CN115968105A - 一种电路连接接口的电气次序、布局方式及用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开的电路连接接口，其特征在于，包括顺序排列的五个/排引脚，依次连接的电气信号以符号表示的次序为ABCAB。单独连接一个3pin的电路模块时，一组ABCAB接口有两个脚位A和B空置/冗余。每一组ABCAB接口通过冗余两个脚位A和B实现ABC(CBA)/ACB(BCA)/BAC(CAB)正反序六种3pin电路模块的兼容。本发明还公开了该电路连接接口的应用。本发明结构简单，生产容易，兼容性好，能显著降低开发板、扩展板的兼容性成本，在相同面积下扩展兼容3pin电路模块的范围和灵活性，较现有的技术具有很大的进步。

Description

一种电路连接接口的电气次序、布局方式及用途

技术领域

本发明涉及一种电子电路制板设计连接接口的技术领域，特别涉及一种用于电路开发板连接3pin不同电气信号的电路模块的预留接口及连接用途。

背景技术

各种开发板成为开源硬件、半开源硬件的主流已逾十载，开发板上用于和传感器连接的预留接口，常见有排针、排母或免焊接连接座。但无论采用哪种物理器件，自开发板及开源硬件兴起至今，市面上所有已知的开发板都未能很好的解决连接的易用性问题。例如：

Arduino、树莓派等一众开发板需要通过杜邦线连接外部电路模块。而以杜邦线为代表的临时连接线，经常因为调整顺序需要扭曲、撕裂等损伤行为去连接而造成松动使得开发测试时产生意外和不便，所以才需要外插一块扩展板，用以将输入输出引脚单独引出，但目前已知的扩展板引出的引脚在排列上常常只适用于特定传感器的连接，换一种传感器，就会因为传感器引脚电气顺序的定义不同而不便于直接连接。

除了LoRa、NRF通信模块为代表的多pin的电路模块，以及I2C、串口为代表的4pin的电路模块，剩下的最常见的就是3pin的传感器模块。但是3pin传感器的供电输入脚VCC和GND，以及信号输出脚Signal_OUT，其在出厂时的电气排序没有统一的标准，按VGS、GVS、VSG的次序正反向六种顺序都有，要兼容这样的六种排序，对于引出脚稀缺的开发板一直以来是一个困扰。

除了3pin的传感器模块，需要开发板提供信号输出的模块，例如WS2812彩灯模块，其信号脚为信号输入脚Signal_IN，在和开发板连接时，同样要解决上述排序不统一的问题。

目前已知的针对上述问题的解决方案，一种公开的方式是：在布线设计时同时提供VGS\GVS\VSG三种分开的独立母座或排针，但这样的3x3pin接口设计会显著增加电路板的面积和设计布线的复杂度。还有一种公开的方式是使用跳线帽，但这样的设计依旧避免不了上述不便。

本申请人自费研发无土栽培种植系统之后，为持续改进无土栽培为基础的物联网种植系统，长期专注于电子电路的设计和制作以及大数据分析。在长期设计电路、EDA绘图、PCB制作和开发板使用的实践中，重新设计了输入输出IO引脚在开发板、扩展板上的布局和布线方式，将该创新设计应用于Arduino、树莓派、ESP32开发板以及自制的其他功能电路板上都获得了相较于市面已有开发板、扩展板更方便更舒适的连接体验和广泛的使用前景。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种连接接口以兼容3pin不同电气信号的电路模块的多种电气引脚排序。

本发明所要解决的技术问题是提供方便、通用、兼容电气引脚次序变化的3pin电路模块的连接接口。

作为本发明第一方面的连接接口，包括依ABCAB次序排列的五个/组引脚。

在本发明的一个优选实施例中，五个/排引脚依ABCAB的顺序组合排列，其中A、B、C是VCC、GND、Signal中的任意一路，即VGSVG\SVGSV\GSVGS效果是等同的，仅依具体布线条件产生差异，具体在实施例中，VGSVG(GVSGV)优于SVGSV(VSGVS)\GSVGS(SGVSG)四种的好处在于，当没有开发板自带引脚的复用时，只有一个/排S信号，布线更简洁、容易。

在本发明的一个优选实施例中，五个/排引脚的每一个/排可以是空焊盘、金手指、排针、排母、免焊接连接件以及以上的组合等，和具体器件的物理结构、型号和分类无关，仅和五个/排引脚的电气引脚次序和布局有关。

在本发明的一个优选实施例中，五个/排引脚可以通过插针、排母等直接和3pin的电路模块连接，也可以通过杜邦线、排线等间接连接，和具体的连接方式无关，仅和五个/排引脚的电气引脚次序和布局有关。

在本发明的一个优选实施例中，五个/排引脚之间的引脚间距可以是2mm、2.54mm、5.08mm及其他常见的电器连接座间距，和间距具体值无关，仅和五个/排引脚的电气次序和布局有关。

在本发明的一个优选实施例中，五个/排引脚在极端情况下，单独一个接口有两个以上的物理引脚，但就电气属性而言，同属一路电气信号，例如具有两个插针脚的免焊接接线座。

在本发明的一个优选实施例中，五个/排引脚用三种不同颜色的塑胶外壳以示区分，也可以使用相同颜色的塑胶外壳，仅以电路板丝印区分，和塑胶外壳的颜色无关，仅和五个/排引脚的引脚次序和布局有关。

在本发明的一个优选实施例中，五个/排引脚用于PCB开发板/扩展板的布线设计，也可以用于柔性电路板FPC的布线设计，和电路板的物理材质无关，仅和五个/排引脚的电气次序和布局有关。

本发明的连接接口及排序兼具结构通用，成本低的优点，用以制作开发板、扩展板等电子电路的预留连接接口，具有制作简便、生产便宜的优点。

附图说明

图1为本发明的连接接口的一种具体实施方式的结构示意图。

图2为本发明的连接接口的一种具体实施方式的外部连接示意图。

具体实施方式

参见图1，图中所示的电路连接接口的次序、布局和电气连接方式，包括Arduino扩展板100上依ABCAB顺序排列在一起的五个/排纵向的排针200和五个/排纵向的排母300。当A\B\C分别与5V\GND\Signal脚位连通时，得到VGSVG的五个/排纵向的连接接口400。

为了兼容Arduino已经约定俗成的通用引脚布局，在布线设计时，可以保留Arduino原有的引脚位置和引脚的电气定义，如方孔焊盘500所示，也可以仅用VSGVS\GSVGS的排序布局方式。

参见图2，为了连接3pin的传感器，一种实施例是当超声传感器800的引脚出厂设置为SVG顺序时，应当连接在Arduino扩展板100的五个/排接口400的对应顺序SVG600上。当传感器900的引脚出厂设置为VGS顺序，连接在Arduino扩展板100的五个/排接口400的对应顺序SVG700上。其他四种出厂顺序的3pin电路模块，都可以方便地在5个/排接口找到所匹配的三联位置连接。

本发明的电路连接接口用于电路板设计中的3pin不同信号的电路模块的连接。

本发明的电路连接接口结构简单，成本低，用以制作开发板、扩展板，具有生产简单，连接方便，兼容性好的优点。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.电路连接接口，其特征在于，包括顺序排列的五个/排引脚，依次连接的电气信号以符号表示的次序为ABCAB。

2.如权利要求1所述的连接接口，其特征在于，连接的电气信号以符号区分的次序为ABCAB,单独连接一个3pin的电路模块时，一组ABCAB接口有两个脚位A和B空置/冗余。

3.如权利要求2所述的电路连接接口，其特征在于，在每一组ABCAB接口通过冗余两个脚位A和B实现ABC(CBA)/ACB(BCA)/BAC(CAB)正反序六种3pin电路模块接口的兼容。

4.如权利要求1至3任一项权利要求所述的连接接口，其特征在于，五个/排引脚的每一个/排可以是空焊盘、金手指、排针、排母、免焊接连接件以及以上的组合等，和具体器件的物理结构、型号和分类无关，仅和五个/排引脚的电气引脚次序和布局有关。

5.如权利要求1至3任一项权利要求所述的连接接口，其特征在于，五个/排引脚可以通过插针、排母等直接和3pin的电路模块连接，也可以通过杜邦线、排线等间接连接，和具体的连接方式无关，仅和五个/排引脚的电气引脚次序和布局有关。

6.如权利要求1至3任一项权利要求所述的连接接口，其特征在于，五个/排引脚之间的引脚间距可以是2mm、2.54mm、5.08mm及其他常见的电器连接座间距，和间距具体值无关，仅和五个/排引脚的电气次序和布局有关。

7.如权利要求1至3任一项权利要求所述的连接接口，其特征在于，五个/排引脚在极端情况下，单独一个接口有两个以上的物理引脚，但就电气属性而言，同属一路电气信号，例如具有两个插针脚的免焊接接线座。

8.如权利要求1至3任一项权利要求所述的连接接口，其特征在于，五个/排引脚用三种不同颜色的塑胶外壳以示区分，也可以使用相同颜色的塑胶外壳，仅以电路板丝印区分，和塑胶外壳的颜色无关，仅和五个/排引脚的引脚次序和布局有关。

9.权利要求1至3任一项权利要求连接接口在电子电路制板中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述连接接口及电气次序用于设计、制作和销售开发板、功能扩展板、教学电路板。

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