一种汽车轮胎花纹深度的自动检测电路及自动检测仪的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车轮胎花纹深度的自动检测电路及自动检测仪。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，汽车在人们的生活中不可缺少，汽车可以方便人们出游，货物运输等。汽车的性能和体验效果与轮胎有着重要的意义。例如，汽车的运动包括加速、制动和转向，都是通过轮胎来实现的，这些性能都跟轮胎刚性有关。
3.轮胎的跳动度是轮胎均匀性的一个重要技术指标，其跳动度过大，轮胎在运行过程中则造成车辆的颠簸与振动，影响车辆的平衡性。而汽车轮胎花纹不同对汽车行驶过程中有造成车辆晃动效果不同。现有的汽车轮胎花纹多为方形、棱形或圆形等，主要通过人工查看或拍照图片来对汽车轮胎花纹进行检查测量。
4.然而，上述的汽车轮胎花纹自动测量效果差，精度低，适用范围小。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种一种汽车轮胎花纹深度的自动检测电路，以解决上述技术问题。
6.第一方面，本发明实施例提供一种汽车轮胎花纹深度的自动检测电路，包括电源模块、微控制模块、激光测距模块接口电路、无线通讯模块、陀螺仪电路以及状态显示模块；
7.所述电源模块分别与所述微控制模块、所述激光测距模块接口电路、所述无线通讯模块、所述陀螺仪电路以及所述状态显示模块电连接；
8.所述激光测距模块接口电路用于对所述汽车轮胎花纹深度进行测量；
9.所述陀螺仪电路用于检测测量动作，启动所述激光测距模块接口电路进行所述汽车轮胎花纹深度测量；
10.所述微控制模块与所述激光测距模块接口电路电连接，用于对所述激光测距模块接口电路测量的深度数据进行分析处理；
11.所述无线通讯模块用于将所述深度数据进行上传至所述状态显示模块；
12.所述状态显示模块用于将所述深度数据进行显示。
13.更进一步地，所述电源模块包括：锂电池充放电路、分别连接在所述锂电池充放电路上的电源自动切换电路、稳压电路、升压电路以及低电平控制电路。
14.更进一步地，所述锂电池充放电路包括：锂电池充放芯片、连接在所述锂电池充放芯片一端的第一电阻、与所述第一电阻连接的第一二极管、第二电阻、与所述第二电阻连接的第一发光二极管、第一电容、与所述第一电容并联的第二电容、第三电阻、与所述第三电阻并联的第四电阻、连接所述锂电池充放芯片的另一端的第一电感、与所述第一电感串联的第五电阻、第三电容、与所述第三电容并联的锂电池、以及与所述锂电池并联的热敏电
阻，所述热敏电阻的一端连接所述锂电池充放芯片的另一端上，所述第一电容与所述第二电容之间接地，所述第三电容的一端接地，所述第三电阻的一端接地，所述第四电阻的一端连接输入电压。
15.更进一步地，所述微控制模块包括：微控制器、连接在所述微控制器上的第四电容、第五电容、与所述第四电容和所述第五电容并联的晶振、第六电容、第七电容以及三个4pin排针。
16.更进一步地，所述激光测距模块接口电路包括：rs485转换芯片、连接在所述rs485转换芯片的第八电容、第九电容及6pin连接器，所述rs485转换芯片与所述6pin连接器连接，所述第九电容连接所述6pin连接器。
17.更进一步地，所述陀螺仪电路包括：陀螺仪芯片、连接在所述陀螺仪芯片上的第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第六电阻以及第七电阻。
18.更进一步地，所述无线通讯模块为wifi模块电路，所述wifi模块电路包括：wifi模块、连接在所述wifi模块上的第八电阻及第十四电容。
19.更进一步地，所述状态显示模块包括：第一显示单元、第二显示单元及第三显示单元。
20.更进一步地，所述第一显示单元包括第二发光二极管、第三发光二极管、与所述第二发光二极管连接的第九电阻、以及与所述第三发光二极管连接的第十电阻；所述第二显示单元包括第四发光二极管、第五发光二极管、与所述第四发光二极管连接的第十一电阻、以及与所述第五发光二极管连接的第十二电阻；所述第三显示单元包括第六发光二极管、第七发光二极管、与所述第六发光二极管连接的第十三电阻、以及与所述第七发光二极管连接的第十四电阻。
21.第二方面，本发明还提供一种汽车轮胎花纹深度的自动检测仪，该自动检测仪包括外壳和设置于所述外壳内如上述的的汽车轮胎花纹深度的自动检测电路。
22.本发明实施例中，通过电源模块为微控制模块、激光测距模块接口电路、无线通讯模块、陀螺仪电路以及状态显示模块提供电能输出，当电路产品在轮胎表面滑动时，陀螺仪电路检测测量动作，自动启动激光测距模块进行汽车轮胎花纹深度测量，并将测量数据传入微控制器，测量动作结束，微控制器对测量数据进行分析处理，并通过无线通讯模块连接的方式将测量数据进行上传，陀螺仪电路能够自动识别测量开始、测量移动速度、测量方向、测量结束，提升使用的便利性；同时通过使用激光测距，能更进一步提高测量精度；测量数据通过无线通讯方式上传，便于数据记录、分析、管理；从而提高汽车轮胎花纹测量精度和便利性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明实施例提供的汽车轮胎花纹深度的自动检测电路的模块图；
25.图2是本发明实施例提供的电源模块的模块图；
26.图3是本发明实施例提供的状态显示模块的模块图；
27.图4是本发明实施例提供的锂电池充放电路的电路图；
28.图5是本发明实施例提供的电源自动切换电路的电路图；
29.图6是本发明实施例提供的稳压电路的电路图；
30.图7是本发明实施例提供的升压电路的电路图；
31.图8是本发明实施例提供的低电平控制电路的电路图；
32.图9是本发明实施例提供的微控制模块的电路图；
33.图10是本发明实施例提供的激光测距模块接口电路的电路图；
34.图11是本发明实施例提供的陀螺仪电路的电路图；
35.图12是本发明实施例提供的wifi模块的电路图；
36.图13是本发明实施例提供的第一显示单元的电路图；
37.图14是本发明实施例提供的第二显示单元的电路图；
38.图15是本发明实施例提供的第三显示单元的电路图；
39.图16是本发明实施例提供的汽车轮胎花纹深度的自动检测仪的正视图；
40.图17是本发明实施例提供的汽车轮胎花纹深度的自动检测仪的后视图；
41.图18是本发明实施例提供的汽车轮胎花纹深度的自动检测仪的左视图；
42.图19是本发明实施例提供的汽车轮胎花纹深度的自动检测仪的右视图；
43.图20是本发明实施例提供的汽车轮胎花纹深度的自动检测仪的俯视图；
44.图21是本发明实施例提供的汽车轮胎花纹深度的自动检测仪的仰视图。
45.图中，100、汽车轮胎花纹深度的自动检测电路，1、电源模块，11、锂电池充放电路，12、电源自动切换电路，13、稳压电路，14、升压电路，15、低电平控制电路，2、微控制模块，3、激光测距模块接口电路，4、无线通讯模块，5、陀螺仪电路，6、状态显示模块，61、第一显示单元，62、第二显示单元，63、第三显示单元，7、汽车轮胎花纹深度的自动检测仪，8、外壳。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的每个行人其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.本技术的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
48.实施例一
49.如图1-15所示，本发明提供一种汽车轮胎花纹深度的自动检测电路，包括电源模块1、微控制模块2、激光测距模块接口电路3、无线通讯模块4、陀螺仪电路5以及状态显示模
块6。
50.所述电源模块1分别与所述微控制模块2、所述激光测距模块接口电路3、所述无线通讯模块4、所述陀螺仪电路5以及所述状态显示模块6电连接；所述激光测距模块接口电路3用于对所述汽车轮胎花纹深度进行测量；所述陀螺仪电路5用于检测测量动作，启动所述激光测距模块接口电路3进行所述汽车轮胎花纹深度测量；所述微控制模块2与所述激光测距模块接口电路3电连接，用于对所述激光测距模块接口电路3测量的深度数据进行分析处理；所述无线通讯模块4用于将所述深度数据进行上传至所述状态显示模块6；所述状态显示模块6用于将所述深度数据进行显示。
51.具体的，通过电源模块1为微控制模块2、激光测距模块接口电路3、无线通讯模块4、陀螺仪电路5以及状态显示模块6提供电能输出，当电路产品在轮胎表面滑动时，陀螺仪电路5检测测量动作，自动启动激光测距模块接口电路3进行汽车轮胎花纹深度测量，并将测量数据传入微控制器，测量动作结束，微控制器对测量数据进行分析处理，并通过无线通讯模块4连接的方式将测量数据进行上传，陀螺仪电路5能够自动识别测量开始、测量移动速度、测量方向、测量结束，提升使用的便利性；同时通过使用激光测距，能更进一步提高测量精度；测量数据通过无线通讯方式上传，便于数据记录、分析、管理；从而提高汽车轮胎花纹测量精度和便利性。
52.在本实施例中，所述电源模块1包括：锂电池充放电路11、分别连接在所述锂电池充放电路11上的电源自动切换电路12、稳压电路13、升压电路14以及低电平控制电路15。
53.在本实施例中，所述锂电池充放电路11包括：pw4203锂电池充放芯片u1、连接在所述锂电池充放芯片一端的第一电阻r1、与所述第一电阻r1连接的第一二极管d2、第二电阻r2、与所述第二电阻r2连接的第一发光二极管led1、第一电容c1、与所述第一电容c1并联的第二电容c2、第三电阻r4、与所述第三电阻r4并联的第四电阻r5、连接所述pw4203(u1)锂电池充放芯片的另一端的第一电感l1、与所述第一电感l1串联的第五电阻r3、第三电容c3、与所述第三电容c3并联的锂电池bt1、以及与所述锂电池bt1并联的热敏电阻th1，所述热敏电阻th1的一端连接所述锂电池充放芯片的另一端上，所述第一电容c1与所述第二电容c2之间接地，所述第三电容c3的一端接地，所述第三电阻r4的一端接地gnd，所述第四电阻r4的一端连接输入电压vi。
54.具体的，电源电路部分包含：两个sr560(d1＝d2)肖特基二极管，两个贴片(led1＝led3)发光二极管，三个10uf(c1＝c3＝c7)电容，一个470nf(c2)电容，三个100nf(c4＝c8＝c22)电容，两个22uf(c5＝c23)电容，两个1k(r2＝r10)电阻，一个20mr(r3)电阻，一个0r(r4)电阻，六个100k(r8＝r9＝r11＝r13＝r16＝r27)电阻，一个536k(r14)电阻，一个12k(r15)电阻，一个4.7uh(l1)电感，一个2.2uh(l2)电感，两个si3401(q1＝q2)pmos管，一个dc002(j3)直流电源插座，一个开关(s1)按钮，一个pw4203(u1)锂电池充放电芯片，一个ap2972(u3)同步降压转换芯片，一个dm13-12(u4)12v升压模块、一个3.7v(bt1)锂电池、一个10k(th1)热敏电阻。
55.具体的，外部4.5v～12v直流电源接入j3，经过耦合电容c1、防反二极管d2进入u1芯片，u1对输入的直流电进行电压、电流控制，以满足锂电池充电特性曲线要求，然后通过u1第7脚输出经电感l1、电阻r3给锂电池bt1充电；led1、r2构成充电状态指示电路，用于指示当前锂电池是否正在充电；r3为充电电流检测电阻，检测值反馈到u1的第2脚；u1第3脚接
锂电池正极，用于实时测量锂电池电压；u1第1脚接c2构成充电时间限制电路，可以设置并限制充电时间，达到设定时间自动停止充电，避免过充；u1第5脚接r4或r5构成单节锂电池或双节锂电池供电模式选择电路；u1接th1热敏电阻构成锂电池过热保护电路。
56.r11、q1、d1构成供电回路自动切换电路，当接入外部直流电源时，通过锂电池充放电电路给锂电池充电，同时q1截止，外部直流电给电路板功能电路供电；当不接外部直流电源时，q1导通，锂电池通过q1给电路板功能电路供电。
57.u4、c7构成12v升压电路，实现2v～12v输入直流电升压到12v稳定的直流输出。
58.c23、r13、c4、u3、c4、l2、r14、r15、c5构成同步降压稳压电路，将12v电压转换为3.3v电压。r10、q4、led3、r27构成电源指示电路，led3灭表示未上电，led3常亮表示已上电且电池有电，led3闪烁表示有点且电池亏电，需要及时充电。
59.q2、r16、c8构成低功耗模式控制电路，通过设置q2栅极为低电平，使后极电路处于正常供电工作模式，通过设置q2栅极为高电平，使后极电路处于断电状态，降低待机模式功耗。
60.在本实施例中，所述微控制模块2包括：微控制器u2、连接在所述微控制器u2上的第四电容c9、第五电容c10、与所述第四电容c9和所述第五电容c10并联的晶振y1、第六电容c11、第七电容c12以及三个4pin排针(j1、j2、j3)。
61.具体的，一个stc15w4k60s4_lqfp64(u2)微控制器、两个33pf(c9＝c10)电容、一个12mhz(y1)晶振、一个47uf(c11)电容、一个10nf(c12)电容、三个4pin(j1、j2、j4)排针。
62.具体的，u2、c9、c10、y1、c11、c12、j1、j2、j4构成微控制器最小系统电路。y1、c9、c10为预留的微控制器外部振荡电路；c11、c12是去耦电容，可以减少3.3v电源纹波、避免出现电源塌陷，为微控制器提供稳定的3.3v电源。
63.u2微控制器采用stc15w4k60s4，通过u2的p1.5脚的a/d功能测量电池电量；p4.6引脚控制电源状态指示灯；p7.4、p7.5控制测量状态指示灯；a/d引脚p1.4、p1.3、p1.2连接陀螺仪x、y、z轴信号输出引脚，实时获取当前测量动作的状态信号值；同时通过串口1引脚p3.6、p3.7经转rs485接后接激光测距传感器，获取胎纹深度测量数据，并对数据进行运算处理；串口2引脚p1.0、p1.1接esp8266 wifi模块，实时将测量数据通过wifi上传到数据平台。
64.在本实施例中，所述激光测距模块接口电路3包括：rs485转换芯片u7、连接在所述rs485转换芯片的第八电容c17、第九电容c18及6pin连接器，所述rs485转换芯片与所述6pin连接器连接，所述第九电容连接所述6pin连接器(j7)。
65.具体的，激光测距模块接口电路包含，一个max3430esa(u7)uart转rs485芯片、两个100nf(c17＝c18)电容、一个6pin的连接器(j7)。
66.具体的，激光测距传感器模块使用rs485接口通讯，该接口电路实现微控制器uart接口转rs485接口，并给激光测距模块提供12v直流工作电源。u7为uart转rs485转换芯片，该芯片具备
±
12kv esd保护、250kbps数据传输速率，将微控制器发送给激光测距传感器的uart命令信号转换成rs485命令信号，u7第1、4脚接微控制器的uart口p3.6、p3.7引脚，u7第6、7脚接激光测距传感器的rs485接口a、b线；u7第2、3脚为数据方向控制脚，用于设置u7的数据传输方向。
67.在本实施例中，所述陀螺仪电路5包括：陀螺仪芯片u6、连接在所述陀螺仪芯片u6
上的第十电容c14、第十一电容c15、第十二电容c16、第十三电容c20、第六电阻r23以及第七电阻r25。
68.具体的，陀螺仪电路包含，三个3.3nf(c14＝c15＝c16)电容、一个100nf(c20)电容、一个4.7k(r23)电阻、一个0r(r25)电阻、一个mma7361(u6)陀螺仪芯片。
69.具体的，mma7361是一款低功率、低压电容式加速度计，具有信号调节、低通滤波器、温度补偿、自检、检测线性自由落体的0g-detect和g-select，允许在两种灵敏度之间进行选择；陀螺仪芯片u6第5、6脚为电源脚，c20电容为u6的去耦电容，减少3.3v电源纹波；u6通过第2、3、4脚输出x、y、z轴加速度模拟电压信号，并经c14、c15、c16去偶电容，输入到微控制器的a/d引脚；r23为u6第7脚的外部上拉电阻，确保该引脚默认为高电平，使u6处于正常工作模式，并接到微控制器的p6.4脚，用于睡眠模式控制；电阻r25提供模拟地到数字地的回流通道。
70.在本实施例中，所述无线通讯模块4为wifi模块电路，所述wifi模块电路包括：wifi模块u5、连接在所述wifi模块u5上的第八电阻r18及第十四电容c13。
71.具体的，wifi模块电路包含，一个esp8266(u5)wifi模块、一个4.7k(r18)电阻、一个100nf(c13)电容。
72.具体的，u5、r18、c13构成esp8266 wifi模块电路。u5第2脚外接r18上拉电阻，高电平时，u5处于工作模式，低电平时u5进入掉电模式；u5第1、5脚为uart通讯引脚，分别与微控制器p1.0、p1.1连接，实现数据的无线wifi上传；c13为u5第4脚的去耦电容，3.3v电源经c13去耦后给u5供电。
73.在本实施例中，所述状态显示模块6包括：第一显示单元61、第二显示单元62及第三显示单元63。
74.在本实施例中，所述第一显示单元61包括第二发光二极管led6、第三发光二极管led6、与所述第二发光二极管led6连接的第九电阻r26、以及与所述第三发光二极管led6连接的第十电阻r26；所述第二显示单元62包括第四发光二极管led2、第五发光二极管led2、与所述第四发光二极管led2连接的第十一电阻r6、以及与所述第五发光二极管led6连接的第十二电阻r7；所述第三显示单元63包括第六发光二极管led5、第七发光二极管led5、与所述第六发光二极管led5连接的第十三电阻r19、以及与所述第七发光二极管led6连接的第十四电阻r20。
75.具体的，状态显示电路包含，三个双色(led2＝led5＝led6)发光二极管、四个1k(r6＝r7＝r19＝r20＝r24＝r26)电阻。
76.具体的，led6、r24、r26组成横纵方向测量指示电路，用于指示当前汽车轮胎花纹测量方向，电阻r24、r26为限流电阻避免流经双色发光二极管led6电流过大，损坏发光二极管。
77.led2、r6、r27组成测量完成指示电路，用于指示本次测量是否结束，电阻r6、r7为限流电阻避免流经双色发光二极管led2电流过大，损坏发光二极管。
78.led5、r19、r20组成esp8266 wifi模块连接状态指示电路，用于指示esp8266 wifi模块是否建立连接，电阻r19、r20为限流电阻避免流经双色发光二极管led5电流过大，损坏发光二极管。
79.实施例二
80.如图1-21所示，本发明还提供一种汽车轮胎花纹深度的自动检测仪7，该自动检测仪7包括外壳8和设置于所述外壳8内如上述实施例一的的汽车轮胎花纹深度的自动检测电路100。通过上述的汽车轮胎花纹深度的自动检测电路能够有效检测轮胎的花纹深度，陀螺仪电路能够自动识别测量开始、测量移动速度、测量方向、测量结束，提升使用的便利性；同时通过使用激光测距，能更进一步提高测量精度；测量数据通过无线通讯方式上传，便于数据记录、分析、管理；从而提高汽车轮胎花纹测量精度和便利性。
81.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。