板上電信號后通知ADC采樣任務(wù)開始采樣，并控制電流回路中的繼電器閉合。ADC采樣完成后將數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存寄存器中，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的偏差值進行結(jié)果判斷，得出結(jié)果控制結(jié)果繼電器閉合后并通知延時任務(wù)，延時任務(wù)延時2秒后控制結(jié)果繼電器和回路繼電器斷開。程序?qū)Y(jié)果的判定是根據(jù)預(yù)設(shè)的偏差值來判斷電流曲線的波動幅度，這里的電流曲線即指單片機通過ADC轉(zhuǎn)換得到的采樣數(shù)據(jù)，并非實際電流大小。預(yù)設(shè)的偏差值是對車燈控制板存在電容和不存在電容兩種情況下進行不低于500次測試后得出的經(jīng)驗值。
[0025]針對A型車燈控制板(黃色PCB板，高配)的采樣電流曲線如圖2
[0026]其中深藍色為有電容的采樣曲線，紫紅色為無電容的采樣曲線。從兩條采樣曲線可以看出，有電容的在中部下拉段下拉幅度較小，無電容的在中部下拉段下拉幅度大。程序首先計算末端穩(wěn)定電流的30個采樣點的平均值，然后通過預(yù)設(shè)的值向前查找到正偏差過大的曲線下拉段，再與下拉段采樣數(shù)據(jù)進行比較，負偏差超過設(shè)定偏差值且超過設(shè)定負偏差次數(shù)，則認為是無電容或電容損壞的NG產(chǎn)品，否則為有電容正常的OK產(chǎn)品。
[0027]針對B型車燈控制板(紅色PCB板，低配)的采樣電流曲線如圖3。
[0028]其中深藍色為有電容的采樣曲線，紫紅色為無電容的采樣曲線。從兩條采樣曲線可以看出，有電容的在中部波動段上下波動次數(shù)小且呈上升趨勢，與末端穩(wěn)定電流相比基本無正偏差；無電容的在中部波動段波動次數(shù)多，與末端穩(wěn)定電流相比存在正偏差。程序首先計算末端穩(wěn)定電流的30個采樣點平均值，然后通過預(yù)設(shè)的值向前查找到負偏差過大的曲線波動段，再與波動段采樣數(shù)據(jù)進行逐個比較，正偏差超過設(shè)定值且超過設(shè)定次數(shù)時，則認為是無電容或電容損壞的NG產(chǎn)品，否則為有電容且正常的OK產(chǎn)品。
[0029]本新型使用24VDC供電，實際供電電壓在9-30VDC均能正常工作。
[0030]供電、電流及輸入輸出接線均設(shè)計在一個DB25接口(25針D型插拔接口)上，使用方便，接線時請注意供電線和電流線的正負。
[0031]電容檢測儀有4個指示燈:
[0032]POWER一一指示設(shè)備供電與工作狀態(tài)。正常時閃爍；供電錯誤或設(shè)備死機、損壞時滅。
[0033]TEST一一指示設(shè)備是否正在檢測電流。點亮表示正在檢測，電流回路處于接通狀
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[0034]OK 指不檢測結(jié)果為OK。
[0035]NG 指不檢測結(jié)果為NG。
[0036]指示燈(0Κ或NG)將在點亮2秒后自動熄滅，以備下次檢測指示。
[0037]技術(shù)指標:
[0038]電流回路控制延時時間:< 30ms
[0039]檢測結(jié)果等待時間:< 20ms
[0040]檢測結(jié)果顯示時間:2s
[0041]檢測間隔時間:> 2s。
【主權(quán)項】
1.一種汽車前大燈LED板上的電容檢測儀，包括車燈控制板，其特征在于:還包括電流采集裝置、單片機、繼電器、結(jié)果輸出裝置和外部電源，所述電流采集裝置和繼電器串聯(lián)在車燈控制板的電流回路上；電流采集裝置采集電流回路中的電流，傳送到單片機進行處理；繼電器用于單片機對電流回路的延時控制，用以協(xié)調(diào)電流采集和車燈控制板的供電的同步；單片機檢測后將結(jié)果輸出到結(jié)果輸出裝置；上述各部件通過邏輯電路與外部電源連接。2.如權(quán)利要求1所述一種汽車前大燈LED板上的電容檢測儀，其特征在于:所述電流采集裝置包括電流傳感器、運算放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、上電信號檢測電路；外部電源接通后上電信號檢測電路獲取到上電信號，通知單片機開始采樣并控制電流回路中的繼電器閉合，電流回路接通；電流傳感器將電流轉(zhuǎn)換為低壓電平信號，并通過運算放大器進行適當(dāng)放大處理，A/D轉(zhuǎn)換電路即可獲取到電平變化，進而表示出電流的變化曲線。
【專利摘要】本實用新型涉及汽車大燈制造領(lǐng)域，具體的說是一種汽車前大燈LED板上的電容檢測儀，包括車燈控制板，其特征在于：還包括電流采集裝置、單片機、繼電器、結(jié)果輸出裝置和外部電源，所述電流采集裝置和繼電器串聯(lián)在車燈控制板的電流回路上；電流采集裝置采集電流回路中的電流，傳送到單片機進行處理；繼電器用于單片機對電流回路的延時控制，用以協(xié)調(diào)電流采集和車燈控制板的供電的同步；單片機檢測后將結(jié)果輸出到結(jié)果輸出裝置；上述各部件通過邏輯電路與外部電源連接。本實用新型能夠有效的檢測出LED燈的電容在生成過程中是否缺失或損壞，提供產(chǎn)品質(zhì)量，保障車輛行駛安全。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號】CN204807621
【申請?zhí)枴緾N201520339498
【發(fā)明人】王建江
【申請人】北京三立車燈有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月25日