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一粒金砂(中级)

基于24位高精度ADC的胎压计方案 [复制链接]

一、胎压计的开发背景

气压是轮胎的命门,过高和过低都会缩短它的使用寿命。气压过低,会使轮胎接地面积增大加速胎肩磨损。气压过高,会使轮胎帘线受到过度的伸张变形,胎体弹性下降,使汽车在行驶中受到的负荷增大,如遇冲击会产生内裂和爆破,同时气压过高还会加速胎冠磨损,并使耐轧性能下降。一个精准的胎压计,时刻准确的监测胎压,更大限度的保证驾驶安全在上高速之前最好检测下

 

二、技术参数

1.测量范围:(1-18)Bar

2.显示方式:4位数字动态显示

3.供电电源:3V(1.5V AAA电池2节)

4.工作环境温度:(-20-50)

5.工作环境湿度:<=80%RH

6.接口:304不锈钢M14*1.5(外螺纹),特殊材料及螺纹按要求定制

 

三、液晶显示界面

1.电池电量状态

2.压力值

3.压力单位

 

四、硬件原理图

01.png

硬件设计方案采用SDI5229作为主控,选用该芯片原因有以下特点:

1.芯片提供LDO输出,通过内部LDO输出电压给传感器供电,从而在低功耗模式的情况下,减少功耗的产生。提供LCD液晶驱动外设单元,不需要外接液晶驱动芯片就能控制液晶显示器。

2.在设计硬件电路的时候,测量胎压的传感器与测量温度的传感器均采用24位高精度差分ADC。测量精度远比单端方式高。

3.在采集气压时,在传感器上接有RC共模抑制和差模抑制,达到滤波效果,使ADC的读数更加稳定。在硬件电路上传感器的电源端接有一颗二极管,温度的变化使二极管PN结压降的不同。实现温度自补偿效果。

 

五、软件流程图

02.png

 

六、特点

1.主控优势

在进口芯片持续大范围缺货的情况下,本方案采用一款国产的SOC芯片——SDI5229TS作为主控制器MCU,该主控片内集成24位高精度ADC,在传感器测量方面有足够高的优势。当进入休眠模式时,该MCU主控仅1uA的电流。同时,该MCU内部集成液晶驱动模块,驱动液晶不再需要外围液晶驱动芯片。

2.性能优势

在测量胎压方面速度足够快,测量精度在1kpa的气压,测量范围1-700kpa,内有NTC实时获取外界环境温度,并对差分传感器进行温度补偿,使测量误差大大缩小,经过无数次测试,测量误差远远优于市面上其他厂商的误差率。

3.低功耗

程序采用10s内若无胎压变化,将关闭LED背光以达到节能,当气压低于5kpa时,20s后自动进入休眠模式,当进入休眠模式时电流仅有1到2个uA,大大延长了电池的使用时间。

4.液晶显示

实时显示当前气压以及电池电量,在气压显示时有四种单位可选,通过按键选择需要的单位模式显示。关机后,下次开机自动定位到上一次的单位模式。相比传统机械指针显示更加准确清晰明了。

5.串口校准

通过较为简洁可靠的方式对胎压进行标定,在标定时同时也采取了验证方式,验证标定的数据可靠性,防止串口发送错误信息。串口标定同时也支持四种单位的标定。

6.成本低

由于采用国产且高度集成的MCU,所以成本可以降到最低,不需要一些外围器件,MCU内部集成了液晶驱动,24ADC,8位ADC,低频唤醒等硬件外设,现做的胎压计样品板子上仅有电阻电容MCU以及传感器。

 

七、使用说明

开关机说明:

电池安装后自动开机,或按下“ON”按键也能开机。在开机状态下按下“ON按键即可关机”。

注:即使在关机状态下,只要有气压也能进行低频唤醒开机测得气压,在开机状态下即使没有按下“ON”按键关机,只要气压小于5Kpa,定时20s也能自动进入关机。

单位切换说明:

按下“UNITS”按键即可切换单位,共四种单位显示,分别是Kpa、Bar、PSI、Kgf/cm2

胎压计样品如下图一、图二所示。

图一为轮胎的气嘴连接口,当接入轮胎后,气压会进入胎压测量计。

图二为胎压计主体部分。 

03.jpg

                        图一 轮胎连接口

 


04.jpg                               图二 胎压计样品图

 

八、总结

本胎压计方案测量精度高,可靠性好,操作简单,量程大,功耗低,成本低廉等特点。其实,充气泵方案的原理也是类似的,本胎压计方案同样对充气泵方案也有很大的参考价值。

此帖出自汽车电子论坛

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版主

那个汽车在线胎压计,也是这个原理吗?这个产品应用前景怎么样?


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纯净的硅(中级)

24位的精度确实很高,这是MCU内置的ADC? 有这么高的位数?


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纯净的硅(初级)

实际需要10为精度都高了,精度确实很高,能做动态分析用了,例如漏气评估/预估分析。

个人签名چوآن شـين

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