本實(shí)用新型涉及傾角測量儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種新型超低功耗傾角測量儀。
背景技術(shù)：
傾角測量儀可廣泛應(yīng)用于鐵路測量、汽車制造、道路橋梁檢測、電力監(jiān)控、生物制造、鉆井機(jī)械等工業(yè)自動化多種領(lǐng)域，但是目前大多數(shù)傾角測量儀的穩(wěn)定性較低且耗電量大，工作時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)電量供應(yīng)不足的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有的傾角測量儀的技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供一種新型超低功耗傾角測量儀，使用方便，每按一次測試健，對供電電容進(jìn)行一次充電，便可以進(jìn)行斜面傾角的測量并顯示，實(shí)現(xiàn)了超低功耗的設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種新型超低功耗傾角測量儀，包括兩級升壓模塊、穩(wěn)壓降壓模塊、單片機(jī)、三位加速度傳感器和段碼液晶顯示屏；兩級升壓模塊電連接穩(wěn)壓降壓模塊，穩(wěn)壓降壓模塊電連接單片機(jī)，單片機(jī)電連接三位加速度傳感器，單片機(jī)和三位加速度傳感器電連接段碼液晶顯示屏。
所述兩級升壓模塊由兩個(gè)低功耗芯片組成，芯片是型號是TPS61070和TPS61040。
所述穩(wěn)壓降壓模塊包含TPS54331芯片。
所述單片機(jī)的型號是430F4152。
所述三位加速度傳感器的型號是ADXL345。
所述段碼液晶顯示屏是LCD段碼液晶顯示屏。
所述單片機(jī)電連接測試按鈕。
本實(shí)用新型中，兩級升壓模塊給電容充電至25V，電壓經(jīng)過濾波后被穩(wěn)壓降壓模塊將至2.4V供單片機(jī)穩(wěn)定工作；三維加速度傳感器采集到數(shù)值經(jīng)數(shù)學(xué)計(jì)算后得到斜面的傾角，顯示部分由低功耗數(shù)碼液晶完成，最后單片機(jī)將處理完的傾角值和x、y、z軸上的重力加速度分量送至段碼液晶顯示屏上顯示。
本實(shí)用新型的有益效果是，一種新型超低功耗傾角測量儀，使用方便，每按一次測試健，對供電電容進(jìn)行一次充電，便可以進(jìn)行斜面傾角的測量并顯示，實(shí)現(xiàn)了超低功耗的設(shè)計(jì)。
附圖說明
構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)圖
圖中1.兩級升壓模塊，2.穩(wěn)壓降壓模塊，3.單片機(jī)，4.三位加速度傳感器，5.段碼液晶顯示屏，6.測試按鈕。
具體實(shí)施方式
參照附圖，一種新型超低功耗傾角測量儀，包括兩級升壓模塊1、穩(wěn)壓降壓模塊2、單片機(jī)3、三位加速度傳感器4和段碼液晶顯示屏5；兩級升壓模塊1電連接穩(wěn)壓降壓模塊2，穩(wěn)壓降壓模塊2電連接單片機(jī)3，單片機(jī)3電連接三位加速度傳感器4，單片機(jī)3和三位加速度傳感器4電連接段碼液晶顯示屏5。
所述兩級升壓模塊1由兩個(gè)低功耗芯片組成，芯片是型號是TPS61070和TPS61040。所述穩(wěn)壓降壓模塊2包含TPS54331芯片。
所述單片機(jī)3的型號是430F4152。
所述三位加速度傳感器4的型號是ADXL345。
所述段碼液晶顯示屏5是LCD段碼液晶顯示屏。
所述單片機(jī)3電連接測試按鈕6。
本實(shí)用新型中，兩級升壓模塊1給電容充電至25V，電壓經(jīng)過濾波后被穩(wěn)壓降壓模塊2將至2.4V供單片機(jī)穩(wěn)定工作；三維加速度傳感器4采集到數(shù)值經(jīng)數(shù)學(xué)計(jì)算后得到斜面的傾角，顯示部分由低功耗數(shù)碼液晶完成，最后單片機(jī)3將處理完的傾角值和x、y、z軸上的重力加速度分量送至段碼液晶顯示屏5上顯示。
一、理論分析與計(jì)算
1.電容放電時(shí)間及低功耗
電容的放電公式：
其中τ＝RC1，U0＝25V。
R為負(fù)載電阻；衰減至Uc＝0V，實(shí)際中需要3τ的時(shí)間，電容放電結(jié)束。經(jīng)計(jì)算，C1＝2200μF時(shí)，t＝120s，則可以完成60s的要求。同理，當(dāng)C1＝100μF時(shí)，t＝8s。
2.坐標(biāo)與顯示
ADXL345三軸加速度傳感器4內(nèi)部有AD模塊，讀出數(shù)字信號存入數(shù)組data[3]，并通過公式
Ax＝data[0]×9.8
Ay＝data[1]×9.8
Az＝data[2]×9.8
得到了x、y、z軸的加速度Ax，Ay，Az。然后通過公式：
得到Y(jié)軸方向的傾角，即要求的測量傾斜角度的方向。然后把測得的數(shù)據(jù)Ax，Ay，Az，0分別送給低功耗段碼液晶顯示屏5顯示出來。
二、硬件電路設(shè)計(jì)
升壓模塊：采用TI芯片實(shí)現(xiàn)兩級升壓。
芯片TPS61070，可以實(shí)現(xiàn)高效同步升壓轉(zhuǎn)換，此芯片采用同步整流器的固定頻率、脈寬調(diào)制的控制旨在實(shí)現(xiàn)最高的效率，當(dāng)采用1.8V的輸入電壓時(shí)，在3.3V電壓下可提供150mA輸出電流。器件輸入電壓范圍是0.9-5.5V，輸出電壓可高達(dá)5.5V，靜態(tài)電流為19A，停機(jī)時(shí)負(fù)載斷開，實(shí)現(xiàn)了超低功耗，此外還有過溫保護(hù)。此系統(tǒng)利用此芯片將1.5V電壓升至5.5V。TPS61040，TI低功耗boost型升壓開關(guān)電源芯片，可以將輸入范圍在1.8-6V的電壓升至28V，且靜態(tài)電流在28，關(guān)斷電流為I，實(shí)現(xiàn)了低功耗且升壓作用明顯。所以我們用此芯片和此后穩(wěn)壓硬件電路將5.5V電壓升至25V，來給電容充電。
降壓模塊：采用TI芯片實(shí)現(xiàn)降壓，穩(wěn)定輸出2.4V給單片機(jī)3供電。
芯片TPS54331是高效率低功耗TI降壓穩(wěn)壓芯片，效率高達(dá)90％以上，停機(jī)電流為1。另外，采用開關(guān)脈寬調(diào)制方式，外圍應(yīng)用電路簡單，而且有過壓保護(hù)功能。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)中利用此芯片，將電容輸出的25V電壓穩(wěn)定輸出2.4V給單片機(jī)3供電。
整個(gè)系統(tǒng)的供電由2200pf的電容提供，有一節(jié)1.5v的干電池對其進(jìn)行充電，從而實(shí)現(xiàn)了超低功耗的設(shè)計(jì)。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。