CN106095710B - 一种空调用多功能信号转接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调用多功能信号转接装置，包括RS485接口芯片、UART‑USB转换芯片、第一拨码开关、第二拨码开关、以及第三拨码开关，所述RS485接口芯片的接收端和发送端其中一路分别通过所述第一拨码开关与UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接，另外一路分别通过所述第二拨码开关与所述UART‑USB转换芯片的差分信号输入端连接，所述UART‑USB转换芯片的差分信号输入端另外一路通过所述第三拨码开关与所述UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接，所述UART‑USB转换芯片的USB信号输出端与USB插座连接。本转接装置能够将空调外机控制板上的UART接口或485接口与PC机的USB接口相连，在PC机上即可完成数据采集，操作简单、可靠，减小了人工监控的工作量，同时提高了数据采集的准确性。

Description

一种空调用多功能信号转接装置
技术领域
本发明属于信号转接技术领域，具体的说，涉及一种空调用多功能信号转接装置。
背景技术
在空调产品的开发调试过程中需要全面了解空调运行工作情况，记录相关数据参数。目前，此项工作一般由实验人员人工观察记录实验数据，且有些数据还需要使用示波器等设备才能观察到，为此需要投入大量的人力，且人工记录数据，数据准确性较低。
发明内容
本发明为了解决现有空调产品的开发调试过程中参数采集需要人工采集记录，可靠性差及采集不方便的技术问题，提出了一种空调用多功能信号转接装置，可以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种空调用多功能信号转接装置，包括RS485接口芯片、UART-USB转换芯片、第一拨码开关、第二拨码开关、以及第三拨码开关，所述RS485接口芯片的接收端和发送端其中一路分别通过所述第一拨码开关与UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接，另外一路分别通过所述第二拨码开关与所述UART-USB转换芯片的差分信号输入端连接，所述UART-USB转换芯片的差分信号输入端另外一路通过所述第三拨码开关与所述UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接，所述UART-USB转换芯片的USB信号输出端与USB插座连接，所述RS485接口芯片的差分信号输入端与RS485插座连接。
进一步的，所述RS485接口芯片与UART插座之间还设置有隔离模块。
进一步的，所述隔离模块为双通道数字隔离器，所述RS485接口芯片的接收端和发送端分别通过所述双通道数字隔离器的两个通道与UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接。
进一步的，所述RS485接口芯片的差分信号输入端与RS485插座之间连接有保险丝。
进一步的，还包括第四拨码开关，所述第四拨码开关与所述保险丝并联。
进一步的，所述RS485接口芯片的差分信号输入端还连接有TVS管。
进一步的，所述RS485接口芯片的使能端通过光耦隔离器与RS485插座的使能端连接。
进一步的，所述UART-USB转换芯片的USB信号指示端通过发光二极管与电源连接。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的空调用多功能信号转接装置，能够将空调外机控制板上的UART接口或485接口与PC机的USB接口相连，利用USB接口具有的即插即用和热插拔的能力可以给UART接口和485接口设备提供非常容易使用的环境，UART接口或485接口传输出空调运行过程中的数据参数，在PC机上即可完成数据采集。该装置操作简单、可靠，减小了人工监控的工作量，同时提高了数据采集的准确性。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的空调用多功能信号转接装置的一种实施例原理方框图；
图2是本发明所提出的空调用多功能信号转接装置的一种实施例电路原理图；
图3是本发明所提出的空调用多功能信号转接装置的一种实施例中局部电路原理图；
图4是本发明所提出的空调用多功能信号转接装置当两个转换装置连接时状态图。
具体实施方式
空调外机控制板上一般设置有UART插座或者RS485插座，无法与PC及直接连接进行数据传输，目前存在人工抄读容易出错的问题，本发明提出了一种空调用多功能信号转接装置，能够实现UART信号转485信号、UART信号转USB信号和485信号转USB信号，可以根据实际需要选择切换，电路结构简单，安全可靠。
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、完整地描述，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做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。
实施例一，本实施例提出了一种空调用多功能信号转接装置，如图1所示，包括RS485接口芯片、UART-USB转换芯片、第一拨码开关、第二拨码开关、以及第三拨码开关，RS485接口芯片的接收端和发送端其中一路分别通过第一拨码开关与UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接，另外一路分别通过第二拨码开关与UART-USB转换芯片的差分信号输入端连接， UART-USB转换芯片的USB信号输出端与USB插座连接， RS485接口芯片的差分信号输入端与RS485插座连接。本实施例空调多功能信号转接装置的工作原理是：当信号转换装置要实现UART信号转485信号功能时，第一拨码开关设置为ON状态，第二拨码开关、第三拨码开关设置为OFF状态。空调外机控制板通过UART插座向RS485接口芯片发送数据，RS485接口芯片输出差分信号并通过RS485插座输出，实现了UART信号转485信号功能。当信号转换装置要实现UART信号转USB信号功能时，第一拨码开关、第二拨码开关设置为OFF状态，第三拨码开关设置为ON状态,空调外机控制板通过UART插座经第三拨码开关向UART-USB转换芯片发送数据，UART-USB转换芯片输出USB差分信号并通过USB插座输出，实现了UART信号转USB信号功能。本实施例的多功能信号转接装置的优势还在于，通过控制拨码开关的导通状态，能够在不改变电路结构的情况下同时实现RS485信号转USB信号的功能，当需要执行此功能时，第一拨码开关的SW1-4和第二拨码开关的SW2-2/3/4设置为ON，其他开关设置为OFF, 空调外机控制板通过RS485插座经第二拨码开关向UART-USB转换芯片发送数据，UART-USB转换芯片输出USB差分信号并通过USB插座输出，实现了RS485信号转USB信号功能。本实施例的空调用多功能信号转接装置，能够将空调外机控制板上的UART接口或485接口与PC机的USB接口相连，利用USB接口具有的即插即用和热插拔的能力可以给UART接口和485接口设备提供非常容易使用的环境，UART接口或485接口传输出空调运行过程中的数据参数，在PC机上即可完成数据采集。该装置操作简单、可靠，减小了人工监控的工作量，同时提高了数据采集的准确性。
如图2所示，为本实施例空调用多功能信号转接装置的一种优选电路原理图，RS-485接口芯片使用TI公司RS-485接口芯片IC1，用于实现UART转485功能。第一拨码开关～第三拨码开关分别为SW1～SW3，RS485接口芯片IC1的接收端RO和发送端DI其中一路分别通过第一拨码开关SW1与UART插座CN1的UART发射端UART-RXD和UART接收端UART-TXD一一对应连接，另外一路分别通过第二拨码开关SW2与UART-USB转换芯片IC2的差分信号输入端RXD和TXD连接， UART-USB转换芯片IC2的USB信号输出端USBDM和USBDP与USB插座连接， RS485接口芯片IC1的差分信号输入端A和B分别与RS485插座CN2连接。
当信号转换装置要实现UART转USB功能时，SW3设置为ON状态，SW1，SW2设置为OFF状态。UART-USB转换芯片IC2使用FTDI公司芯片FT232RL完成。FT232RL芯片1引脚TXD接485-RXD，5引脚RXD接485-TXD，13引脚CBUS2（TXDEN）和14引脚CBUS3（PWREN#）接485-EN，22引脚CBUS1（RXLED#）和23引脚CBUS0（TXLEN#）接USB提示小灯LED2和LED3。可用于观察USB接口数据传输情况。
当信号转换装置要实现485转USB功能时，将SW2-2/3/4，SW1-4设置为ON状态，其他设置为OFF状态即可，当需要连接两个转换装置时，需对匹配电阻设置，只需要将SW1-2设置为ON状态即可。
由于空调的电压不稳定，为了防止空调的电压对所连接的电子器件造成损坏，RS485接口芯片与UART插座之间还设置有隔离模块。将空调与PC机进行电气隔离，提高了转换装置的安全可靠性。
本实施例中，为了降低硬件成本，如图2所示隔离模块优选采用双通道数字隔离器IC3实现，所述RS485接口芯片IC1的接收端和发送端分别通过所述双通道数字隔离器IC3的两个通道与UART插座CN1的UART发射端和UART接收端一一对应连接，双通道数字隔离器IC3用于将UART-TXD，UART-RXD、GND1和485-TXD，485-RXD、GND2隔离开。
为了进一步将空调端与PC端隔离，所述RS485接口芯片的使能端通过光耦隔离器与RS485插座的使能端连接。如图3所示，使用光耦隔离器PC3对UART-EN和485-EN进行了隔离设计。本实施例中，光耦隔离器的型号为PS2561L，大大提高了电路的抗干扰性和安全可靠性。
为了防止瞬间大电流对485插座所连接的器件造成损坏，如图2所示，RS485接口芯片IC1的差分信号输入端与RS485插座CN2之间连接有保险丝FUSE1。当出现瞬间大电流时，保险丝FUSE1熔断，保护后续电子设备。
电路还进一步进行了容错设计，还包括第四拨码开关SW4，第四拨码开关SW4与所述保险丝FUSE1并联。当因瞬间电流过大，熔断器FUSE1断开后，设置拨码开关SW4-2为ON状态，可继续使用本装置。
为了提高转换装置的防静电能力，RS485接口芯片IC1的差分信号输入端还连接有TVS管。如图2所示，优选在485接口处使用3个TVS管Q1，Q2，Q3对电路进行防静电设计，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
当需要连接两个转换装置时，需对匹配电阻设置，如图4所示，将两个信号转换装置的SW4-1设置为ON状态之后，将两个信号转换装置的485接口连接即可。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种空调用多功能信号转接装置，其特征在于：包括RS485接口芯片、UART-USB转换芯片、第一拨码开关、第二拨码开关、以及第三拨码开关，所述RS485接口芯片的接收端和发送端其中一路分别通过所述第一拨码开关与UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接，另外一路分别通过所述第二拨码开关与所述UART-USB转换芯片的差分信号输入端连接，所述UART-USB转换芯片的差分信号输入端另外一路通过所述第三拨码开关与所述UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接，所述UART-USB转换芯片的USB信号输出端与USB插座连接，所述RS485接口芯片的差分信号输入端与RS485插座连接；
所述第一拨码开关包括四个子开关，分别为SW1-1、SW1-2、SW1-3以及SW1-4；
所述第二拨码开关包括四个子开关，分别为SW2-1、SW2-2、SW2-3以及SW2-4；
所述RS485接口芯片的接收端其中一路通过SW1-3与UART插座CN1的UART发射端连接，另外一路通过SW2-4与UART-USB转换芯片的差分信号输入端连接，所述RS485接口芯片的发送端其中一路通过SW1-3与UART插座CN1的接收端连接，另外一路通过SW2-3与UART-USB转换芯片的差分信号发送端连接，所述RS485接口芯片的接收使能端
Figure FDA0004097384000000011
其中一路通过SW1-4与SW2-2连接，另外一路通过SW1-2与使能信号接收端485-EN连接，所述RS485接口芯片的发送使能端DE与SW2-2连接。
2.根据权利要求1所述的空调用多功能信号转接装置，其特征在于：所述RS485接口芯片与UART插座之间还设置有隔离模块。
3.根据权利要求2所述的空调用多功能信号转接装置，其特征在于：所述隔离模块为双通道数字隔离器，所述RS485接口芯片的接收端和发送端分别通过所述双通道数字隔离器的两个通道与UART插座的UART发射端和UART接收端一一对应连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的空调用多功能信号转接装置，其特征在于：所述RS485接口芯片的差分信号输入端与RS485插座之间连接有保险丝。
5.根据权利要求4所述的空调用多功能信号转接装置，其特征在于：还包括第四拨码开关，所述第四拨码开关与所述保险丝并联。
6.根据权利要求1-3任一项所述的空调用多功能信号转接装置，其特征在于：所述RS485接口芯片的差分信号输入端还连接有TVS管。
7.根据权利要求1-3任一项所述的空调用多功能信号转接装置，其特征在于：所述RS485接口芯片的使能端通过光耦隔离器与RS485插座的使能端连接。
8.根据权利要求1-3任一项所述的空调用多功能信号转接装置，其特征在于：所述UART-USB转换芯片的USB信号指示端通过发光二极管与电源连接。
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