自供电式热能检测系统的设计

　　1 概述

　　热能检测系统具体实现自动计量流量、读写 IC 卡、控制阀门、显示报警等功能。本系统的难点就在于自供电电路怎样使变化的小电压能够安全有效的为整个系统来供电，发电机在产生电压和电流之后，经过稳压和滤波之后给蓄电池供电，使蓄电池在使用阶段能及时的充电，因为 ATmeage16 的工作电压在 2.7v 到 6v 之间，所以在蓄电池提供的电压能够满足系统的供电。蓄电池出现电压变低时 MCU 会进行检测，当电压在底于 3v 的时候会自动报警，而且持续1 分钟，再次进行检测到低压电，系统将会自动关闭阀门，切断供热。自供电系统结构如图 1 所示。

　　2 MC34063 升压电路

　　MC34063 是一单片双极型线性集成电路，专用于直流--直流变换器控制部分，片内包含有温度补偿带隙基准源一个占空比周期控制振荡器，驱动器和大电流输出开关，它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器，降压式变换器和电源反向器。基于 MC34063 的升压电路如图 3 所示，输出功率达不到要求的时候，比如>250～300MA 时，可以通过外接扩功率管的方法扩大电流，双极型或 MOS 型扩流管均可。

　　3 稳压电路

　　LM317 是可调节 3 端正电压稳压器,在输出电压范围为 1.2v 到 37v 时能够提供超过 1.5A的电流。此稳压器非常易于使用，只需要两个外部来设置的电阻来设置输出电压。在图 3 中 R2的改变调 Vo，Cout 是为了减少纹波而接入。

　　4 电源电压检测

　　电源检测电路如图 4 所示，电压检测电路以 555 为核心，组成双稳态模式，由于 555 的 6脚(阀值电平断)通过 R1 连接 VCC，因此，3 脚呈低电平，555 的触发端 2 脚通过一个稳压管DW 接至被检测点上，当被检测端低时，则 555被置位，3 脚呈高电平，采用不同稳压值的 DW可判别不同被测电压值。ATmeage16内部基本定时器使能中断，定时 1 秒检测电压是否回升，如果回升蜂鸣器再次发出一声警报提示，LCD 液晶上的“换电池”显示字样清除。如没有回升，则关闭阀门，直到用户更换电池，才再次开启阀门供热。

　　5 水量信号检测

　　热能检测的脉冲采集装置对于仪表本身的测量精度非常重要，是热能检测设计中较为关键的环节。设计中使用了双干簧管传感器，当磁铁靠近干簧管时，簧片吸合短接;当磁铁远离干簧管时，吸引力小于弹力时弹片就分开，即发出一个脉冲。当检测到一个干簧管吸合时，先记录下来，再检测另一个干簧管，只有检测到另一个干簧管吸合后才认为信号有效，也就是说单一的一个干簧管即使多次闭合也无效，从而有效地解决了临界点颤动而误发信号的问题。