[0017] 图1为本发明的整体电路示意图;
[0018] 图2为图1中的电源模块电路示意图;
[0019] 图3为图1中的GPS模块电路示意图;
[0020] 图4为图1中的铱星模块电路示意图;
[0021] 图5为图1中的超亮LED模块电路示意图;
[0022] 图6为图1中的主控模块电路示意图。具体实施方式:
[0023] 如图1所示,本发明包括电源模块电路1、GPS模块电路2、铱星模块电路3、超亮LED模块电路4,主控模块电路5。
[0024] 如图2所示,电源模块电路1提供3.0V、5.0V、12V电压,为系统中的不同功能模块提供不同的电压的电源。GPS模块电路2由电源模块电路1提供3.0V的电源,并将接收到的GPS数据通过串口传送给主控模块电路5。铱星模块电路3由电源模块电路1提供5.0V的电源,并通过串口与主控模块电路5交互数据。超亮LED模块电路4由电源模块电路1提供12V的电源,主控模块电路2通过NPN三极管Q2来控制LED的亮灭。主控模块电路5用于控制外围模块以及与其他模块之间通信,由电源模块电路1提供3.0V的电源。
[0025] 如图2所示,电源电路包括第一电源转换芯片IC1、第二电源转换芯片IC2、第三电源转换芯片IC3,发光二极管D1、第二二极管D2,第一电感L1、第二电感L2,电阻R1、R2、R3、R4,钽电容C1、C3、C4、C8、C9、C10,瓷片电容C2、C5、C6、C7。第一电源转换芯片IC1采用SP6205-3.0,第二电源转换芯片IC2采用TI公司的TPS61085,第三电源转换芯片IC3采用TI公司的TPS63002,电阻R1的阻值为510Ω、R2的阻值为47kΩ、R3的阻值为200kΩ、R4的阻值为22kΩ,钽电容C1的值为10uF、钽电容C2的值为10nF、钽电容C3的值为10uF、钽电容C4的值为10uF,钽电容C8的值为100uF、钽电容C9的值为10uF、钽电容C10的值为10uF,瓷片电容C5的值为1uF、瓷片电容C6的值为100nF、瓷片电容C7的值为1.1uF,第一电感L1的值为3.3uH、第二电感L2的值为2.2uH。
[0026] 电源模块电路有三部分组成,分别提供不同的电压:3.0V、5.0V以及12V。第一电源转换芯片IC1的1号管脚与钽电容C1正极相连,并作为输入端,与电池组正极相连。第一电源转换芯片IC1的3号管脚作为使能端与第一电源转换芯片IC1的1号管脚相连。第一电源转换芯片IC1的5号管脚为3.0V电压输出端,与钽电容C3的正极、电阻R1的一端相连。电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连,第一电源转换芯片IC1的4号管脚与瓷片电容C2的一端相连。钽电容C1和C3的负极、第一电源转换芯片IC1的2号管脚和瓷片电容C2的另一端、发光二极管D1的阴极接地。第二电源转换芯片IC2的6号管脚与钽电容C4的正极、瓷片电容C5的一端、第一电感L1的一端相连,并作为输入端,与电池组的正极相相连。第二电源转换芯片IC2的3号和7号管脚与6号管脚相连,第二电源转换芯片IC2的5号管脚与第一电感L1的另一端,二极管D4的阳极相连。第二电源转换芯片IC2的2号管脚与电阻R3和R4的一端相连。第二电源转换芯片IC2的1号管脚与电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端与瓷片电容C7的一端相连。第二电源转换芯片IC2的8号管脚与瓷片电容C6的一端相连。第二二极管D2的阴极与电阻R3的另一端,钽电容C8的正极相连,并引出作为12V电源输出端。钽电容C4和C8的负极、瓷片电容C5、C6和C7的另一端、第二电源转换芯片IC2的4号管脚、电阻R4的另一端接地。第三电源转换芯片IC3的5号管脚与钽电容C9的正极相连,并作为输入端,与外接电池组的正极相连。第三电源转换芯片IC3的6号、7号、8号管脚与5号管脚相连。第三电源转换芯片IC3的4号管脚与第二电感L2的一端相连。第三电源转换芯片IC3的2号管脚与第二电感L2的另一端相连,并引出作为整个电源模块电路的+5V的输出端。第三电源转换芯片IC3的1号管脚作为输出端,与钽电容C10的正极相连。第三电源转换芯片IC3的10号管脚与1号管脚相连。钽电容C9和C10的负极、第三电源转换芯片IC3的9号和3号管脚接地。
[0027] 如图3所示,GPS模块电路包括GPS芯片IC4、2个电阻R5和R6、第三电感L3、第三二极管D3、5个瓷片电容C11、C12、C13、C14和C15、PMOS管Q1构成。GPS芯片IC4采用Ublox公司的NEO-6M模块。PMOS管Q1的型号为Si2301,电阻R5的阻值为510Ω、R6的阻值为10Ω,瓷片电容C11的值为100nF、瓷片电容C12的值为100nF、瓷片电容C13的值为100nF、瓷片电容C14的值为100nF、瓷片电容C15的值为100nF、第三电感L3的值为27nH。
[0028] GPS模块电路由GPS芯片IC4、两个电阻R5和R6、第三电感L3、第三二极管D3、5个瓷片电容C11、C12、C13、C14和C15、PMOS管Q1构成。GPS芯片IC4的22号管脚与第三二极管D3的阴极相连。第三二极管D3的阳极与电阻R5的一端相连。GPS芯片IC4的11号管脚为GPS天线信号输出端,与第三电感L3的一端相连。GPS芯片IC4的9号管脚与电阻R6的一端相连。电阻R6的另一端与第三电感L3的另一端相连。GPS芯片IC4的8号管脚与9号管脚相连。PMOS管的3号管脚与GPS芯片IC4的23号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的一端相连。电阻R5的另一端、PMOS管Q1的2号管脚与电源模块电路中输出的3.0V端相连。GPS芯片IC4的7号、10号、12号、13号、24号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的另一端接地,GPS芯片IC4的1号、2号、3号、4号、5号、6号、14号、15号、16号、17号、18号、19号管脚悬空。GPS芯片IC4的21号管脚与主控芯片IC7的30号管脚相连,GPS芯片IC4的20号管脚与主控芯片IC7的31号管脚相连,GPS模块电路中的PMOS管Q1的1号管脚与主控芯片IC7的32号管脚相连。
[0029] 如图4所示,铱星模块电路由铱星模块IC5、2个电阻R7和R8、发光二极管D4、SMA天线座J1、4个瓷片电容C16、C17、C19、C20和1个超级电容C18构成。铱星模块IC5采用铱星公司的SBD9602模块,电阻R7的阻值为0Ω、电阻R8的阻值为510Ω,瓷片电容C16的值为100nF、瓷片电容C17的值为100nF、瓷片电容C19的值为100nF、瓷片电容C20的值为100nF、超级电容C18的值为3.0F。
[0030] 铱星模块IC5的1号和2号管脚作为电源输入端,与电源电路中5.0V电源输出端相连。铱星模块IC5的19号管脚与电阻R7的一端相连,电阻R7的另一端与主控芯片IC7的15号管脚相连。铱星模块IC5的20号管脚与电阻R8的一端相连。铱星模块IC5的21号管脚与SMA天线座的1号管脚相连。电阻R8的另一端与发光二极管D4的阳极相连。瓷片电容C16、C17、C19、C20的一端、超级电容C18的正极与电源模块电路中5.0V电源输出端相连。铱星模块IC5的3号、4号、8号、15号、18号管脚、发光二极管D4的阴极、SMA天线座J1的2号、3号、4号、5号管脚、瓷片电容C16、C17、C19、C20的另一端、超级电容C18的负极接地,铱星模块IC5的9号、10号、12号、14号、16号、17号管脚悬空。
[0031] 如图5所示,超亮LED模块电路由电解电容C21、两个电阻R9和R10、NPN三极管Q2以及超亮LED灯珠IC6构成。其中,超亮LED灯珠IC6采用MRUIZM公司的MR-G4GDGL05-3W,NPN三极管Q2的型号为S9013,电阻R9的阻值为100Ω、电阻R10的阻值为0Ω、电解电容C21的值为10mF。
[0032] 电解电容C21的正极、超亮LED灯珠IC6的1号管脚与电源模块电路中12V电源输出相连。超亮LED灯珠IC6的2号管脚与电阻R10的一端相连。电阻R10的另一端与NPN三极管Q2的3号管脚相连。NPN三极管Q2的2号管脚与电阻R9的一端相连。电阻R9的另一端与主控芯片IC7的29号管脚相连。电解电容C21的负极、NPN三极管Q2的1号管脚接地。
[0033] 如图6所示,主控模块电路由主控芯片IC7、晶振Y1、6个瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26和C27、仿真接口J2构成。主控芯片IC7采用ST公司的STM32F101CBT6单片机,瓷片电容C22的值为30pF、瓷片电容C23的值为30pF、瓷片电容C24的值为100nF、瓷片电容C25的值为100nF、瓷片电容C26的值为100nF、瓷片电容C27的值为100nF。
[0034] 主控芯片IC7的9号、24号、36号、48号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出端相连。主控芯片IC7的5号管脚与晶振Y1的一端、瓷片电容C22一端相连,主控芯片IC7的6号管脚与晶振Y1的另一端、瓷片电容C23的一端相连。瓷片电容C24、C25、C26、C27的一端、仿真接口J2的3号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出相连。瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26、C27的另一端、主控芯片IC7的8号、20号、23号、35号、44号、47号管脚、仿真接口J2的4号管脚接地。主控芯片IC7的10号管脚与铱星模块IC5的11号管脚相连。主控芯片IC7的11号管脚与铱星模块IC5的13号管脚相连。主控芯片IC7的12号管脚与铱星模块IC5的7号管脚相连。主控芯片IC7的13号管脚与铱星模块IC5的6号管脚相连。主控芯片IC7的14号管脚与铱星模块IC5的5号管脚相连。主控芯片IC7的30号管脚与GPS芯片IC4的21号管脚相连。主控芯片IC7的31号管脚与GPS芯片IC4的20号管脚相连。主控芯片IC7的32号管脚与GPS模块电路中的PMOS管Q1的1号管脚相连。
主控芯片IC7的34号管脚与仿真接口J2的2号管脚相连。主控芯片IC7的37号管脚与仿真接口J2的1号管脚相连,主控芯片IC7的1号、2号、3号、4号、7号、16号、17号、18号、
19号、21号、22号、25号、26号、27号、28号、33号、38号、39号、40号、41号、42号、43号、
45号、46号管脚悬空。
[0035] 本发明可搭载在任何一个需要回收的深海设备上,无需额外的供电电源,作为一个独立的模块与需要回收设备绑定即可,最大工作深度可达4000米。本发明的设备在海面上工作时,最长工作时间可达20天。GPS定位数据可以保证设备无论在何时何地都能获取大致的位置数据,超亮LED灯珠提示可以辅助设备在近距离或能见度较低的环境下搜索。
[0036] 本发明的具体参数如下:
[0037] 最大工作深度:4000m;
[0038] 工作电压:3.3V——4.2V;
[0039] 电池容量:20Ah;
[0040] 工作时长:3年水下、20天水面工作、2000条铱星发送数据;
[0041] 工作温度:-30℃——+85℃。