CN113291231B - 一种流水灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流水灯控制系统，包括电瓶电源、电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关、闪光单元和发光二极管组；所述闪光单元包括单片机、电源模块、开关采集电路、NMOS管、发光二极管控制电路、左侧转向灯故障诊断模块和右侧转向灯故障诊断模块。通过实施本发明能够有效简化流水灯控制电路，并且能够分别检测每个发光二极管是否发生故障，从而有效简化了流水灯控制问题，提高了流水灯控制的可靠性。

Description

一种流水灯控制系统

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其是涉及一种流水灯控制系统。

背景技术

随着汽车慢慢的普及，人们对汽车无论是从功能还是从外观要求也越来越高，转向流水灯也慢慢开始从选装到标配。流水灯给人来带一种视觉的冲击，更加绚丽多彩，增加回头率。转向流水灯带来多种优点的同时，也较传统的转向灯控制更加复杂，成本更高，故障率也有所提升。目前的流水灯控制电路较为复杂，且不能提供有效的故障诊断功能。

发明内容

本发明旨在提供一种流水灯控制系统，以解决上述技术问题，从而能够简化流水灯控制电路并提供有效的故障诊断功能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种流水灯控制系统，包括电瓶电源、电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关、闪光单元和发光二极管组；

所述闪光单元包括单片机、电源模块、开关采集电路、NMOS管、发光二极管控制电路、左侧转向灯故障诊断模块和右侧转向灯故障诊断模块；

所述发光二极管组包括多个左侧发光二极管和多个右侧发光二极管，所述发光二极管控制电路为多个，且所述发光二极管控制电路与所述发光二极管组中的发光二极管为一一对应关系；

所述单片机通过所述开关采集电路分别与所述电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关连接；所述单片机的电位端与所述NMOS管的栅极连接；所述电瓶电源的输出端分别与所述电源模块的输入端、所述NMOS管的漏极连接，所述电源模块的输出端分别与所述单片机的电源端、每一所述发光二极管控制电路的第一输入端连接，每一所述发光二极管控制电路的第二输入端均与所述NMOS管的源极连接；所述单片机的多个控制端分别与每一所述发光二极管控制电路的控制端一一连接；每一所述发光二极管控制电路的输出端分别与每一所述左侧发光二极管以及每一所述右侧发光二极管的正极连接，每一所述左侧发光二极管以及每一所述右侧发光二极管的负极共接地；

所述左侧转向灯故障诊断模块的控制端与所述单片机的第一信号端连接，所述左侧转向灯故障诊断模块的多个检测端分别与每一所述左侧发光二极管的正极连接；所述右侧转向灯故障诊断模块的控制端与所述单片机的第二信号端连接，所述右侧转向灯故障诊断模块的多个检测端分别与每一所述右侧发光二极管的正极连接。

作为优选方案，所述发光二极管控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管；

所述发光二极管控制电路的第一输入端通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极连接，所述发光二极管控制电路的第一输入端通过所述第二电阻与所述第二三极管的集电极连接；所述第一三极管的发射极与所述发光二极管控制电路的控制端连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三三极管的基极、所述第三电阻的一端连接，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的另一端共接地，所述发光二极管控制电路的第二输入端通过所述第四电阻分别与所述第三三极管的集电极、所述发光二极管控制电路的输出端连接。

作为优选方案，所述左侧转向灯故障诊断模块用于检测每一所述左侧发光二极管在工作状态下的电压值并发送至所述单片机，所述右侧转向灯故障诊断模块用于检测每一所述右侧发光二极管在工作状态下的电压值并发送至所述单片机；所述单片机用于将获取到的每一电压值与预设电压阈值范围进行比较，以对每一发光二极管进行故障诊断。

作为优选方案，所述单片机具体用于，当判断发光二极管在工作状态下的电压值大于预设电压最大阈值时，判定该发光二极管处于开路状态；当判断发光二极管在工作状态下的电压值小于预设电压最小阈值时，判定该发光二极管处于短路状态。

作为优选方案，所述单片机还用于，当诊断到一侧的一个或多个发光二极管处于故障状态时，则缩短该侧的流水灯闪烁间隔时间，以控制该侧的流水灯闪烁频率加快。

作为优选方案，所述单片机还用于，当诊断到一个或多个发光二极管处于故障状态时，根据诊断结果生成故障码并通过CAN总线发送至显示仪表。

作为优选方案，所述单片机还用于，当诊断到一个或多个发光二极管处于故障状态时，通过控制端将该故障发光二极管的电源进行切断。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种流水灯控制系统，包括电瓶电源、电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关、闪光单元和发光二极管组；所述闪光单元包括单片机、电源模块、开关采集电路、NMOS管、发光二极管控制电路、左侧转向灯故障诊断模块和右侧转向灯故障诊断模块。通过实施本发明能够有效简化流水灯控制电路，并且能够分别检测每个发光二极管是否发生故障，从而有效简化了流水灯控制问题，提高了流水灯控制的可靠性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的流水灯控制系统的结构示意图。

具体实施方式

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、完整的描述，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，本发明实施例提供了一种流水灯控制系统，包括电瓶电源、电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关、闪光单元和发光二极管组；

所述闪光单元包括单片机、电源模块、开关采集电路、NMOS管、发光二极管控制电路、左侧转向灯故障诊断模块和右侧转向灯故障诊断模块；

所述发光二极管组包括多个左侧发光二极管和多个右侧发光二极管，所述发光二极管控制电路为多个，且所述发光二极管控制电路与所述发光二极管组中的发光二极管为一一对应关系；

所述单片机通过所述开关采集电路分别与所述电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关连接；所述单片机的电位端与所述NMOS管的栅极连接；所述电瓶电源的输出端分别与所述电源模块的输入端、所述NMOS管的漏极连接，所述电源模块的输出端分别与所述单片机的电源端、每一所述发光二极管控制电路的第一输入端连接，每一所述发光二极管控制电路的第二输入端均与所述NMOS管的源极连接；所述单片机的多个控制端分别与每一所述发光二极管控制电路的控制端一一连接；每一所述发光二极管控制电路的输出端分别与每一所述左侧发光二极管以及每一所述右侧发光二极管的正极连接，每一所述左侧发光二极管以及每一所述右侧发光二极管的负极共接地；

所述左侧转向灯故障诊断模块的控制端与所述单片机的第一信号端连接，所述左侧转向灯故障诊断模块的多个检测端分别与每一所述左侧发光二极管的正极连接；所述右侧转向灯故障诊断模块的控制端与所述单片机的第二信号端连接，所述右侧转向灯故障诊断模块的多个检测端分别与每一所述右侧发光二极管的正极连接。

作为优选方案，所述发光二极管控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管；

所述发光二极管控制电路的第一输入端通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极连接，所述发光二极管控制电路的第一输入端通过所述第二电阻与所述第二三极管的集电极连接；所述第一三极管的发射极与所述发光二极管控制电路的控制端连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三三极管的基极、所述第三电阻的一端连接，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的另一端共接地，所述发光二极管控制电路的第二输入端通过所述第四电阻分别与所述第三三极管的集电极、所述发光二极管控制电路的输出端连接。

作为优选方案，所述左侧转向灯故障诊断模块用于检测每一所述左侧发光二极管在工作状态下的电压值并发送至所述单片机，所述右侧转向灯故障诊断模块用于检测每一所述右侧发光二极管在工作状态下的电压值并发送至所述单片机；所述单片机用于将获取到的每一电压值与预设电压阈值范围进行比较，以对每一发光二极管进行故障诊断。

作为优选方案，所述单片机具体用于，当判断发光二极管在工作状态下的电压值大于预设电压最大阈值时，判定该发光二极管处于开路状态；当判断发光二极管在工作状态下的电压值小于预设电压最小阈值时，判定该发光二极管处于短路状态。

作为优选方案，所述单片机还用于，当诊断到一侧的一个或多个发光二极管处于故障状态时，则缩短该侧的流水灯闪烁间隔时间，以控制该侧的流水灯闪烁频率加快。

作为优选方案，所述单片机还用于，当诊断到一个或多个发光二极管处于故障状态时，根据诊断结果生成故障码并通过CAN总线发送至显示仪表。

作为优选方案，所述单片机还用于，当诊断到一个或多个发光二极管处于故障状态时，通过控制端将该故障发光二极管的电源进行切断。

请参见图1，基于上述方案，为便于更好的理解本发明实施例提供的流水灯控制系统，以下进行详细说明：

本发明实施例的流水灯控制系统由电瓶电源、电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关、闪光单元(包括电源模块、开关采集电路、单片机、发光二极管控制电路、左右转向灯故障诊断模块等)及发光二极管等组成。

电瓶电源为闪光单元等提供电源；电锁ON挡开关为闪光单元提供ON挡开关信号；左转向灯开关为闪光单元提供左转向灯开关信号；右转向灯开关为闪光单元提供右转向灯开关信号；闪光单元接收ON挡开关信号、转向灯开关信号及电瓶提供的电源，按照设定的控制逻辑控制发光二极管。

闪光单元包括电源模块、开关采集电路、单片机、发光二极管控制电路、左、右转向灯故障检测模块等，其中电源模块为单片机和发光二极管控制电路提供电源；开关采集电路采集电锁ON挡开关信号、左、右转向灯开关信号等；发光二极管控制电路接收单片机的负脉冲信号控制发光二极管的亮与灭，单片机则通过采集电锁ON挡开关信号、左右转向灯开关信号等进而通过发光二极管控制电路控制发光二极管；左右转向灯故障检测模块用于检测发光二极管是否故障；

该系统具有工作原理及功能具体如下：

1、左右转向灯非工作状态

当电瓶电源通过电源模块给单片机供电后，单片机采集到左右转向灯开关信号均无效时，单片机将NMOS管T4的栅极电位拉低，此时所有反光二极管的供电电源被断开，即所有发光二极管处于非工作状态；

2、危险报警功能

当电瓶电源通过电源模块给单片机供电后，单片机采集到左右转向灯开关信号均有效时(需要说明的是，危险报警功能无需判断电锁ON挡开关信号，危险报警功能允许电锁未上电的情况下开启，比如车辆熄火且车辆无需上电，可开启危险报警功能提醒周围车辆注意)，单片机将NMOS管T4的栅极电位拉高(NMOS管T4处于导通状态，发光二极管供电电源电路导通)，同时首先将端口P11、P21的电平拉低，P12、P13、……、P1n、P22、……、P2n的电平仍保持高电平，此时三极管T2、T3处于截止状态，左侧发光二极管1正极为高电平，左侧发光二极管1处于导通状态(发光二极管被点亮)，同理右侧发光二极管1也被点亮，其他发光二极管处于熄灭状态；

间隔时间t1后，单片机保持端口P11、P21的电平为低电平外，将P12、P22的电位拉低，此时左侧发光二极管2、右侧发光二极管2也被点亮；再间隔t1，单片机除保持端口P11、P12、P21、P22为低电平外，将端口P13、P23的电位拉低，此时左侧发光二极管3、右侧发光二极管3也被点亮；依照此间隔时间t1，直至左侧发光二极管n、右侧发光二极管n被点亮；再间隔t1，单片机将端口P11、P12、P13、……、P1n、P21、P22、P23、……、P2n的电位拉高，此时左右两侧的所有发光二极管被熄灭。再间隔时间t2，单片机以相同的控制逻辑控制左右两侧发光二极管，左右两侧发光二极管同时以相同的节奏以流水的顺序依次被点亮，然后同时被熄灭，循环往复，直至转向灯开关失效；

3、左转向灯功能

当电瓶电源通过电源模块给单片机供电后，单片机采集到电锁ON挡开关信号与左转向灯开关信号均有效且右转向灯开关信号无效时，单片机将NMOS管T4的栅极电位拉高(NMOS管T4处于导通状态，发光二极管供电电源电路导通)，并将端口P11的电位拉低，其他端口仍保持高电平，此时仅左侧发光二极管1被点亮，间隔时间t1后，单片机除保持端口P11的电位为低电位外，还将端口P12的电位拉低，其他端口电位保持不变，此时左侧发光二极管1、左侧发光二极管2处于点亮状态；依照此间隔时间及逻辑，直至左侧发光二极管n被点亮；然后间隔时间t1，单片机将端口P11、P12、P13、……、P1n的电位拉高，左侧所有发光二极管均处于熄灭状态；再间隔时间t2，单片机以相同的控制逻辑控制左侧发光二极管，左侧发光二极管以流水的顺序依次被点亮，然后同时被熄灭，循环往复，直至左转向开关失效。

4、右转向灯功能

当电瓶电源通过电源模块给单片机供电后，单片机采集到电锁ON挡开关信号与右转向灯开关信号均有效且左转向灯开关信号无效时，单片机将NMOS管T4的栅极电位拉高(NMOS管T4处于导通状态，发光二极管供电电源电路导通)，并将端口P21的电位拉低，其他端口仍保持高电平，此时仅右侧发光二极管1被点亮，间隔时间t1后，单片机除保持端口P21的电位为低电位外，还将端口P22的电位拉低，其他端口电位保持不变，此时右侧发光二极管1、右侧发光二极管2处于点亮状态；依照此间隔时间及逻辑，直至右侧发光二极管n被点亮；然后间隔时间t1，单片机将端口P21、P22、P23、……、P2n的电位拉高，右侧所有发光二极管均处于熄灭状态；再间隔时间t2，单片机以相同的控制逻辑控制右侧发光二极管，右侧发光二极管以流水的顺序依次被点亮，然后同时被熄灭，循环往复，直至右转向开关失效。

5、故障诊断及报警功能

当发光二极管处于工作状态时，转向灯故障诊断模块通过检测每个发光二极管的正极电位，并将此电压值发送至单片机，单片机将此电压值与设定的电压值作比较，例如，若检测到电压值大于设定电压值的5倍，则认为此发光二极管处于开路状态；若检测到电压值小于设定电压值的0.3倍，则认为此发光二极管处于短路状态；当某侧的某个或某几个发光二极管处于开路或短路时，闪光单元控制将该侧的工作流水转向灯的闪烁频率加快1倍，并将该故障对应的故障码通过CAN总线发送至仪表。驾驶员可通过仪表盘看到的流水灯的闪烁频率判断流水灯是否存在故障(流水灯指的是设于汽车外部的转向灯，驾驶员可通过仪表内的转向指示灯的闪烁频率变化判断是否故障，仪表内的转向指示灯与汽车外部的流水灯闪烁频率是一样的)，若存在故障，可通过仪表显示的故障码查看具体故障。

当检测到某个或某几个发光二极管短路或开路时，单片机将该发光二极管对应的单片机控制端口电位拉高，关闭该发光二极管的输出，其余发光二极管按照设定逻辑进行工作。

与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：

1、本发明实施例结合单片机及三极管搭建的控制电路，提供一种低成本流水灯控制系统；

2、鉴于发光二极管工作电流较小，较难检测其工作电流，本发明实施例依据二极管特性，通过检测发光二极管正极电位值来判定发光二极管是否处于故障状态；

3、本发明实施例可检测每个发光二极管是否故障，若检测到其中的某个或某几个发光二极管处于故障状态，则通过加快流水灯的闪烁频率及发送故障码至仪表来提示用户；

4、本发明实施例搭建的发光二极管控制电路，即使外部二极管短路，电瓶电源经过电阻R4限流，二极管回路工作电流也较小，不会因过流导致大量发热而引发火灾等。

5、当左、右发光二极管处于非工作状态时，本发明采用NMOS管T4将发光二极管的供电回路断开，使该回路中的电流几乎降低至零，大大减小闪光单元的静态电流。

6、本发明实施例对每个发光二极管进行单独控制及故障诊断，若其中某个或某几个发生故障，可单独关闭，不影响其他发光二极管的正常工作。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种流水灯控制系统，其特征在于，包括电瓶电源、电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关、闪光单元和发光二极管组；

所述闪光单元包括单片机、电源模块、开关采集电路、NMOS管、发光二极管控制电路、左侧转向灯故障诊断模块和右侧转向灯故障诊断模块；

所述发光二极管组包括多个左侧发光二极管和多个右侧发光二极管，所述发光二极管控制电路为多个，且所述发光二极管控制电路与所述发光二极管组中的发光二极管为一一对应关系；

所述单片机通过所述开关采集电路分别与所述电锁ON挡开关、左转向灯开关、右转向灯开关连接；所述单片机的电位端与所述NMOS管的栅极连接；所述电瓶电源的输出端分别与所述电源模块的输入端、所述NMOS管的漏极连接，所述电源模块的输出端分别与所述单片机的电源端、每一所述发光二极管控制电路的第一输入端连接，每一所述发光二极管控制电路的第二输入端均与所述NMOS管的源极连接；所述单片机的多个控制端分别与每一所述发光二极管控制电路的控制端一一连接；每一所述发光二极管控制电路的输出端分别与每一所述左侧发光二极管以及每一所述右侧发光二极管的正极连接，每一所述左侧发光二极管以及每一所述右侧发光二极管的负极共接地；

所述左侧转向灯故障诊断模块的控制端与所述单片机的第一信号端连接，所述左侧转向灯故障诊断模块的多个检测端分别与每一所述左侧发光二极管的正极连接；所述右侧转向灯故障诊断模块的控制端与所述单片机的第二信号端连接，所述右侧转向灯故障诊断模块的多个检测端分别与每一所述右侧发光二极管的正极连接；

所述发光二极管控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管；

所述发光二极管控制电路的第一输入端通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极连接，所述发光二极管控制电路的第一输入端通过所述第二电阻与所述第二三极管的集电极连接；所述第一三极管的发射极与所述发光二极管控制电路的控制端连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三三极管的基极、所述第三电阻的一端连接，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的另一端共接地，所述发光二极管控制电路的第二输入端通过所述第四电阻分别与所述第三三极管的集电极、所述发光二极管控制电路的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的流水灯控制系统，其特征在于，所述左侧转向灯故障诊断模块用于检测每一所述左侧发光二极管在工作状态下的电压值并发送至所述单片机，所述右侧转向灯故障诊断模块用于检测每一所述右侧发光二极管在工作状态下的电压值并发送至所述单片机；所述单片机用于将获取到的每一电压值与预设电压阈值范围进行比较，以对每一发光二极管进行故障诊断。

3.根据权利要求2所述的流水灯控制系统，其特征在于，所述单片机具体用于，当判断发光二极管在工作状态下的电压值大于预设电压最大阈值时，判定该发光二极管处于开路状态；当判断发光二极管在工作状态下的电压值小于预设电压最小阈值时，判定该发光二极管处于短路状态。

4.根据权利要求3所述的流水灯控制系统，其特征在于，所述单片机还用于，当诊断到一侧的一个或多个发光二极管处于故障状态时，则缩短该侧的流水灯闪烁间隔时间，以控制该侧的流水灯闪烁频率加快。

5.根据权利要求4所述的流水灯控制系统，其特征在于，所述单片机还用于，当诊断到一个或多个发光二极管处于故障状态时，根据诊断结果生成故障码并通过CAN总线发送至显示仪表。

6.根据权利要求5所述的流水灯控制系统，其特征在于，所述单片机还用于，当诊断到一个或多个发光二极管处于故障状态时，通过控制端将该故障发光二极管的电源进行切断。

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