本文提出超省电型电子秤的设计方案。用本方案设计的电子秤与传统的电子秤相比其耗电极其微小, 用一次性干电池供电,其使用时间可长达一年。
一、引言
众所周知,液晶显示式(LCD )的电子秤较之数码管 (LED )显示式的电子秤省电,液晶显示式电子秤耗电量 一般在20mA至35mA之间。其设计成可充电的液晶电子秤 充电一次只使用3天到15天。本文提出的超省电电子秤的 设计方案,用一次性聚能环2号干电池三个在不充电的条件 下,使液晶显示式电子秤使用一年以上的时间,同时还节 省蓄电池、充电器、电源线等外置设备,大大降低了电子 秤的制造成本和维修费用。
二、普通电子秤耗电原因分析
普通LCD型电子秤之所以耗电大主要是有以下原因:
1、传感器供桥电压太高,正常为5V电压,根据欧姆 定律,激励电压越高消耗功率也越大;
2、采用350 欧姆的称重传感器,由于称重传感器是全阻性 负载,耗电就达15mA左右;
3、电子秤一旦开机就处在连续工作状态,其称重传感 器始终挂在电源上。
上述三种原因导致普通LCD型电子秤的工作电流一般 在20 ~ 35mA左右,加上部分电子秤充电线路设计不当或 由于用户过充电、过放电等使用不当等因素都导致电子秤 电池使用时间不长甚至失效的原因。
三.电子秤的实现超省电途径
本方案提出的超省电型电子秤是这样实现的:
1、将电子枰的供桥电压从5V更改为3V在液晶显示式的电子秤中,称重传感器的耗电是主 要因素,而称重传感器是全阻性负载,根据欧姆定律称重 传感器的耗电电流和供电电压成正比,称重传感器的耗电 功率和供电电压的平方成正比。可见,改成3V以后称重传
感器的耗电功率和5V时相比是 这项改动称重传感器的耗电功率节省60%以上。
2、将350欧姆称重传感器更改为1k欧姆)称重传感器 根据欧姆定律称重传感器的耗电电流与阻值成反比。
阻值增大了三倍耗电电流只有原来的1/3。这项改动称重传 感器的耗电功率又节省60%以上。
3、将电子秤从连续工作型改成间断工作型
在不工作时单片机进入休眠状态,这一措施是超省电 型电子秤设计的根本措施。电子秤间歇工作方式的流程如 下图:
从以上流程图可知,间歇工作的最大特点就是在称重 显示稳定后一定的时间后示值不发生变化切断称重传感器 的电源,并且单片机进入休眠状态。由于在休眠期间的整 机工作电流只有几个微安,与称重时相比可以认为其不耗 电。这样工作时间和休眠时间相比大约平均是1:10。
采用3V电压和1kO称重传感器笔者用ADS1230 A/D转换芯片和EM78P447单片机设计的电子秤耗电只有6mA左 右,加上间歇工作整台电子坪的平均耗电电流只有0.6mA。 这样,如果采用聚能环电池,在0.6mA放电率的状态下容 量可以达到2000mAH,按照以上原理制造的电子枰一天工 作8小时计算,三个电池足以让该秤使用一年以上。
四、结论
在实践中体会到凡是传统充电型LCD显示的电子秤, 只要采用ΔΣA/D转换片可在3V左右的电压下工作。且内 解析度在20bit以上,单片机具有睡眠功能的秤,都可采用 本文的方案改制成超省电型电子秤。