專利名稱：一種礦燈充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種礦燈充電裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及礦燈充電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種礦燈充電裝置。
背景技術(shù)：
[0002]礦燈是礦工作業(yè)的必備，礦燈的正常運(yùn)作是礦工的人生安全最起碼的保障，因此， 礦燈的充電狀態(tài)尤為重要，實(shí)際礦燈充電過程中很少有礦工及時(shí)了解礦燈的充電狀態(tài)，充 電狀態(tài)包括未充電、正在充電、充滿和故障，故障是在充電過程中出現(xiàn)充電接口突然松動(dòng)等 原因?qū)е碌慕佑|不良或者電池受損等情況時(shí)，導(dǎo)致充電很久也無法充滿，其會(huì)導(dǎo)致礦工在 常規(guī)充電時(shí)間達(dá)到后需要用燈時(shí)不能及時(shí)用燈，還可能為安全帶來隱患。[0003]為保證礦燈工作的可靠性，使用到一定程度應(yīng)及時(shí)更換，對(duì)于礦燈的更換，目前的 辦法是一定程度統(tǒng)一更換，但是由于礦燈的使用頻率不盡相同，有的差異很大，定期統(tǒng)一更 換存在一定程度的浪費(fèi)。發(fā)明內(nèi)容[0004]為彌補(bǔ)上述缺陷，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提出一種礦燈充電裝置，采集 充電位上礦燈充電狀態(tài)，并將充電狀態(tài)以圖形的方式顯示在每個(gè)充電位的顯示屏上，便于 及時(shí)了解充電情況；另外，得知礦燈的充電情況，可以及時(shí)更換達(dá)到充電次數(shù)的礦燈，及時(shí) 排除異常充電情況；當(dāng)非正常充電情況時(shí)，即充電故障時(shí)，可自動(dòng)報(bào)警，排除安全隱患。[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。[0006]一種礦燈充電裝置，其特征在于，包括具有充電架控制器的充電架和多個(gè)充電位， 每個(gè)充電位包括充電位控制器及與充電位控制器連接的充電座，充電座用于給礦燈充電； 所述充電位控制器包括單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有充電狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述充電狀態(tài)檢測(cè) 模塊用于檢測(cè)充電位充電狀態(tài)信息；所述單片機(jī)連接有通信模塊，所述通信模塊用于將充 電位信息上傳給充電位所在充電架上的充電架控制器。[0007]上述技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于[0008](I)還包括與所述充電位連接的充電位顯示模塊,所述充電位顯示模塊用于顯示 充電位信息。[0009]( 2 )還包括與所述充電架連接的充電架顯示模塊，所述充電架顯示模塊用于顯示 充電架信息。[0010](3)所述單片機(jī)連接有環(huán)境亮度采集模塊，所述環(huán)境亮度采集模塊包括光敏電阻。[0011](4)所述單片機(jī)連接有紅外設(shè)置模塊，所述紅外設(shè)置模塊包括紅外信號(hào)接收器和 用于紅外設(shè)置的紅外信號(hào)遙控器。[0012](5)所述單片機(jī)連接有字庫模塊，所述字庫模塊是將字符編碼轉(zhuǎn)換為圖形編碼。[0013]本實(shí)用新型礦燈充電裝置中充電位連接有充電位控制器，多個(gè)充電位并聯(lián)在一 個(gè)充電架上，充電架上連接有充電架控制器，充電位與充電架之間使用MAX485芯片，通過 MS485協(xié)議進(jìn)行充電位與充電架之間的通信，采集各充電位的充電狀態(tài)信息，并分析得到充電分析信息，充電位設(shè)有顯示充電狀態(tài)及分析信息的充電位顯示屏，不僅可以及時(shí)了解礦 燈的充電情況，而且達(dá)到更換次數(shù)的礦燈能夠得到及時(shí)更換。


[0014]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例礦燈充電裝置示意圖；[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例礦燈充電裝置中充電位電路原理示意圖；[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例礦燈充電裝置字庫芯片接線示意圖；[0018]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例礦燈充電檢測(cè)電路示意圖；[0019]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例充電位充電信息處理流程圖。
具體實(shí)施方式
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例單片機(jī)選取STC12C5A60S2單片機(jī)，下稱單片機(jī)；顯示屏選取 KS0108控制器的12864LCD顯示屏。[0021]參考附圖1，本實(shí)用新型礦燈充電裝置包括具有充電架控制器的充電架和多個(gè)充 電位，每個(gè)充電位包括充電位控制器，充電架與充電位之間通過RS485協(xié)議進(jìn)行通信，信息 采集均為輪詢方式。充電架連接有充電架顯示屏，用于顯示充電架信息，充電架信息為該 充電架上所有充電位信息；充電位連接有充電位顯示屏，用于顯示充電位信息。[0022]結(jié)合附圖2，充電位包括充電位控制器，充電位控制器包括單片機(jī)，單片機(jī)的第一 串口 UART連接有通信模塊，即接口芯片MAX485，第一串口 UART包括第一串口數(shù)據(jù)接收端 P3. 0/RxD和第一串口數(shù)據(jù)發(fā)送端P3. 1/TxD。充電位控制器通過RS485協(xié)議與充電架控制 器進(jìn)行通信。充電位控制器可將采集到的充電狀態(tài)信息進(jìn)行分析，得到充電分析信息，充 電狀態(tài)信息和充電分析信息構(gòu)成充電位信息，充電位控制器將充電位信息上傳給充電架控 制器，充電架控制器對(duì)充電架上所有充電位信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到充電架信息。充電狀態(tài)信息 包括未充電、正在充電、充滿或故障。充電分析信息包括礦工出勤信息和礦燈使用記錄信 息，所述礦工出勤信息包括當(dāng)充電位為空載時(shí)，該充電位對(duì)應(yīng)的礦工出勤；當(dāng)充電位為正 在充電、充滿或故障時(shí)，該充電位礦工下班；所述礦燈使用記錄信息包括礦燈使用時(shí)限和礦 燈充電次數(shù)。充電狀態(tài)信息和充電分析信息構(gòu)成的充電位信息通過充電位顯示屏顯示。充 電架信息包括充電架上所有充電位的充電狀態(tài)信息和充電分析信息，充電架信息通過充電 架顯示屏顯示，充電架顯示屏還顯示充電架架號(hào)。[0023]MAX485的I端口 /RO與單片機(jī)的P3. Ο/RxD連接，MAX485的4端口 /DI與單片機(jī) 的P3. 1/TxD連接；MAX485的2端口 //RE和3端口 /DE分別為接收和發(fā)送的使能端，MAX485 的2端口 //RE和3端口 /DE同時(shí)連接到單片機(jī)的P3. 5 口。當(dāng)2端口 //RE為邏輯O時(shí)， MAX485處于接收狀態(tài)；當(dāng)3端口 /DE為邏輯I時(shí)，MAX485處于發(fā)送狀態(tài)，由于MAX485工作 在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可。MAX485的A/6接收端 口與充電架的發(fā)送端口連接，B/7發(fā)送端口與充電架的接收端連接，MAX485的A/6端口和 B/7端口分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A/6引腳的電平高于B/7時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù) 為I ;當(dāng)A/6的電平低于B/7端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為O。[0024]單片機(jī)的PO. 0-P0. 7 口接充電位顯示屏數(shù)據(jù)信號(hào)線接口，單片機(jī)的P2. 0-P2. 4 口接充電位顯示屏控制信號(hào)線接口。單片機(jī)的輸入口 P3. 3/INT0連接紅外信號(hào)接收器HS0038 芯片的SGN接口，紅外信號(hào)接收器和紅外遙控器構(gòu)成紅外設(shè)置模塊，通過紅外遙控器進(jìn)行 紅外設(shè)置，可以設(shè)置充電位控制器存儲(chǔ)的信息，其設(shè)置內(nèi)容可通過充電位顯示屏顯示，也可 以設(shè)置充電架控制器存儲(chǔ)的信息，其設(shè)置內(nèi)容可通過充電架顯示屏顯示。[0025]單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳接典型晶振電路，晶振電路中C2正極接單片機(jī)的 XTAL2引腳，C3正極接單片機(jī)的XTALl引腳，X晶振兩端并聯(lián)在C2正極和C3正極上；當(dāng) 直接使用外部時(shí)鐘源時(shí)，XTALl引腳晶振是外部時(shí)鐘源的輸入端，XTAL2引腳可浮空，此時(shí)， XTAL2實(shí)際是將XTALl輸入的時(shí)鐘進(jìn)行輸出。[0026]單片機(jī)的P4. 7/RST引腳接復(fù)位電路，P4. 7/RST引腳連接在Cl負(fù)極和Rl之間。單 片機(jī)的P3. 7/RD 口連接有用于打開或關(guān)閉紅外設(shè)置的按鈕開關(guān)。[0027]單片機(jī)還連接有發(fā)光電路，單片機(jī)的Pl. 2 口依次串聯(lián)發(fā)光二極管Dl和第二電阻 R2，單片機(jī)的Pl. 4 口依次串聯(lián)發(fā)光二極管D2和第三電阻R3，第二電阻R2與第三電阻R3均 連接到電源VCC上，該發(fā)光電路中的發(fā)光二極管Dl和D2可以發(fā)出不同顏色的光，Dl紅光 亮則表示在充電，D2綠燈亮則表示電充滿。[0028]單片機(jī)的Pl.1 口連接光控開關(guān)電路，光控開關(guān)電路包括依次串聯(lián)的電阻R4和光 敏電阻，光敏電阻另一端接地，單片機(jī)的Pl.1 口連接至電阻R4與光敏電阻之間，光敏電阻 通過感應(yīng)外部環(huán)境光線亮度變化,來判斷充電位面板是否被打開。充電位的箱體內(nèi)部裝有 一盞LED照明燈，當(dāng)外部環(huán)境光線亮?xí)r，表示充電位面板被打開，光敏電阻的阻值很小，電 源電壓VCC經(jīng)整流后的直流電壓，在R4和光敏電阻上分壓很小，LED照明燈亮；當(dāng)外部環(huán)境 光線暗時(shí)，表示充電位面板被關(guān)閉，光敏電阻的阻值很大，R4和光敏電阻分壓很大，LED照 明燈滅，其中，判斷光線明暗的閾值可通過紅外遙控器進(jìn)行設(shè)置。[0029]參考附圖3，由于KS0108控制器的12864IXD顯示屏未內(nèi)置字庫芯片，單片機(jī)通過 SPI協(xié)議外接GT21H16S2Y字庫芯片將漢字字符編碼轉(zhuǎn)換為顯示所需的圖形編碼，可以將充 電位的充電狀態(tài)以圖形的形式顯示在充電位顯示屏上。[0030]字庫芯片的片選輸入端CS#連接至單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)I/O 口 Pl. 3 ;字庫芯片的串行數(shù) 據(jù)輸出端SO連接至單片機(jī)串行接口的標(biāo)準(zhǔn)I/O 口 Pl. 6，該信號(hào)用來把數(shù)據(jù)從芯片串行輸 出；字庫芯片的CP+端連接到電容C4的正極；字庫芯片的HOLD#端通過連接電阻R4與電 源VCC連接，該信號(hào)用于片選信號(hào)有效期間暫停數(shù)據(jù)傳輸，在總線掛起期間，串行數(shù)據(jù)輸出 信號(hào)處于高組態(tài)，芯片不對(duì)串行數(shù)據(jù)輸入信號(hào)和串行時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)；字庫芯片的SCLK 端接線至單片機(jī)的同步串行接口的時(shí)鐘信號(hào)端Pl. 7;字庫芯片的SI端口與單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn) I/O 口 Pl. 5連接。漢字編碼信號(hào)由單片機(jī)Pl. 5 口進(jìn)入字庫芯片的SI端，通過字庫芯片轉(zhuǎn) 換，最后由SO 口輸出圖形編碼給單片機(jī)Pl. 6 口。[0031]參考附圖4，單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)I/O 口 Pl. O連接有充電檢測(cè)電路，該充電檢測(cè)電路基本 原理是在充電回路中串聯(lián)一個(gè)檢流電阻R7，采集通過檢流電阻R7的電流來判斷充電狀態(tài) 當(dāng)電流為零時(shí)，表示未充電；當(dāng)電流穩(wěn)定到一定值600-800mA時(shí),表示正在充電；當(dāng)電流減 小到一定值50mA時(shí)，表示已充滿；當(dāng)正在充電維持一定時(shí)間(一定時(shí)間可以設(shè)置，這里設(shè)置 為12小時(shí)),仍未充滿,表不故障。[0032]另一方面，較小的電阻會(huì)導(dǎo)致分辨率較低，不利于單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換采集，因此，檢 流電阻R7兩端并聯(lián)連接至MAX472芯片的RGl端口和RG2端口，該MAX472芯片為高精度電流檢測(cè)放大器，可將電流放大至合適的范圍后，由MAX472芯片的OUT 口連接至單片機(jī)的 Pl. O進(jìn)行采集。在祖乂472芯片的0爪端口與單片機(jī)的？1.0 口接有與地相接的電阻R6，目的是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。RGl端口外接到電源的輸入端VIN，在檢流電阻R7與RGl 之間串聯(lián)電阻R5，在檢流電阻R7與RG2之間串聯(lián)電阻R8，檢流電阻R7與電阻R8接線端還接有礦燈電池的正極，圖中的F為保險(xiǎn)。[0033]參考附圖5，充電位充電信息處理流程具體如下[0034]SlOl :在IXD充電位顯示屏顯示充電位信息；[0035]充電位信息包括充電狀態(tài)信息和充電分析信息，[0036]充電狀態(tài)信息包括未充電、正在充電、充滿或故障。[0037]充電分析信息包括礦工出勤信息和礦燈使用記錄信息，[0038]所述礦工出勤信息包括當(dāng)充電位為空載時(shí)，該充電位對(duì)應(yīng)的礦工出勤；當(dāng)充電位為正在充電、充滿或故障時(shí)，該充電位礦工下班；[0039]所述礦燈使用記錄信息包括礦燈使用時(shí)限和礦燈充電次數(shù)。[0040]S102 :采集充電電路電流大小；[0041]采集通過檢流電阻R7的電流來判斷充電狀態(tài)當(dāng)電流為零時(shí)，表示未充電；當(dāng)電流穩(wěn)定到一定值600-800mA時(shí)，表示正在充電；當(dāng)電流減小到一定值50mA時(shí)，表示充滿；當(dāng)正在充電維持12小時(shí)，仍未充滿，表故障。[0042]S103 :充電狀態(tài)發(fā)生變化了嗎？如果發(fā)生變化，則進(jìn)入步驟S104;如果沒有發(fā)生變化，進(jìn)入步驟S105 ；[0043]S104 :刷新充電位顯示屏；[0044]S105 :采集光敏電阻端電壓并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；·[0045]當(dāng)外部環(huán)境光線亮?xí)r，表示充電位面板被打開，光敏電阻的阻值很小，電源電壓 VCC經(jīng)整流后的直流電壓，在R4和光敏電阻上分壓很小，LED照明燈亮；當(dāng)外部環(huán)境光線暗時(shí)，表示充電位面板被關(guān)閉，光敏電阻的阻值很大，R4和光敏電阻分壓很大，LED照明燈滅。[0046]S106 :端電壓大于閾值嗎？如果大于，進(jìn)入步驟S107 ;如果不大于，進(jìn)入步驟 S108 ；[0047]S107 :充電位LED燈亮；[0048]S108 :充電位LED燈滅；[0049]S109 :收到充電架控制器命令了嗎？如果收到，進(jìn)入步驟SllO ;如果沒有收到，進(jìn)入步驟Slll ;[0050]SllO :更新礦工基本信息嗎？如果更新，進(jìn)入步驟S112 ;否則，進(jìn)入步驟Slll ；[0051]礦工與礦燈綁定，充電架上所有充電位控制器還記載礦工基本信息，礦工基本信息包括礦工姓名、部門及該礦工的礦燈所在充電位，該礦工基本信息也可通過充電位顯示屏進(jìn)行顯示。[0052]Slll :收到請(qǐng)求充電位信息命令嗎？如果收到，進(jìn)入步驟S113 ;否則，進(jìn)入步驟 S114 ；[0053]SI 12 :接收存儲(chǔ)礦工基本信息并刷新充電位顯示屏，并進(jìn)入步驟SI 14 ；[0054]SI 13 :發(fā)送地址碼和充電位信息，并進(jìn)入步驟SI 14 ；[0055]S114 :紅外設(shè)置按鈕按下了嗎？如果按下，進(jìn)入步驟S115 ;否則，轉(zhuǎn)入步驟S102 ；[0056]SI 15:選擇菜單項(xiàng)；[0057]S116 :地址碼設(shè)置嗎？如果是，進(jìn)入步驟S117 ;否則，進(jìn)入步驟S118 ；[0058]SI 17 :進(jìn)行地址設(shè)置，然后進(jìn)入步驟S122 ;[0059]S118 :光敏亮度閾值設(shè)置嗎？如果是，進(jìn)入步驟S119 ;否則，進(jìn)入步驟S120 ；[0060]光敏電阻端電壓隨光線明暗變化的光敏亮度閾值可通過紅外遙控器進(jìn)行設(shè)置。[0061]SI 19 :設(shè)置光敏亮度閾值，然后轉(zhuǎn)入步驟S122 ；[0062]S120 :調(diào)試功能打開了嗎？如果打開，如果打開，進(jìn)入步驟S121，否則，轉(zhuǎn)入步驟 S102 ；[0063]S121 :顯示屏顯示充電電流和光敏電阻端電壓；[0064]S122 :退出紅外設(shè)置功能，并轉(zhuǎn)入步驟S102。[0065]充電位控制器對(duì)礦燈充電狀態(tài)進(jìn)行采集，并分析得到充電分析信息，充電架控制 器匯總該充電架上所有充電位充電分析信息，進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)礦燈出勤次數(shù)可以得到該充電 架上所有礦燈的礦工出勤信息，也可以得到該充電架上所有礦工的礦燈使用記錄信息，可 以減輕管理人員的工作量，更重要的是能進(jìn)行礦燈超時(shí)自動(dòng)報(bào)警提示，為煤礦的安全生產(chǎn) 提供可靠保障。[0066]本實(shí)用新型還有多種實(shí)施方式，但凡在本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，所作的 任何改變、等同替換、改進(jìn)，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種礦燈充電裝置，其特征在于，包括具有充電架控制器的充電架和多個(gè)充電位，每個(gè)充電位包括充電位控制器及與充電位控制器連接的充電座，充電座用于給礦燈充電；所述充電位控制器包括單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有充電狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述充電狀態(tài)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)充電位充電狀態(tài)信息；所述單片機(jī)連接有通信模塊，所述通信模塊用于將充電位信息上傳給充電位所在充電架上的充電架控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的礦燈充電裝置，其特征在于，還包括與所述充電位連接的充電位顯示模塊，所述充電位顯示模塊用于顯示充電位信息。
3.如權(quán)利要求1所述的礦燈充電裝置，其特征在于，還包括與所述充電架連接的充電架顯示模塊，所述充電架顯示模塊用于顯示充電架信息。
4.如權(quán)利要求1所述的礦燈充電裝置，其特征在于，所述單片機(jī)連接有環(huán)境亮度采集模塊，所述環(huán)境亮度采集模塊包括光敏電阻。
5.如權(quán)利要求1所述的礦燈充電裝置，其特征在于，所述單片機(jī)連接有紅外設(shè)置模塊，所述紅外設(shè)置模塊包括紅外信號(hào)接收器和用于紅外設(shè)置的紅外信號(hào)遙控器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及礦燈充電技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種礦燈充電裝置。該裝置包括具有充電架控制器的充電架和多個(gè)充電位，每個(gè)充電位包括充電位控制器及與充電位控制器連接的充電座，充電座用于給礦燈充電；所述充電位控制器包括單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有充電狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述充電狀態(tài)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)充電位充電狀態(tài)信息；所述單片機(jī)連接有通信模塊，所述通信模塊用于將充電位信息上傳給充電位所在充電架上的充電架控制器。可以及時(shí)了解礦燈充電情況，且對(duì)達(dá)到充電次數(shù)的礦燈可以得到及時(shí)更換。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202856395SQ20122044274
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者何瑞科, 鄧偉 申請(qǐng)人:西安重裝渭南光電科技有限公司