本文提出超省電型電子秤的設計方案。用本方案設計的電子秤與傳統(tǒng)的電子秤相比其耗電極其微小, 用一次性干電池供電,其使用時間可長達一年。
一、引言
眾所周知,液晶顯示式(LCD )的電子秤較之數碼管 (LED )顯示式的電子秤省電,液晶顯示式電子秤耗電量 一般在20mA至35mA之間。其設計成可充電的液晶電子秤 充電一次只使用3天到15天。本文提出的超省電電子秤的 設計方案,用一次性聚能環(huán)2號干電池三個在不充電的條件 下,使液晶顯示式電子秤使用一年以上的時間,同時還節(jié) 省蓄電池、充電器、電源線等外置設備,大大降低了電子 秤的制造成本和維修費用。
二、普通電子秤耗電原因分析
普通LCD型電子秤之所以耗電大主要是有以下原因:
1、傳感器供橋電壓太高,正常為5V電壓,根據歐姆 定律,激勵電壓越高消耗功率也越大;
2、采用350 歐姆的稱重傳感器,由于稱重傳感器是全阻性 負載,耗電就達15mA左右;
3、電子秤一旦開機就處在連續(xù)工作狀態(tài),其稱重傳感 器始終掛在電源上。
上述三種原因導致普通LCD型電子秤的工作電流一般 在20 ~ 35mA左右,加上部分電子秤充電線路設計不當或 由于用戶過充電、過放電等使用不當等因素都導致電子秤 電池使用時間不長甚至失效的原因。
三.電子秤的實現超省電途徑
本方案提出的超省電型電子秤是這樣實現的:
1、將電子枰的供橋電壓從5V更改為3V在液晶顯示式的電子秤中,稱重傳感器的耗電是主 要因素,而稱重傳感器是全阻性負載,根據歐姆定律稱重 傳感器的耗電電流和供電電壓成正比,稱重傳感器的耗電 功率和供電電壓的平方成正比。可見,改成3V以后稱重傳
感器的耗電功率和5V時相比是 這項改動稱重傳感器的耗電功率節(jié)省60%以上。
2、將350歐姆稱重傳感器更改為1k歐姆)稱重傳感器 根據歐姆定律稱重傳感器的耗電電流與阻值成反比。
阻值增大了三倍耗電電流只有原來的1/3。這項改動稱重傳 感器的耗電功率又節(jié)省60%以上。
3、將電子秤從連續(xù)工作型改成間斷工作型
在不工作時單片機進入休眠狀態(tài),這一措施是超省電 型電子秤設計的根本措施。電子秤間歇工作方式的流程如 下圖:
從以上流程圖可知,間歇工作的最大特點就是在稱重 顯示穩(wěn)定后一定的時間后示值不發(fā)生變化切斷稱重傳感器 的電源,并且單片機進入休眠狀態(tài)。由于在休眠期間的整 機工作電流只有幾個微安,與稱重時相比可以認為其不耗 電。這樣工作時間和休眠時間相比大約平均是1:10。
采用3V電壓和1kO稱重傳感器筆者用ADS1230 A/D轉換芯片和EM78P447單片機設計的電子秤耗電只有6mA左 右,加上間歇工作整臺電子坪的平均耗電電流只有0.6mA。 這樣,如果采用聚能環(huán)電池,在0.6mA放電率的狀態(tài)下容 量可以達到2000mAH,按照以上原理制造的電子枰一天工 作8小時計算,三個電池足以讓該秤使用一年以上。
四、結論
在實踐中體會到凡是傳統(tǒng)充電型LCD顯示的電子秤, 只要采用ΔΣA/D轉換片可在3V左右的電壓下工作。且內 解析度在20bit以上,單片機具有睡眠功能的秤,都可采用 本文的方案改制成超省電型電子秤。