一种直流电流方向检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流电流方向检测装置，包括微控制器、LED电路和节点电压输入电路。微控制器用于将若干节点电压转换成对应的电压数据进行对比并生成数据；LED电路用于通过接收微控制器生成的数据，显示直流电的大小和方向；节点电压输入电路用于为微控制器提供节点电压。采用本发明专利技术，可实现直流电大小和方向的可视化，方便理解直流电的特性。

A DC Current Direction Detection Device

The invention discloses a DC current direction detection device, which comprises a microcontroller, an LED circuit and a node voltage input circuit. The microcontroller is used to compare and generate data by converting several node voltages into corresponding voltage data; the LED circuit is used to receive data generated by the microcontroller to display the size and direction of DC current; and the node voltage input circuit is used to provide node voltage for the microcontroller. The invention can realize the visualization of the size and direction of direct current and facilitate the understanding of the characteristics of direct current.

【技术实现步骤摘要】
一种直流电流方向检测装置
本专利技术涉及电子电路领域，尤其涉及一种直流电流方向检测装置。
技术介绍
在直流电路中，由于无法直接观察电流的流动，使得学生特别是低年级学生难以理解直流电流。现有的各种直流电流方向演示器等教学演示仪器，通过检测电路中有电流流过时，顺序依次点亮多个发光二极管，用于直观表示电流的流动方向。但现有技术只能检测两个固定点之间的电流流动方向，对于三个点或多个点的电流流动方向以及任意点的电流无法正确识别并显示，且通过发光二极管显示的电流只能表示电流的有无及方向，无法表示电流的大小。
技术实现思路
本专利技术提出一种直流电流方向检测装置，实现任意的两个点或多个点的直流电流检测，并通过发光二极管实现直流电流流动方向及电流大小的可视化。本专利技术实施例提供一种直流电流方向检测装置，包括：节点电压输入电路、微控制器、LED电路；所述节点电压输入电路包括多个节点，所述多个节点与外部输入电路连接，产生若干节点电压；所述节点电压输入电路与所述微控制器连接；所述微控制器用于将所述若干节点电压转换成对应的电压数据后，对若干所述电压数据进行对比；所述微控制器还用于完成所述电压数据的对比后，生成处理数据；所述微控制器与所述LED电路连接；所述LED电路用于通过接收所述微控制器生成的所述处理数据，显示直流电的大小与方向。进一步的，所述微控制器用于将若干节点电压转换成对应的电压数据后，对若干所述电压数据进行对比，具体为：若干所述电压数据组成数据链；所述微控制器根据所述数据链，对两两相邻的所述电压数据进行对比检测；若所述微控制器检测到两个相邻的所述电压数据相等，则两个相邻的所述电压数据对应的节点间无电流流入；若所述微控制器检测到所有的所述电压数据均相等，则所述微控制器判断所述节点电压输入电路无电流流入；若所有所述电压数据中存在不相等的一组电压数据，则所述微控制器判断不想等的一组所述电压数据对应的节点间有电流流入，并在所有所述电压数据对比结束后，查找所有所述电压数据中的起始电压数据；完成所有所述电压数据中的所述起始电压数据查找后，所述微控制器以所述起始电压数据为起始点，利用所述起始电压数据与左右两边的所述电压数据进行比较；所述起始电压数据为所有被查找的所述电压数据中数值最大的所述电压数据。进一步的，所述微控制器以所述起始电压数据为起始点，利用所述起始电压数据与左右两边的所述电压数据进行比较，具体为：若所述起始电压数据的数量不唯一时，则相邻的所述起始数据中，所述微控制器以最左端的所述起始数据向左进行所述电压数据比较，以最右端的所述起始数据向右进行所述电压数据比较；若所述起始电压数据数量唯一且处于所述数据链的最右端时，则所述起始电压数据向左进行所述电压数据比较；若所述起始电压数据数量唯一且处于所述数据链的最左端时，则所述起始电压数据向右进行所述电压数据比较；若所述起始电压数据数量唯一且不处于所述数据链的最右端和最左端时，则所述起始电压数据先向左进行电压数据比较，再向右进行电压数据比较。进一步的，所述起始电压数据向左进行电压数据比较，具体为：所述微控制器创建一个数组作为当前数组；所述当前数组将所述起始电压数据作为当前电压数据，向左比较下一个所述电压数据；所述数组以所述起始电压数据为起始点，向左比较所述起始电压数据的下一个所述电压数据；若被比较的所述电压数据小于所述当前电压数据，则将所述当前电压数据储存在所述数组中的第一位；将被比较的所述电压数据排在所述起始电压数据之后储存到所述数组，并将被比较的所述电压数据作为所述当前电压数据；将所述当前电压数据继续向左比较，若所述当前电压数据大于比较的所述电压数据，则将被比较的所述电压数据排在所述当前电压数据之后储存到所述数组，并将被比较的所述电压数据作为所述当前电压数据，继续向左进行比较；若所述当前电压数据等于或小于被比较的所述电压数据，则所述微控制器停止所述电压数据的比较，储存所述当前数组后，所述微控制器在所述当前电压数据左边剩余的所述电压数据中继续查找最大的所述电压数据作为所述起始电压数据后，创建新的数组继续进行比较，直至比较完左边的所述电压数据；所述起始电压数据向右进行电压数据比较的方法，与所述起始电压数据向左进行电压数据比较的方法相同。进一步的，所述微控制器还用于完成所述电压数据的对比后，生成处理数据，具体为：所述数组中包括位置数据；其中，所述位置数据用于表示数组内每个所述电压数据的位置；所述微控制器根据所述位置数据对应的每个所述电压数据的大小关系，生成表示电流流动方向的方向处理数据和表示电流大小的电流值处理数据。进一步的，所述LED电路包括：LED驱动电路和LED显示电路；所述LED驱动电路用于将所述方向处理数据和所述电流值处理数据传输到所述LED显示电路；所述LED显示电路根据所述方向处理数据和所述电流值处理数据，显示直流电的方向与大小。进一步的，所述LED显示电路根据所述电流值处理数据和所述方向处理数据，显示直流电的大小与方向，具体为：所述LED显示电路包括多个LED接口；所述LED显示电路根据所述电流值处理数据，确定所述LED显示电路中各所述LED接口外接的发光二极管的亮度，从而显示电流的大小；所述LED显示电路根据所述方向处理数据，控制所述各LED接口外接的发光二极管的点亮顺序，从而显示所述电流流动的方向。进一步的，所述节点电压输入电路包括电压分压电路、取样电路和调理电路；所述电压分压电路与所述取样电路连接；所述取样电路与若干所述调理电路和外部的直流电输入电路连接；若干所述调理电路与所述微控制器的模拟/数字转换器输入端连接；每个所述调理电路对应不同的所述模拟/数字转换器的输入端接口；所述电压分压电路用于对内部电源电压进行分压，得到所述取样电路的初始化参考电压；所述取样电路用于根据所述初始化参考电压和所述直流电输入电路输入的电流，生成若干个节点电压；若干所述调理电路用于对每个所述节点电压进行处理后，通过所述微控制器的模拟/数字转换器的输入端将每个所述节点电压传送到所述微控制器。进一步的，所述电压分压电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻与内部电源端连接；所述取样电路通过与所述第一电阻和所述第二电阻的节点连接，获取所述初始化参考电压。进一步的，所述取样电路包括若干个取样电阻；若干个所述取样电阻互相连接产生若干所述节点；所述若干节点根据所述初始化参考电压和所述直流电输入电路输入的电流，产生对应的所述节点电压；所述若干节点与若干所述调理电路连接，所述若干节点通过若干所述调理电路将对应的所述节点电压传送到所述微处理器。本专利技术实施例提供的一种直流电流方向检测装置，通过取样电路对流入的直流电进行取样后，通过调理电路传输至微控制器，由微控制器对采集到的电压数据进行判断和处理后，通过LED驱动电路将数据传输至LED显示电路，根据LED显示电路外接的发光二极管的工作状态，实现直观的观察直流电流的流动方向以及大小。附图说明图1是本专利技术提供的一种直流电流方向检测装置的一个实施例的结构图；图2是本专利技术提供的一种直流电流方向检测装置的一个实施例的电路原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电流方向检测装置，其特征在于，包括：节点电压输入电路、微控制器和LED电路；所述节点电压输入电路包括多个节点，所述多个节点与外部输入电路连接，产生若干节点电压；所述节点电压输入电路与所述微控制器连接；所述微控制器用于将所述若干节点电压转换成对应的电压数据后，对若干所述电压数据进行对比；所述微控制器还用于完成所述电压数据的对比后，生成处理数据；所述微控制器与所述LED电路连接；所述LED电路用于通过接收所述微控制器生成的所述处理数据，显示直流电的大小与方向。

【技术特征摘要】
1.一种直流电流方向检测装置，其特征在于，包括：节点电压输入电路、微控制器和LED电路；所述节点电压输入电路包括多个节点，所述多个节点与外部输入电路连接，产生若干节点电压；所述节点电压输入电路与所述微控制器连接；所述微控制器用于将所述若干节点电压转换成对应的电压数据后，对若干所述电压数据进行对比；所述微控制器还用于完成所述电压数据的对比后，生成处理数据；所述微控制器与所述LED电路连接；所述LED电路用于通过接收所述微控制器生成的所述处理数据，显示直流电的大小与方向。2.根据权利要求1所述的一种直流电流方向检测装置，其特征在于，所述微控制器用于将若干节点电压转换成对应的电压数据后，对若干所述电压数据进行对比，具体为：若干所述电压数据组成数据链；所述微控制器根据所述数据链，对两两相邻的所述电压数据进行对比检测；若所述微控制器检测到两个相邻的所述电压数据相等，则两个相邻的所述电压数据对应的节点间无电流流入；若所述微控制器检测到所有的所述电压数据均相等，则所述微控制器判断所述节点电压输入电路无电流流入；若所有所述电压数据中存在不相等的一组电压数据，则所述微控制器判断不相等的一组所述电压数据对应的节点间有电流流入，并在所有所述电压数据对比结束后，查找所有所述电压数据中的起始电压数据；完成所有所述电压数据中的所述起始电压数据查找后，所述微控制器以所述起始电压数据为起始点，利用所述起始电压数据与左右两边的所述电压数据进行比较；所述起始电压数据为所有被查找的所述电压数据中数值最大的所述电压数据。3.根据权利要求2所述的一种直流电流方向检测装置，其特征在于，所述微控制器以所述起始电压数据为起始点，利用所述起始电压数据与左右两边的所述电压数据进行比较，具体为：若所述起始电压数据的数量不唯一时，则相邻的所述起始数据中，所述微控制器以最左端的所述起始数据向左进行所述电压数据比较，以最右端的所述起始数据向右进行所述电压数据比较；若所述起始电压数据数量唯一且处于所述数据链的最右端时，则所述起始电压数据向左进行所述电压数据比较；若所述起始电压数据数量唯一且处于所述数据链的最左端时，则所述起始电压数据向右进行所述电压数据比较；若所述起始电压数据数量唯一且不处于所述数据链的最右端和最左端时，则所述起始电压数据先向左进行电压数据比较，再向右进行电压数据比较。4.根据权利要求3所述的一种直流电流方向检测装置，其特征在于，所述起始电压数据向左进行电压数据比较，具体为：所述微控制器创建一个数组作为当前数组；所述当前数组将所述起始电压数据作为当前电压数据，向左比较下一个所述电压数据；所述数组以所述起始电压数据为起始点，向左比较所述起始电压数据的下一个所述电压数据；若被比较的所述电压数据小于所述当前电压数据，则将所述当前电压数据储存在所述数组中的第一位；将被比较的所述电压数据排在所述起始电压数据之后储存到所述数组，并将被比较的所述电压数据作为所述当前电压数据；将所述当前电压数据继续向左比较，若所述当前电压数据大于比较的所述电压数据，则将被比较的所述电压数据排在所述当前电压数据之后储存到所述数组，并将被比较的所述电压数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓筠，陈崇辉，
申请(专利权)人：华南理工大学广州学院，
类型：发明
国别省市：广东,44