一种具有程控接口的自适应多挡位无人机机载电流测量器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电流测量领域，涉及一种具有程控接口自适应调整挡位的无人机机载电流测量器。
【背景技术】
[0002]目前，公知的电流测量设备是通过人工操作，将电流测量装置串入测量电路中，并根据需求，人工切换测量挡位进行测量。因须人工操作，体积较大，精度较差，无法在无人机有限空间内实现无人值守及远程环境下的电流监控。已公知的专利(专利申请号201120541372)则以电流测量为主，其输出为模拟量并且不具有程控接口，因此无法与机载设备进行通信，同时无法响应机载设备的程控指令，不能适用于无人机机机载使用要求。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题是:为了克服现有的电流测量器不能根据测量对象的实际值自动调整测量范围，体积较大，以及电气接口与无人机机载环境不匹配问题，设计一种具有程控接口自适应调整挡位的无人机机载电流测量器。
[0004]本发明的技术方案是:设计一种具有程控接口自适应调整挡位的无人机机载电流测量器，包括指令接收模块、指令译码信号采集模块、电源开关驱动模块、电源开关模块、1-V信号转换模块和数据发送模块；外部控制设备发送程控或者手控的控制指令到指令接收模块，经指令接收模块转换电平后传入指令译码信号采集模块；外界负载电源发出的电流信号经I一V信号转换模块转换为电压信号后，传入指令译码信号采集模块，经指令译码信号采集模块采集换算为电流值后，和初始阈值进行比较；当经换算的电流值超出初始阈值时，指令译码信号采集模块自动输出关控制信号，至电源开关驱动模块，经电源开关驱动模块放大信号后传入电源开关模块，电源开关模块执行关操作，保护外部待检测设备；当换算的电流值未超出初始阈值时，指令译码信号采集模块输出开控制信号至电源开关驱动模块，经电源开关驱动模块放大信号后传入电源开关模块，电源开关模块执行开操作，将电流信号最终传入外部待检测设备；同时指令译码信号采集模块所测电流值和工作状态数据回传给数据发送模块，经数据发送模块转换电平后发送给外部设备。
[0005]本发明的进一步技术方案是:在手控模式下，当需要获得不同精度的电流值时，夕卜部控制设备发送切换不同挡位的指令信号，指令接收模块，经指令接收模块转换电平后传入指令译码信号采集模块进行挡位切换，将获得的不同精度电流值回传给数据发送模块，经数据发送模块转换电平后发送给外部设备。
[0006]本发明的进一步技术方案是:所述指令接收模块为MAX3232芯片中的RS232信号接收器(2)，数据发送模块为MAX3232芯片中的RS232信号发送器(8)，指令译码信号采集模块为单片机(3)，电源开关驱动模块为继电器驱动电路(9)，电源开关模块为继电器
(10)； 1-V转换模块包括三个挡位1-V转换电路，且三个挡位1-V信号转换模块均由电流检测放大器(NI)、电阻、电容(Cl)和电容(C2)组成；I挡位1-V转换电路中的电阻为Rl，II挡位1-V转换电路中的电阻为R2，III挡位1-V转换电路中的电阻为R3，且电阻Rl、电阻R2、电阻R3三者相互串联；电流检测放大器(NI)与本挡位电路的电阻并联，电流检测放大器(NI)对地并联有电容(Cl)、电容(C2)，且若干挡位1-V转换电路中的电流检测放大器(NI)的输出端分别与单片机(3)上ADO?AD3的数据采集端口相连接；MAX3232芯片中的RS232信号接收器(2)的输出管脚与单片机(3)上的URXDO端口相连接；MAX3232芯片中的RS232信号发送器⑶的输入管脚与单片机⑶上的UTXDO端口相连接；继电器驱动电路由运算放大器(N2)、电阻(R4)、电阻(R5)、电阻(R6)、电阻(R7)、电容(C3)、三极管(Dl)、二极管(D2)组成；电阻(R4) —段与单片机(3)上的Pl.0连接，另一端与运算放大器(N2)的同相输入端+连接，并在之间连接并联电阻(R5)和电容(Cl)，电阻(R5)和电容(Cl)的另一端均接地；电阻(R6) —端接地，另一端接运算放大器(N2)的反相输入端-连接；电阻(R7) —端接本设备供电端口 Vcc，另一端与电阻(R6) —样接运算放大器(N2)的的反相输入端；运算放大器(N2)的电源正极输入Vs+接本设备供电端口 Vcc，电源负极输入Vs-接地；运算放大器(N2)的输出端接三极管(Dl)的基极b ;三极管的集电极c接设备供电端口 Vcc ;三极管的射级e连接电源开关模块的控制输入端，同时连接二极管(D2)的负极；二极管的正极接地；继电器(10)的控制输出端接地，常开触点与外部待检测电流的设备连接，动触点与III挡位1-V转换电路中电阻R3的输出端连接。
[0007]本发明的进一步技术方案是:指令译码采集模块所输出的自身工作状态相关数据为工作方式，采集的挡位，采集的电流值以及对电源开关驱动模块执行“开”或者“关”的操作控制信号。
[0008]本发明的进一步技术方案是:所述单片机为430系列单片机。
[0009]发明效果
[0010]本发明的技术效果在于:本发明采用了以单片机为核心的最小应用系统，简化了电路缩小了体积，改进了控制器的电气接口，实现了通过手控或者程控方式对电流多挡位测量，也可通过手控或者程控方式对所测量电路的进行开/关控制。本发明克服了现有电流测量设备人工操控、外型笨重及电气接口不满足无人机机载实用的不足，取得了无需人工操作由遥控指令对所测量电路的远程控制与检测效果。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的整体结构示意图
[0012]图2为本发明中的I挡I一V信号转换电路的结构示意图
[0013]图3为本发明中的II挡挡I一V信号转换电路的结构示意图
[0014]图4为本发明中的III挡I一V信号转换电路的结构示意图
[0015]图5为本发明中继电器驱动电路的结构图
[0016]I 一控制指令发送设备，2 — RS232信号接收器，3 — MSP430F149单片机，4 一负载电源输入，5 — I挡1-V信号转换电路，6 — II挡1-V信号转换电路，7 — III挡1-V信号转换电路，8-RS232信号发送器，9 一继电器驱动电路，10 —继电器。
[0017]图2—图4中:R1 —电阻，NI —电流检测放大器，Cl —电容，C2 —电容。
[0018]图5中:R4 —电阻，R5 —电阻，R6 —电阻，R7 —电阻，N2 —运算放大器，C3 —电容，Dl —三极管，D2 —二极管。
[0019]其中在MSP430F149单片机中:ADO — I挡1-V信号转换电路的信号采集端口 ；ADl -1I挡1-V信号转换电路的信号采集端口 ；AD2 — III挡1-V信号转换电路的信号采集端口。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施实例，对本发明技术方案进一步说明。
[0021]1.参见图1一图5，一种具有程控接口自适应调整挡位的无人机机载电流测量器，包括RS232信号接收器2，MSP430F149单片机3，外部负载电源4，I挡1-V信号转换电路5，II挡1