一种可检测出入水的LED闪光控制电路及其控制方法与流程

一种可检测出入水的led闪光控制电路及其控制方法
技术领域
1.本发明属于海洋探测设备回收领域，特别涉及该领域中的一种可检测出入水的led闪光控制电路及其控制方法。


背景技术：

2.目前，公知的出入水检测装置多使用不同类型的传感器识别出入水状态，通过传感器输出模拟电压值给控制电路，从而输出不同的出入水信号，设计电路复杂，并且传感器一直处于工作状态，功耗较高。因此有必要设计一款简单的低功耗出入水检测电路。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题就是提供一种触水休眠，出水闪光且频率可调的低功耗led闪光控制电路及其控制方法。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一种可检测出入水的led闪光控制电路，其改进之处在于：包括与电源电连接的电源转换电路，与电源转换电路电连接的单片机系统、出入水检测电路和电源控制电路，出入水检测电路与单片机系统电连接，单片机系统与电源控制电路电连接，电源控制电路与光线检测电路电连接，还包括与单片机系统电连接的光线检测电路、led控制电路和闪光频率设置电路。
6.进一步的，电源转换电路采用ht7533电源芯片将12v电源输入电压转化为3.3v电压。
7.进一步的，单片机系统采用基于arm cortex—m内核的stm32f103c8t6单片机，具有wat_in端口、power01端口、sensor端口和led端口。
8.进一步的，出入水检测电路包括三极管q3，三极管q3的发射极接地，集电极通过电阻r16与电源转换电路的电压输出端口vcc电连接，电源转换电路的电压输出端口vcc还通过电阻r16与单片机系统的wat_in端口电连接，基极依次通过电阻r19和r14与电源转换电路的电压输出端口vcc电连接，电源转换电路的电压输出端口vcc还通过电阻r14与出入水状态检测接口2电连接，出入水状态检测接口1接地，出入水状态检测接口1和出入水状态检测接口2在水下短路，三极管q3导通，向单片机系统的wat_in端口输出低电平信号；出入水状态检测接口1和出入水状态检测接口2在出水后断开，三极管q3截止，向单片机系统的wat_in端口输出高电平信号。
9.进一步的，电源控制电路包括mos管q1，mos管q1与单片机系统的power01端口电连接，mos管q1在power01为高电平信号时截止，低电平信号时导通，向光线检测电路输出3.3v电压。
10.进一步的，光线检测电路包括电压比较器lmv331ilt，电压比较器的输入端与光敏电阻r4电连接，光敏电阻r4通过可调电阻r29与电源控制电路电连接，电压比较器的输出端与单片机系统的sensor端口电连接，电压比较器在光线强时向单片机系统的sensor端口输
出高电平信号，在光线弱时向单片机系统的sensor端口输出低电平信号。
11.进一步的，led控制电路与单片机系统的led端口电连接，led端口输入低电平信号时，led控制电路的三极管q4截止，mos管q2截止，led灯断电，led端口输入高电平信号时，三极管q4导通，mos管q2导通，led灯得电。
12.进一步的，闪光频率设置电路为6路拨码开关sw1。
13.一种控制方法，使用上述的控制电路，其改进之处在于：出入水检测电路将出入水状态传给单片机系统，单片机系统在水下时处于休眠状态，单片机系统出水后接通电源控制电路，由电源控制电路为光线检测电路供电，光线检测电路获取光照强度信息并反馈给单片机系统，单片机系统在光照强度弱于设定值时启动led控制电路使led灯得电发光，由闪光频率设置电路控制led灯的闪光频率。
14.本发明的有益效果是：
15.本发明所公开的控制电路，具有电路结构简单、成本低、有效工作时间长、led闪光频率可调、可靠性高等优点。
16.本发明所公开的控制方法，可以使控制电路稳定可靠的辨识出、入水状态，延长设备的使用寿命和有效工作时长。
附图说明
17.图1是本发明所公开控制电路的组成框图；
18.图2是本发明所公开控制电路中电源转换电路的电路连接示意图；
19.图3是本发明所公开控制电路中单片机系统的电路连接示意图；
20.图4是本发明所公开控制电路中出入水检测电路的电路连接示意图；
21.图5是本发明所公开控制电路中电源控制电路的电路连接示意图；
22.图6是本发明所公开控制电路中光线检测电路的电路连接示意图；
23.图7是本发明所公开控制电路中led控制电路的电路连接示意图；
24.图8是本发明所公开控制电路中闪光频率设置电路的电路连接示意图。
25.附图标记：1—电源，2—电源转换电路，3—单片机系统，4—出入水检测电路，5—电源控制电路，6—光线检测电路，7—led控制电路，8—闪光频率设置电路。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种可检测出入水的led闪光控制电路，包括与电源1电连接的电源转换电路2，与电源转换电路电连接的单片机系统3、出入水检测电路4和电源控制电路5，出入水检测电路与单片机系统电连接，单片机系统与电源控制电路电连接，电源控制电路与光线检测电路6电连接，还包括与单片机系统电连接的光线检测电路、led控制电路7和闪光频率设置电路8，还有供电电源接口和出入水状态检测接口。
28.在设备入水后，电路进入休眠方式，以低功耗模式待机运行；当设备出水后，电路进入工作模式，并在夜晚光线暗时，按照下水前预设的闪光频率，发射led灯闪光信号。
29.如图2所示，电源转换电路采用ht7533电源芯片将12v电源输入电压转化为3.3v电压，给单片机系统、光线检测电路和出入水检测电路供电。
30.如图3所示，单片机系统采用基于arm cortex—m内核的stm32f103c8t6单片机，具有wat_in端口、power01端口、sensor端口和led端口。具有高性能、低功耗、封装体积小等优点。
31.单片机系统采用上电复位方式。设备入水后，单片机系统读取到wat_in端口的低电平信号，进入低功耗待机模式，此时电流为ua级小电流，可大大延长设备的待机时间。设备出水后，单片机系统读取到wat_in端口的上升沿脉冲信号，进入工作模式，power01端口输出低电平信号，电源控制电路向光线检测电路输出3.3v电压。在白天等光照比较强条件下，单片机系统的sensor端口读取到光线检测电路发来的高电平信号，单片机系统的led端口输出低电平，led灯不亮，在夜晚等光照比较弱条件下，单片机系统的sensor端口读取到光线检测电路发来的低电平信号，单片机系统的led端口输出高电平，led灯按照闪光频率设置电路预设的频率闪光。
32.如图4所示，出入水检测电路包括三极管q3，三极管q3的发射极接地，集电极通过电阻r16与电源转换电路的电压输出端口vcc电连接，电源转换电路的电压输出端口vcc还通过电阻r16与单片机系统的wat_in端口电连接，基极依次通过电阻r19和r14与电源转换电路的电压输出端口vcc电连接，电源转换电路的电压输出端口vcc还通过电阻r14与出入水状态检测接口2电连接，出入水状态检测接口1接地，出入水状态检测接口1和出入水状态检测接口2在水下短路，三极管q3导通，向单片机系统的wat_in端口输出低电平信号；出入水状态检测接口1和出入水状态检测接口2在出水后断开，三极管q3截止，向单片机系统的wat_in端口输出高电平信号。
33.如图5所示，电源控制电路包括mos管q1，mos管q1与单片机的power01端口电连接，mos管q1在power01为高电平信号时截止，低电平信号时导通，向光线检测电路输出3.3v电压。
34.如图6所示，光线检测电路包括电压比较器lmv331ilt，电压比较器的输入端与光敏电阻r4电连接，光敏电阻r4通过可调电阻r29与电源控制电路电连接，光敏电阻r4采用gl3528感应光线强度，通过可调电阻r29调节合适的感应光线强度。
35.电压比较器的输出端与单片机的sensor端口电连接，电压比较器在白天等光线强时向单片机的sensor端口输出高电平信号，在夜晚等光线弱时向单片机的sensor端口输出低电平信号。
36.如图7所示，led控制电路与单片机的led端口电连接，led端口输入低电平信号时，led控制电路的三极管q4截止，mos管q2截止，led灯断电，led端口输入高电平信号时，三极管q4导通，mos管q2导通，led灯得电。
37.如图8所示，闪光频率设置电路为6路拨码开关sw1。拨码开关sw1对应开关1，2，3，4，5，6。当开关1断开时，sw1为高电平信号，开关1闭合时，sw1为低电平信号。开关2—6工作模式同开关1。通过闭合不同的开关，可以设置六种led灯的闪光频率，并具有掉电记忆功能，可在设备入水前进行设置。
38.本实施例还公开了一种控制方法，使用上述的控制电路，出入水检测电路将出入水状态传给单片机系统，单片机系统在水下时处于休眠状态，单片机系统出水后接通电源
控制电路，由电源控制电路为光线检测电路供电，光线检测电路获取光照强度信息并反馈给单片机系统，单片机系统在光照强度弱于设定值时启动led控制电路使led灯得电发光，由闪光频率设置电路控制led灯的闪光频率。
39.该控制方法利用触水短路作为出、入水的判断依据，利用拨码开关实现闪光频率可调，电路在待机模式下的功耗较低，既保证了出、入水检测装置的有效工作时长，又提高了可靠性与稳定性。