CN203012409U - 开关量数据采集模块 - Google Patents
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Abstract
一种数据开关网络领域的开关量数据采集模块，包括：中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路、通讯电路、信号输入隔离电路和电源电路，其中：电源电路分别与信号输入隔离电路、中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路相连接，信号输入隔离电路与中央控制单元电路相连接，中央控制单元电路与通讯隔离电路相连接，通讯隔离电路与通讯电路相连接，中央控制单元电路对应端口与LED驱动控制电路相连接。本实用新型采集精度高、通道多、体积小、成本低、结构简单、便于安装、带有电源隔离和通讯隔离、设计模块化，支持远程网络传输，采用LED灯显示，让工作人员便于直观查看各路采集状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种数据开关网络领域的电路结构，具体是一种开关量数据采集模块。
背景技术
目前电力系统、变电站等领域开关量采集精度低、高低压未曾隔离，严重影响电力工业本身及电力用户的安全。随着电力系统的发展，此采集模块关键器件采用高精度器件，保证了模块的高精度和良好的线性，并且在电源、通讯及输入部分均做了完备的保护措施，确保了模块的安全与稳定。低压电力系统变电站开关量数据采集需求量大（如抽屉柜开关状态）需求通道多，便于安装，成本低，支持远程网络传输，带有电源隔离和通讯隔离。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101135896A，公开日2008-3-5，记载了一种开关量数据采集模块，包括信号输入电路、单片机及外围电路、通讯电路，其中：信号输入电路、通讯电路分别与单片机及外围电路相连，采用单片机采集多路开关量输入信号，也可以采集多路脉冲信号并计数。所有输入信号及通讯网络采用光电隔离，模块通过485网络将数据发送给数据管理模块。但该现有技术没有公开驱动控制电路的设置。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种开关量数据采集模块，采集精度高、通道多、体积小、成本低、结构简单、便于安装、设计模块化，支持远程网络传输，采用LED灯显示，让工作人员便于直观查看各路采集状态。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路、通讯电路、信号输入隔离电路和电源电路，其中：电源电路分别与信号输入隔离电路、中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路相连接，信号输入隔离电路与中央控制单元电路相连接，中央控制单元电路与通讯隔离电路相连接，通讯隔离电路与通讯电路相连接，中央控制单元电路对应端口与LED驱动控制电路相连接。
所述的信号输入隔离电路通过接线端子将采集的外部各信号量通过其芯片SN74HC245锁存后传输到中央控制单元电路中的单片机中；中央处理单元的P3.3~P3.5口来驱动LED驱动控制电路中的控制芯片TM1629C，进而达到对LED灯的控制；通讯隔离电路和中央控制单元电路中的电源进行隔离之后与通讯电路相连接。
所述的中央控制单元电路包括：单片机、晶体振荡器和分别连接于晶体振荡器两端的两个电容，其中：晶体振荡器的两端分别与单片机的输入接口连接。
所述的晶体振荡器的固有频率为11.0592MHz。
所述的两个电容为30PF。
所述的单片机的型号为STC89C54RD+。
所述的LED驱动控制电路包括：驱动控制芯片、并联设置的第一贴片电阻、第二贴片电阻和第三贴片电阻，并联设置的第一贴片电容、第二贴片电容和第三贴片电容，第四贴片电容、第一钽电容及若干LED，其中：第一贴片电阻、第二贴片电阻和第三贴片电阻分别与第一贴片电容、第二贴片电容和第三贴片电容连接且分别与驱动控制芯片的接口相连，第一贴片电阻、第二贴片电阻和第三贴片电阻的一端均与电压源相连，第一贴片电容、第二贴片电容和第三贴片电容的一端均接地，第四贴片电容和第一钽电容并联且该并联电路的一端与驱动控制芯片相连，另一端接地，若干LED分为若干组，每组LED均为并联设置且与驱动控制芯片接口相连。
所述的驱动控制芯片的型号为TM1629C。
所述的通讯隔离电路包括：第一电源模块和钽电容，其中：第一电源模块的型号为B0505S-1W。
所述的通讯电路包括：CAN总线控制芯片和第一光电耦合器。
所述的CAN总线控制芯片的型号为A82C250。
所述的第一光电耦合器的型号为TLP521。
所述的信号输入隔离电路包括：第二光电耦合器、锁存器和接线端子；该信号输入隔离电路通过接线端子将采集的外部各信号量通过锁存器进行锁存，并传输到中央控制单元电路中的单片机中。
所述的第二光电耦合器的型号为TLP521-4。
所述的锁存器的型号为SN74HC245。
所述的电源电路包括：第二电源模块、保险管、热敏电阻和钽电容，其中：保险管和压敏电阻防止电源模块被烧坏，起到保护作用。
本实用新型提供一种RS-232或RS-485串口通讯可选接口，关键器件均采用高精度器件，保证了模块的高精度和良好的线性；在电源、通讯及输入部分均做了完备的保护措施，使得模块在应用中更加安全、稳定；LED驱动控制电路中采用芯片减少了中央处理单元的I/O口的占用量，节省了I/O口的资源。模块结构设计合理，便于现场安装和调试，适用于传感器信号的采集，与后级仪表设备的通讯传输，可满足构建不同行业的监控系统要求。
本实用新型的技术优点包括：采集精度高，软件控制开入防抖，通道多、体积小、成本低、结构简单、便于安装、带有电源隔离和通讯隔离、设计模块化，支持远程网络传输，采用LED灯显示，让工作人员便于直观查看各路采集状态。
附图说明
图1为本实用新型逻辑结构图。
图2为中央控制单元电路。
图3为LED驱动控制电路原理图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路、通讯电路、信号输入隔离电路和电源电路，其中：电源电路分别与信号输入隔离电路、中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路相连接，信号输入隔离电路与中央控制单元电路相连接，中央控制单元电路与通讯隔离电路相连接，通讯隔离电路与通讯电路相连接，中央控制单元电路对应端口与LED驱动控制电路相连接。
如图2所示，所述的中央控制单元电路包括：单片机U1、晶体振荡器Y和分别连接于晶体振荡器Y两端的两个电容C102、C103，其中：晶体振荡器Y的两端分别与单片机U1的输入接口连接。
所述的晶体振荡器Y1的固有频率为11.0592MHz。
所述的两个电容C102、C103为30PF。
如图3所示，所述的LED驱动控制电路包括：控制芯片TM1629C、并联设置的第一贴片电阻R102、第二贴片电阻R103和第三贴片电阻R104，并联设置的第一贴片电容C105、第二贴片电容C106和第三贴片电容C107，第四贴片电容C109、第一钽电容C108及若干LED，其中：第一贴片电阻R102、第二贴片电阻R103和第三贴片电阻R104分别与第一贴片电容C105、第二贴片电容C106和第三贴片电容C107连接且分别与控制芯片的接口相连，第一贴片电阻R102、第二贴片电阻R103和第三贴片电阻R104的一端均与电压源相连，第一贴片电容C105、第二贴片电容C106和第三贴片电容C107的一端均接地，第四贴片电容C109和第一钽电容C108并联且该并联电路的一端与控制芯片相连，另一端接地，若干LED分为若干组，每组LED均为并联设置且与控制芯片接口相连。
本装置其他部分在本实施例中的结构如下：
所述的通讯隔离电路包括：第一电源模块和钽电容，其中：第一电源模块的型号为B0505S-1W。
所述的通讯电路包括：CAN总线控制芯片和第一光电耦合器。
所述的CAN总线控制芯片的型号为A82C250。
所述的第一光电耦合器的型号为TLP521。
所述的信号输入隔离电路包括：第二光电耦合器、锁存器和接线端子；该信号输入隔离电路通过接线端子将采集的外部各信号量通过锁存器进行锁存，并传输到中央控制单元电路中的单片机中。
所述的第二光电耦合器的型号为TLP521-4。
所述的锁存器的型号为SN74HC245。
所述的电源电路包括：第二电源模块、保险管、热敏电阻和钽电容。
本实用新型采用了超低功耗、超强抗干扰的单片机及高精度专用LED驱动器芯片TM1629C，保证了模块的高精度和良好的线性，在电源、通讯以及输入部分均做了完备的保护措施，使得模块在应用中更加安全、稳定。通道多、体积小、成本低、结构简单、支持远程网络传输，模块结构设计合理，便于现场安装和调试，适用于与后级仪表的通讯传输，可满足监控系统的需求。
Claims (6)
1.一种开关量数据采集模块，其特征在于，包括：中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路、通讯电路、信号输入隔离电路和电源电路，其中：电源电路分别与信号输入隔离电路、中央控制单元电路、LED驱动控制电路、通讯隔离电路相连接，信号输入隔离电路与中央控制单元电路相连接，中央控制单元电路与通讯隔离电路相连接，通讯隔离电路与通讯电路相连接，中央控制单元电路对应端口与LED驱动控制电路相连接。
2.根据权利要求1所述的开关量数据采集模块，其特征是，所述的中央控制单元电路包括：单片机、晶体振荡器和分别连接于晶体振荡器两端的两个电容，其中：晶体振荡器的两端分别与单片机的输入接口连接。
3.根据权利要求2所述的开关量数据采集模块，其特征是，所述的晶体振荡器的固有频率为11.0592MHz；所述的两个电容为30PF；所述的单片机的型号为STC89C54RD+。
4.根据权利要求1所述的开关量数据采集模块，其特征是，所述的LED驱动控制电路包括：驱动控制芯片、并联设置的第一贴片电阻、第二贴片电阻和第三贴片电阻，并联设置的第一贴片电容、第二贴片电容和第三贴片电容，第四贴片电容、第一钽电容及若干LED，其中：第一贴片电阻、第二贴片电阻和第三贴片电阻分别与第一贴片电容、第二贴片电容和第三贴片电容连接且分别与驱动控制芯片的接口相连，第一贴片电阻、第二贴片电阻和第三贴片电阻的一端均与电压源相连，第一贴片电容、第二贴片电容和第三贴片电容的一端均接地，第四贴片电容和第一钽电容并联且该并联电路的一端与驱动控制芯片相连，另一端接地，若干LED分为若干组，每组LED均为并联设置且与驱动控制芯片接口相连。
5.根据权利要求4所述的开关量数据采集模块，其特征是，所述的驱动控制芯片的型号为TM1629C。
6.根据权利要求1所述的开关量数据采集模块，其特征是，所述的通讯隔离电路包括：第一电源模块和钽电容；所述的通讯电路包括：CAN总线控制芯片和第一光电耦合器；所述的信号输入隔离电路包括：第二光电耦合器、锁存器和接线端子；所述的电源电路包括：第二电源模块、保险管、热敏电阻和钽电容。
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|---|---|---|---|---|
| CN105288996A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-03 | 苏州扬佛自动化设备有限公司 | 一种跳舞毯控制电路 |
| CN105511351A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-20 | 泉州市冠航达电子科技有限公司 | 工业现场can总线隔离数据采集模块 |
| CN111806341A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-23 | 淮阴师范学院 | 一种基于can通信的隔离型汽车氛围灯控制器 |
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