环路车检器原理图 — LC 振荡 + 频率计数方案(推荐①)
信号链:环形线圈 → 浪涌保护 → 匹配变压器 → 谐振/考毕兹振荡 → 比较器整形 → MCU 测频判车 → 光耦隔离 → 继电器输出
VCC 5V
GND
GND(电源地)
路面(切割槽)
环形线圈 3~5 匝
L≈50~200μH(待现场验证)
引线(双绞屏蔽 ≤20m)
A
B
浪涌保护
TVS1
RV1
T1 匹配变压器 1:1~1:2
C1 谐振电容
100~470pF
Cc1 10pF
考毕兹振荡器(基极调谐)
Rb1 100k
Rb2 47k
C3 100p
Q1
S9018
Rc 2.2k
Lx 谐振
C2 100p
Cc2
U1 比较器(带回差)
+
−
Vref 分压
(R3/R4)
方波输出 f≈f₀
MCU
STM32/GD32F103
· 定时器输入捕获测周期
· f = Fclk / period → Δf
· 数字滤波 + 消抖
· 灵敏度阈值(多档)判断
· 存在/通过 状态机
· 基准频率慢速自适应(抗温漂)
· 继电器输出 + 自检/看门狗
PA0 捕获
PA1
D2 状态LED
R6 限流
VDD 3.3V
U2 光耦
R5
Q2
N-MOS
D
S
K1
NO
NC
COM
→ 道闸/PLC
K1 线圈接 VCC(或外供)
电源与保护
VIN 12~24V
D1 防反接
TVS2 吸收浪涌
U3 LDO 5V
U4 LDO 3.3V
Cin
C5
C6
元件图例
L 电感(线圈符号)
C 电容
R 电阻
TVS 双向
NPN 三极管
MOS
继电器
关键设计点:① 环路经匹配变压器隔离耦合,直连会受地环路干扰;② 谐振电容 C1 决定频段,频率 f₀≈1/(2π√(LC));③ 灵敏度=Δf 阈值,建议多档可调 + 回差;④ 基准频率上电自学习 + 慢速跟踪,抗温漂;⑤ 输出必须光耦隔离,防浪涌反灌烧 MCU;⑥ 软件加看门狗,继电器粘连检测。
⚠️ 数值为典型参考:线圈电感取决于尺寸/匝数/引线长度,谐振频率推荐 20~150kHz(越低抗干扰越差、灵敏度越高,需现场折中)。