CN209044340U - 一种人体触电模拟装置控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人体触电模拟装置控制电路，包括微控制器模块和为所述人体触电模拟装置控制电路中各用电模块供电的电源电路模块，以及与微控制器模块相接的模拟触电电压电路和用于与上位机进行数据通信的RS485通信电路；微控制器模块的输出端接有语音电路模块；电源电路模块包括4.5V开关电源和与4.5V开关电源的输出端连接的4.5V到12V电压转换电路，以及均与4.5V到12V电压转换电路的输出端连接的12V到5V电压转换电路和12V到3.3V电压转换电路。本实用新型电路结构简单，设计新颖合理，能够为模拟人体触电装置提供功能完备，工作可靠性高的控制电路，本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种人体触电模拟装置控制电路

技术领域

本实用新型属于安全模拟设备技术领域，具体涉及一种人体触电模拟装置控制电路。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，在生活中、工作中，人们用电的地方越来越多了，但有些人对电的危险性认识不够，不懂得安全用电知识，导致触电身亡、电器火灾等事故时有发生，模拟人体触电体验装置是一项针对如何提高安全用电的体验技术，它可以使人充分的了解触电时自身的感受，从而更深刻的明白触电的危害，提高人们对于安全用电的意识。人们提出了人体模拟触电体验装置的设计思路，但是，要想实现人体模拟触电体验装置，首先要设计出模拟人体触电装置的控制电路，作为实现模拟人体触电装置控制方法的硬件电路载体，现有技术中，还缺乏电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低的模拟人体触电装置控制的硬件电路。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种人体触电模拟装置控制电路，其电路结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低，能够为模拟人体触电装置提供功能完备、工作可靠性高的控制电路，本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种人体触电模拟装置控制电路，其特征在于：包括微控制器模块和为所述人体触电模拟装置控制电路中各用电模块供电的电源电路模块，以及与微控制器模块相接的模拟触电电压电路和用于与上位机进行数据通信的RS485通信电路；所述微控制器模块的输出端接有语音电路模块；所述电源电路模块包括 4.5V开关电源和与4.5V开关电源的输出端连接的4.5V到12V电压转换电路，以及均与4.5V到12V电压转换电路的输出端连接的12V到5V电压转换电路和12V到3.3V电压转换电路；所述微控制器模块和RS485通信电路均与12V到3.3V电压转换电路的输出端连接，所述模拟触电电压电路与4.5V到12V电压转换电路的输出端和12V到3.3V电压转换电路的输出端均连接，所述语音电路模块与12V到5V电压转换电路的输出端连接。

上述的一种人体触电模拟装置控制电路，所述4.5V到12V电压转换电路包括稳压芯片LM2577和极性电容C4，所述稳压芯片LM2577的IN+引脚和极性电容C4的正极均与4.5V开关电源的4.5V电压输出端连接，所述稳压芯片LM2577的IN-引脚、OUT-引脚和极性电容C4的负极均接地，所述稳压芯片LM2577的OUT+引脚为4.5V到12V电压转换电路的12V电压输出端；所述12V到5V电压转换电路包括稳压芯片K78L05、极性电容C5 和极性电容C6，所述稳压芯片K78L05的Vin引脚和极性电容C5的正极均与4.5V到12V电压转换电路的12V电压输出端连接，所述稳压芯片K78L05 的Vout引脚为12V到5V电压转换电路的5V电压输出端，且与极性电容 C6的正极连接，所述稳压芯片K78L05的GND引脚、极性电容C5的负极和极性电容C6的负极均接地；所述12V到3.3V电压转换电路包括稳压芯片 AMS1117和极性电容C1，所述稳压芯片AMS1117的VIN引脚与4.5V到12V 电压转换电路的12V电压输出端连接，所述稳压芯片AMS1117的OUT引脚为12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端，且与稳压芯片AMS1117的VOUT引脚和极性电容C1的正极均连接，所述稳压芯片AMS1117的GND 引脚和极性电容C1的负极均接地。

上述的一种人体触电模拟装置控制电路，所述微控制器模块包括微控制器芯片MSP430F149以及与微控制器芯片MSP430F149相接的第一晶振电路、第二晶振电路和复位电路；所述第一晶振电路包括晶振Y1、非极性电容C18和非极性电容C19，所述晶振Y1的一端和非极性电容C18的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第52引脚连接，所述晶振Y1的另一端和非极性电容C19的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第53引脚连接，所述非极性电容C18的另一端和非极性电容C19的另一端均接地；所述第二晶振电路包括晶振Y2、非极性电容C24和非极性电容C26，所述晶振Y2 的一端和非极性电容C24的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第8引脚连接，所述晶振Y2的另一端和非极性电容C26的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第9引脚连接，所述非极性电容C24的另一端和非极性电容C26的另一端均接地；所述复位电路包括复位按键SW1、开关二极管 D2、非极性电容C16和电阻R25，所述复位按键SW1的一端、开关二极管 D2的阳极、非极性电容C16的一端和电阻R25的一端均与微控制器芯片 MSP430F149的第58引脚连接，所述开关二极管D2的阴极和电阻R25的另一端均与12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端，所述复位按键SW1 的另一端和非极性电容C16的另一端均接地；所述微控制器芯片 MSP430F149的第1引脚与12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C23接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第15引脚通过电阻R55接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第20引脚通过电阻R51与12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，所述微控制器芯片MSP430F149的第21引脚通过电阻R52与12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，所述微控制器芯片MSP430F149的第38引脚通过电阻R56接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第61引脚和第62 引脚均接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第64引脚与12V到3.3V 电压转换电路的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C20接地。

上述的一种人体触电模拟装置控制电路，所述RS485通信电路包括 RS485通信芯片MAX3485CPA、两引脚接口J10、非极性电容C25、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44和电阻R45，所述RS485通信芯片MAX3485CPA 的第1引脚与微控制器芯片MSP430F149的第35引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第2引脚和第3引脚均与微控制器芯片MSP430F149的第36引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第4引脚与微控制器芯片MSP430F149的第34引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA 的第5引脚接地，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第6引脚通过电阻 R45与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且与电阻R43的一端和电阻R44的一端均连接，所述电阻R44的另一端与两引脚接口J10的一个引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第7引脚通过电阻R41接地，且与电阻R43的另一端和电阻R42的一端均连接，所述电阻R42的另一端与两引脚接口J10的另一个引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第8引脚与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C25接地。

上述的一种人体触电模拟装置控制电路，所述模拟触电电压电路包括电压驱动电路、第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路和第三光耦隔离电路，所述电压驱动电路包括驱动器芯片TPS2812P、型号为6N137光耦合器 U5、型号为LM358的电压比较器U6A、型号为LM358的电压比较器U6B、型号为S9018的三极管Q2、型号为S9018的三极管Q4、型号为S9018的三极管Q5、开关二极管D1、发光二极管D3、电感L1、非极性电容C7、极性电容C9、极性电容C10、非极性电容C11、极性电容C12、非极性电容 C13、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R27、电阻R57 和外部触摸球接口P2，以及型号均为IRF630的场效应管Q1和场效应管 Q3；所述电压比较器U6A的第2引脚通过电阻R5与12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，且与电阻R16的一端和非极性电容C11的一端均连接，所述电压比较器U6A的第4引脚、电阻R16的另一端和非极性电容C11的另一端均接地，所述电压比较器U6A的第3引脚通过电阻R17 与电压比较器U6A的第1引脚连接，且与电阻R12的一端连接，所述电阻 R12的另一端和电阻R15的一端均与电阻R7的一端连接，所述电阻R15 的另一端接地，所述电压比较器U6A的第8引脚、电阻R7的另一端、极性电容C9的正极和电阻R57的一端均与4.5V到12V电压转换电路的12V 电压输出端连接，所述电阻R57的另一端与发光二极管D3的阳极连接，所述发光二极管D3的阴极和极性电容C9的负极均接地，所述电压比较器 U6A的第1引脚与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端为电压驱动电路的电压信号输出端LOWPOWER，所述三极管Q2的基极与电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端为电压驱动电路的第一电压信号输入端 DRIVER1，所述三极管Q2的发射极接地，所述驱动器芯片TPS2812P的第2 引脚、三极管Q4的集电极和电阻R6的一端均与三极管Q2的集电极连接，所述电阻R6的另一端与4.5V到12V电压转换电路的12V电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第3引脚和三极管Q4的发射极均接地，所述三极管Q4的基极通过电阻R22与电压比较器U6B的第7引脚连接，所述电压比较器U6B的第6引脚通过电阻R20与12V到3.3V电压转换电路的 3.3V电压输出端连接，所述电压比较器U6B的第5引脚通过电阻R18接地，且与电阻R4的一端连接，所述三极管Q5的基极与电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端为电压驱动电路的第二电压信号输入端DRIVER2，所述三极管Q5的发射极接地，所述驱动器芯片TPS2812P的第4引脚与三极管Q5的集电极连接，且通过电阻R21与4.5V到12V电压转换电路的12V 电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第5引脚通过电阻R14与场效应管Q3的栅极连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第6引脚、非极性电容C13的一端、极性电容C12的正极和电感L1的一端均与4.5V到12V 电压转换电路的12V电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第7 引脚通过电阻R10与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的源极、场效应管Q3的源极、非极性电容C13的另一端、极性电容C12的负极和极性电容C10的负极均接地，所述场效应管Q1的漏极和电感L1的另一端均与开关二极管D1的阳极连接，所述开关二极管D1的阴极、电阻R4的另一端、电阻R9的一端和极性电容C10的正极均与外部触摸球接口P2的一端连接，所述场效应管Q3的漏极与电阻R9的另一端连接，所述光耦合器U5的第2引脚通过电阻R19与外部触摸球接口P2的另一端连接，所述光耦合器U5的第3引脚和第5引脚均接地，所述光耦合器U5的第7引脚、第8引脚、非极性电容C7的一端和电阻R11的一端均与12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，所述非极性电容C7的另一端接地，所述光耦合器U5的第6引脚与电阻R11的另一端均与微控制器芯片 MSP430F149的第26引脚连接；所述第一光耦隔离电路包括光耦合器 TLP521-1、型号为S9018的三极管Q6、非极性电容C15、非极性电容C17、电阻R23、电阻R24和电阻R26，所述三极管Q6的基极与电压驱动电路的电压信号输出端LOWPOWER连接，所述三极管Q6的集电极通过电阻R26与 12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，所述三极管Q6的发射极接地，所述光耦合器TLP521-1的第1引脚通过电阻R24与12V到3.3V 电压转换电路的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器TLP521-1的第2引脚与三极管Q6的集电极连接，且通过非极性电容C17接地，所述光耦合器TLP521-1的第4引脚、电阻R23的一端和非极性电容C15的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第17引脚连接，所述电阻R23的另一端与12V 到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器TLP521-1 的第3引脚和非极性电容C15的另一端均接地；所述第二光耦隔离电路包括型号为6N137的光耦合器U9、非极性电容C21、电阻R28和电阻R31，所述光耦合器U9的第2引脚通过电阻R28与12V到3.3V电压转换电路的 3.3V电压输出端连接，所述光耦合器U9的第3引脚与微控制器芯片 MSP430F149的第15引脚连接，所述光耦合器U9的第7引脚、第8引脚、非极性电容C21的一端和电阻R31的一端均与12V到5V电压转换电路的5V电压输出端连接，所述光耦合器U9的第5引脚和非极性电容C21的另一端均接地，所述光耦合器U9的第6引脚和电阻R31的另一端均与电压驱动电路的第一电压信号输入端DRIVER1连接；所述第三光耦隔离电路包括型号为6N137的光耦合器U10、非极性电容C22、电阻R29和电阻R32，所述光耦合器U10的第2引脚通过电阻R29与12V到3.3V电压转换电路的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器U10的第3引脚与微控制器芯片 MSP430F149的第38引脚连接，所述光耦合器U10的第7引脚、第8引脚、非极性电容C22的一端和电阻R32的一端均与12V到5V电压转换电路的 5V电压输出端连接，所述光耦合器U10的第5引脚和非极性电容C22的另一端均接地，所述光耦合器U10第6引脚和电阻R32的另一端均与电压驱动电路的第二电压信号输入端DRIVER2连接。

上述的一种人体触电模拟装置控制电路，所述语音电路模块包括音乐模块N9200B、扬声器MK1和非极性电容C27，所述音乐模块N9200B的第 10引脚与12V到5V电压转换电路的5V电压输出端连接，且通过非极性电容C27接地，所述音乐模块N9200B的第15引脚接地，所述音乐模块N9200B 的第11引脚与微控制器芯片MSP430F149的第33引脚连接，所述音乐模块N9200B的第12引脚与微控制器芯片MSP430F149的第32引脚连接，所述音乐模块N9200B的第20引脚与扬声器MK1的正极连接，所述音乐模块 N9200B的第21引脚与扬声器MK1的负极连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的电路结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低。

2、本实用新型采用电压驱动电路能够提供交流模拟电压、直流模拟电压、脉冲模拟电压三种不同的触电模拟电压，功能完备，工作可靠性高。

3、本实用新型采用RS485通信电路实现上位机与微控制器模块之间的数据通信，数据传输稳定，传输速率快。

4、本实用新型能够为模拟人体触电装置提供电路结构简单，设计新颖合理，功能完备，工作可靠性高的控制电路，本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型的电路结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低，能够为模拟人体触电装置提供功能完备，工作可靠性高的控制电路，本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型4.5V到12V电压转换电路的电路原理图；

图3为本实用新型12V到5V电压转换电路的电路原理图；

图4为本实用新型12V到3.3V电压转换电路的电路原理图；

图5为本实用新型微控制器模块的电路原理图；

图6为本实用新型RS485通信电路的电路原理图；

图7为本实用新型电压驱动电路的电路原理图；

图8为本实用新型第一光耦隔离电路的电路原理图；

图9为本实用新型第二光耦隔离电路的电路原理图；

图10为本实用新型第三光耦隔离电路的电路原理图；

图11为本实用新型语音电路模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—微控制器模块； 2—电源电路模块； 2-1—4.5V开关电源；

2-2—4.5V到12V电压转换电路； 2-3—12V到5V电压转换电路；

2-4—12V到3.3V电压转换电路； 3—RS485通信电路；

4—模拟触电电压电路； 4-1—电压驱动电路；

4-2—第一光耦隔离电路； 4-3—第二光耦隔离电路；

4-4—第三光耦隔离电路； 5—语音电路模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括微控制器模块1和为所述人体触电模拟装置控制电路中各用电模块供电的电源电路模块2，以及与微控制器模块 1相接的模拟触电电压电路4和用于与上位机进行数据通信的RS485通信电路3；所述微控制器模块1的输出端接有语音电路模块5；所述电源电路模块2包括4.5V开关电源2-1和与4.5V开关电源2-1的输出端连接的4.5V到12V电压转换电路2-2，以及均与4.5V到12V电压转换电路2-2 的输出端连接的12V到5V电压转换电路2-3和12V到3.3V电压转换电路 2-4；所述微控制器模块1和RS485通信电路3均与12V到3.3V电压转换电路2-4的输出端连接，所述模拟触电电压电路4与4.5V到12V电压转换电路2-2的输出端和12V到3.3V电压转换电路2-4的输出端均连接，所述语音电路模块5与12V到5V电压转换电路2-3的输出端连接。

本实施例中，如图2所示，所述4.5V到12V电压转换电路2-2包括稳压芯片LM2577和极性电容C4，所述稳压芯片LM2577的IN+引脚和极性电容C4的正极均与4.5V开关电源2-1的4.5V电压输出端连接，所述稳压芯片LM2577的IN-引脚、OUT-引脚和极性电容C4的负极均接地，所述稳压芯片LM2577的OUT+引脚为4.5V到12V电压转换电路2-2的12V电压输出端；如图3所示，所述12V到5V电压转换电路2-3包括稳压芯片K78L05、极性电容C5和极性电容C6，所述稳压芯片K78L05的Vin引脚和极性电容 C5的正极均与4.5V到12V电压转换电路2-2的12V电压输出端连接，所述稳压芯片K78L05的Vout引脚为12V到5V电压转换电路2-3的5V电压输出端，且与极性电容C6的正极连接，所述稳压芯片K78L05的GND引脚、极性电容C5的负极和极性电容C6的负极均接地；如图4所示，所述12V 到3.3V电压转换电路2-4包括稳压芯片AMS1117和极性电容C1，所述稳压芯片AMS1117的VIN引脚与4.5V到12V电压转换电路2-2的12V电压输出端连接，所述稳压芯片AMS1117的OUT引脚为12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端，且与稳压芯片AMS1117的VOUT引脚和极性电容C1的正极均连接，所述稳压芯片AMS1117的GND引脚和极性电容C1 的负极均接地。

本实施例中，如图5所示，所述微控制器模块1包括微控制器芯片 MSP430F149以及与微控制器芯片MSP430F149相接的第一晶振电路、第二晶振电路和复位电路；所述第一晶振电路包括晶振Y1、非极性电容C18 和非极性电容C19，所述晶振Y1的一端和非极性电容C18的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第52引脚连接，所述晶振Y1的另一端和非极性电容C19的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第53引脚连接，所述非极性电容C18的另一端和非极性电容C19的另一端均接地；所述第二晶振电路包括晶振Y2、非极性电容C24和非极性电容C26，所述晶振Y2的一端和非极性电容C24的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第8引脚连接，所述晶振Y2的另一端和非极性电容C26的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第9引脚连接，所述非极性电容C24的另一端和非极性电容 C26的另一端均接地；所述复位电路包括复位按键SW1、开关二极管D2、非极性电容C16和电阻R25，所述复位按键SW1的一端、开关二极管D2 的阳极、非极性电容C16的一端和电阻R25的一端均与微控制器芯片 MSP430F149的第58引脚连接，所述开关二极管D2的阴极和电阻R25的另一端均与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端，所述复位按键SW1的另一端和非极性电容C16的另一端均接地；所述微控制器芯片 MSP430F149的第1引脚与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C23接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第15引脚通过电阻R55接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第20引脚通过电阻R51与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述微控制器芯片MSP430F149的第21引脚通过电阻R52与12V到3.3V 电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述微控制器芯片MSP430F149 的第38引脚通过电阻R56接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第61 引脚和第62引脚均接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第64引脚与 12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C20接地。

本实施例中，如图6所示，所述RS485通信电路3包括RS485通信芯片MAX3485CPA、两引脚接口J10、非极性电容C25、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44和电阻R45，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第1 引脚与微控制器芯片MSP430F149的第35引脚连接，所述RS485通信芯片 MAX3485CPA的第2引脚和第3引脚均与微控制器芯片MSP430F149的第36 引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第4引脚与微控制器芯片 MSP430F149的第34引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第5 引脚接地，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第6引脚通过电阻R45与 12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且与电阻R43的一端和电阻R44的一端均连接，所述电阻R44的另一端与两引脚接口J10 的一个引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第7引脚通过电阻 R41接地，且与电阻R43的另一端和电阻R42的一端均连接，所述电阻R42 的另一端与两引脚接口J10的另一个引脚连接，所述RS485通信芯片 MAX3485CPA的第8引脚与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C25接地。

具体实施时，RS485通信电路3能够用于上位机与微控制器模块1之间的数据通信，数据传输稳定，传输速率快。

本实施例中，如图1所示，所述模拟触电电压电路4包括电压驱动电路4-1、第一光耦隔离电路4-2、第二光耦隔离电路4-3和第三光耦隔离电路4-4，如图7所示，所述电压驱动电路4-1包括驱动器芯片TPS2812P、型号为6N137光耦合器U5、型号为LM358的电压比较器U6A、型号为LM358 的电压比较器U6B、型号为S9018的三极管Q2、型号为S9018的三极管Q4、型号为S9018的三极管Q5、开关二极管D1、发光二极管D3、电感L1、非极性电容C7、极性电容C9、极性电容C10、非极性电容C11、极性电容C12、非极性电容C13、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R27、电阻R57和外部触摸球接口P2，以及型号均为IRF630的场效应管Q1和场效应管Q3；所述电压比较器U6A的第2引脚通过电阻R5与12V到3.3V 电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，且与电阻R16的一端和非极性电容C11的一端均连接，所述电压比较器U6A的第4引脚、电阻R16的另一端和非极性电容C11的另一端均接地，所述电压比较器U6A的第3引脚通过电阻R17与电压比较器U6A的第1引脚连接，且与电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端和电阻R15的一端均与电阻R7的一端连接，所述电阻R15的另一端接地，所述电压比较器U6A的第8引脚、电阻R7 的另一端、极性电容C9的正极和电阻R57的一端均与4.5V到12V电压转换电路2-2的12V电压输出端连接，所述电阻R57的另一端与发光二极管 D3的阳极连接，所述发光二极管D3的阴极和极性电容C9的负极均接地，所述电压比较器U6A的第1引脚与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端为电压驱动电路4-1的电压信号输出端LOWPOWER，所述三极管Q2的基极与电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端为电压驱动电路4-1 的第一电压信号输入端DRIVER1，所述三极管Q2的发射极接地，所述驱动器芯片TPS2812P的第2引脚、三极管Q4的集电极和电阻R6的一端均与三极管Q2的集电极连接，所述电阻R6的另一端与4.5V到12V电压转换电路2-2的12V电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第3引脚和三极管Q4的发射极均接地，所述三极管Q4的基极通过电阻R22与电压比较器U6B的第7引脚连接，所述电压比较器U6B的第6引脚通过电阻R20 与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述电压比较器U6B的第5引脚通过电阻R18接地，且与电阻R4的一端连接，所述三极管Q5的基极与电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端为电压驱动电路4-1的第二电压信号输入端DRIVER2，所述三极管Q5的发射极接地，所述驱动器芯片TPS2812P的第4引脚与三极管Q5的集电极连接，且通过电阻R21与4.5V到12V电压转换电路2-2的12V电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第5引脚通过电阻R14与场效应管Q3的栅极连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第6引脚、非极性电容C13的一端、极性电容C12的正极和电感L1的一端均与4.5V到12V电压转换电路2-2的12V 电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第7引脚通过电阻R10与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的源极、场效应管Q3的源极、非极性电容C13的另一端、极性电容C12的负极和极性电容C10的负极均接地，所述场效应管Q1的漏极和电感L1的另一端均与开关二极管D1的阳极连接，所述开关二极管D1的阴极、电阻R4的另一端、电阻R9的一端和极性电容C10的正极均与外部触摸球接口P2的一端连接，所述场效应管Q3的漏极与电阻R9的另一端连接，所述光耦合器U5的第2引脚通过电阻R19与外部触摸球接口P2的另一端连接，所述光耦合器U5的第3 引脚和第5引脚均接地，所述光耦合器U5的第7引脚、第8引脚、非极性电容C7的一端和电阻R11的一端均与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述非极性电容C7的另一端接地，所述光耦合器 U5的第6引脚与电阻R11的另一端均与微控制器芯片MSP430F149的第26 引脚连接；如图8所示，所述第一光耦隔离电路4-2包括光耦合器 TLP521-1、型号为S9018的三极管Q6、非极性电容C15、非极性电容C17、电阻R23、电阻R24和电阻R26，所述三极管Q6的基极与电压驱动电路4-1 的电压信号输出端LOWPOWER连接，所述三极管Q6的集电极通过电阻R26 与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述三极管Q6 的发射极接地，所述光耦合器TLP521-1的第1引脚通过电阻R24与12V 到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器TLP521-1的第2引脚与三极管Q6的集电极连接，且通过非极性电容C17 接地，所述光耦合器TLP521-1的第4引脚、电阻R23的一端和非极性电容C15的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第17引脚连接，所述电阻 R23的另一端与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器TLP521-1的第3引脚和非极性电容C15的另一端均接地；如图9所示，所述第二光耦隔离电路4-3包括型号为6N137的光耦合器U9、非极性电容C21、电阻R28和电阻R31，所述光耦合器U9的第2引脚通过电阻R28与12V到3.3V电压转换电路2-4的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器U9的第3引脚与微控制器芯片MSP430F149的第15引脚连接，所述光耦合器U9的第7引脚、第8引脚、非极性电容C21的一端和电阻 R31的一端均与12V到5V电压转换电路2-3的5V电压输出端连接，所述光耦合器U9的第5引脚和非极性电容C21的另一端均接地，所述光耦合器U9的第6引脚和电阻R31的另一端均与电压驱动电路4-1的第一电压信号输入端DRIVER1连接；如图10所示，所述第三光耦隔离电路4-4包括型号为6N137的光耦合器U10、非极性电容C22、电阻R29和电阻R32，所述光耦合器U10的第2引脚通过电阻R29与12V到3.3V电压转换电路2-4 的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器U10的第3引脚与微控制器芯片 MSP430F149的第38引脚连接，所述光耦合器U10的第7引脚、第8引脚、非极性电容C22的一端和电阻R32的一端均与12V到5V电压转换电路2-3 的5V电压输出端连接，所述光耦合器U10的第5引脚和非极性电容C22 的另一端均接地，所述光耦合器U10第6引脚和电阻R32的另一端均与电压驱动电路4-1的第二电压信号输入端DRIVER2连接。

具体实施时，分压电阻R7和R15之间的电压通过电压比较器U6A与 12V到3.3V电压转换电路2-4的输出端3.3V电压进行比较，电压比较器 U6A的输出端为电压驱动电路4-1的第一电压信号输出端LOWPOWER，用于实时检测电压驱动电路4-1的电压输入，保证了人体触电模拟装置工作的稳定性；光耦合器U5用于实时检测触摸球是否有人体双手触摸，将检测信号输出到微控制器模块1中。

具体实施时，模拟触电电压电路4能够提供交流模拟电压、直流模拟电压、脉冲模拟电压三种不同的触电模拟电压，使人们获得三种触电模式体验，提高对用电安全的全面认识。

本实施例中，如图11所示，所述语音电路模块5包括音乐模块N9200B、扬声器MK1和非极性电容C27，所述音乐模块N9200B的第10引脚与12V 到5V电压转换电路2-3的5V电压输出端连接，且通过非极性电容C27接地，所述音乐模块N9200B的第15引脚接地，所述音乐模块N9200B的第11引脚与微控制器芯片MSP430F149的第33引脚连接，所述音乐模块 N9200B的第12引脚与微控制器芯片MSP430F149的第32引脚连接，所述音乐模块N9200B的第20引脚与扬声器MK1的正极连接，所述音乐模块 N9200B的第21引脚与扬声器MK1的负极连接。

具体实施时，语音电路模块5能够用于在人们操作模拟人体触电装置时，全程进行语音提示，还能够用于播放安全用电常识。

本实用新型的工作过程是：当操作模拟人体触电装置时，体验人先在上位机上选择触电模式，体验人在上位机上的操作信号通过RS485通信电路3传输给微控制器模块1，微控制器模块1结合模拟触电电压电路4输出直流模拟电压、交流模拟电压、脉冲模拟电压其中的一种触电模拟电压到触摸球9上，使体验人体验不同的触电感觉；同时，语音电路模块5用于体验人操作模拟人体触电装置过程中的语音提示。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种人体触电模拟装置控制电路，其特征在于：包括微控制器模块(1)和为所述人体触电模拟装置控制电路中各用电模块供电的电源电路模块(2)，以及与微控制器模块(1)相接的模拟触电电压电路(4)和用于与上位机进行数据通信的RS485通信电路(3)；所述微控制器模块(1)的输出端接有语音电路模块(5)；所述电源电路模块(2)包括4.5V开关电源(2-1)和与4.5V开关电源(2-1)的输出端连接的4.5V到12V电压转换电路(2-2)，以及均与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的输出端连接的12V到5V电压转换电路(2-3)和12V到3.3V电压转换电路(2-4)；所述微控制器模块(1)和RS485通信电路(3)均与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的输出端连接，所述模拟触电电压电路(4)与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的输出端和12V到3.3V电压转换电路(2-4)的输出端均连接，所述语音电路模块(5)与12V到5V电压转换电路(2-3)的输出端连接。

2.按照权利要求1所述的一种人体触电模拟装置控制电路，其特征在于：所述4.5V到12V电压转换电路(2-2)包括稳压芯片LM2577和极性电容C4，所述稳压芯片LM2577的IN+引脚和极性电容C4的正极均与4.5V开关电源(2-1)的4.5V电压输出端连接，所述稳压芯片LM2577的IN-引脚、OUT-引脚和极性电容C4的负极均接地，所述稳压芯片LM2577的OUT+引脚为4.5V到12V电压转换电路(2-2)的12V电压输出端；所述12V到5V电压转换电路(2-3)包括稳压芯片K78L05、极性电容C5和极性电容C6，所述稳压芯片K78L05的Vin引脚和极性电容C5的正极均与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的12V电压输出端连接，所述稳压芯片K78L05的Vout引脚为12V到5V电压转换电路(2-3)的5V电压输出端，且与极性电容C6的正极连接，所述稳压芯片K78L05的GND引脚、极性电容C5的负极和极性电容C6的负极均接地；所述12V到3.3V电压转换电路(2-4)包括稳压芯片AMS1117和极性电容C1，所述稳压芯片AMS1117的VIN引脚与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的12V电压输出端连接，所述稳压芯片AMS1117的OUT引脚为12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端，且与稳压芯片AMS1117的VOUT引脚和极性电容C1的正极均连接，所述稳压芯片AMS1117的GND引脚和极性电容C1的负极均接地。

3.按照权利要求2所述的一种人体触电模拟装置控制电路，其特征在于：所述微控制器模块(1)包括微控制器芯片MSP430F149以及与微控制器芯片MSP430F149相接的第一晶振电路、第二晶振电路和复位电路；所述第一晶振电路包括晶振Y1、非极性电容C18和非极性电容C19，所述晶振Y1的一端和非极性电容C18的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第52引脚连接，所述晶振Y1的另一端和非极性电容C19的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第53引脚连接，所述非极性电容C18的另一端和非极性电容C19的另一端均接地；所述第二晶振电路包括晶振Y2、非极性电容C24和非极性电容C26，所述晶振Y2的一端和非极性电容C24的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第8引脚连接，所述晶振Y2的另一端和非极性电容C26的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第9引脚连接，所述非极性电容C24的另一端和非极性电容C26的另一端均接地；所述复位电路包括复位按键SW1、开关二极管D2、非极性电容C16和电阻R25，所述复位按键SW1的一端、开关二极管D2的阳极、非极性电容C16的一端和电阻R25的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第58引脚连接，所述开关二极管D2的阴极和电阻R25的另一端均与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端，所述复位按键SW1的另一端和非极性电容C16的另一端均接地；所述微控制器芯片MSP430F149的第1引脚与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C23接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第15引脚通过电阻R55接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第20引脚通过电阻R51与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述微控制器芯片MSP430F149的第21引脚通过电阻R52与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述微控制器芯片MSP430F149的第38引脚通过电阻R56接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第61引脚和第62引脚均接地，所述微控制器芯片MSP430F149的第64引脚与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C20接地。

4.按照权利要求3所述的一种人体触电模拟装置控制电路，其特征在于：所述RS485通信电路(3)包括RS485通信芯片MAX3485CPA、两引脚接口J10、非极性电容C25、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44和电阻R45，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第1引脚与微控制器芯片MSP430F149的第35引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第2引脚和第3引脚均与微控制器芯片MSP430F149的第36引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第4引脚与微控制器芯片MSP430F149的第34引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第5引脚接地，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第6引脚通过电阻R45与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且与电阻R43的一端和电阻R44的一端均连接，所述电阻R44的另一端与两引脚接口J10的一个引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第7引脚通过电阻R41接地，且与电阻R43的另一端和电阻R42的一端均连接，所述电阻R42的另一端与两引脚接口J10的另一个引脚连接，所述RS485通信芯片MAX3485CPA的第8引脚与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且通过非极性电容C25接地。

5.按照权利要求3所述的一种人体触电模拟装置控制电路，其特征在于：所述模拟触电电压电路(4)包括电压驱动电路(4-1)、第一光耦隔离电路(4-2)、第二光耦隔离电路(4-3)和第三光耦隔离电路(4-4)，所述电压驱动电路(4-1)包括驱动器芯片TPS2812P、型号为6N137光耦合器U5、型号为LM358的电压比较器U6A、型号为LM358的电压比较器U6B、型号为S9018的三极管Q2、型号为S9018的三极管Q4、型号为S9018的三极管Q5、开关二极管D1、发光二极管D3、电感L1、非极性电容C7、极性电容C9、极性电容C10、非极性电容C11、极性电容C12、非极性电容C13、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R27、电阻R57和外部触摸球接口P2，以及型号均为IRF630的场效应管Q1和场效应管Q3；所述电压比较器U6A的第2引脚通过电阻R5与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，且与电阻R16的一端和非极性电容C11的一端均连接，所述电压比较器U6A的第4引脚、电阻R16的另一端和非极性电容C11的另一端均接地，所述电压比较器U6A的第3引脚通过电阻R17与电压比较器U6A的第1引脚连接，且与电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端和电阻R15的一端均与电阻R7的一端连接，所述电阻R15的另一端接地，所述电压比较器U6A的第8引脚、电阻R7的另一端、极性电容C9的正极和电阻R57的一端均与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的12V电压输出端连接，所述电阻R57的另一端与发光二极管D3的阳极连接，所述发光二极管D3的阴极和极性电容C9的负极均接地，所述电压比较器U6A的第1引脚与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端为电压驱动电路(4-1)的电压信号输出端LOWPOWER，所述三极管Q2的基极与电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端为电压驱动电路(4-1)的第一电压信号输入端DRIVER1，所述三极管Q2的发射极接地，所述驱动器芯片TPS2812P的第2引脚、三极管Q4的集电极和电阻R6的一端均与三极管Q2的集电极连接，所述电阻R6的另一端与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的12V电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第3引脚和三极管Q4的发射极均接地，所述三极管Q4的基极通过电阻R22与电压比较器U6B的第7引脚连接，所述电压比较器U6B的第6引脚通过电阻R20与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述电压比较器U6B的第5引脚通过电阻R18接地，且与电阻R4的一端连接，所述三极管Q5的基极与电阻R27的一端连接，所述电阻R27 的另一端为电压驱动电路(4-1)的第二电压信号输入端DRIVER2，所述三极管Q5的发射极接地，所述驱动器芯片TPS2812P的第4引脚与三极管Q5的集电极连接，且通过电阻R21与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的12V电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第5引脚通过电阻R14与场效应管Q3的栅极连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第6引脚、非极性电容C13的一端、极性电容C12的正极和电感L1的一端均与4.5V到12V电压转换电路(2-2)的12V电压输出端连接，所述驱动器芯片TPS2812P的第7引脚通过电阻R10与场效应管Q1的栅极连接，所述场效应管Q1的源极、场效应管Q3的源极、非极性电容C13的另一端、极性电容C12的负极和极性电容C10的负极均接地，所述场效应管Q1的漏极和电感L1的另一端均与开关二极管D1的阳极连接，所述开关二极管D1的阴极、电阻R4的另一端、电阻R9的一端和极性电容C10的正极均与外部触摸球接口P2的一端连接，所述场效应管Q3的漏极与电阻R9的另一端连接，所述光耦合器U5的第2引脚通过电阻R19与外部触摸球接口P2的另一端连接，所述光耦合器U5的第3引脚和第5引脚均接地，所述光耦合器U5的第7引脚、第8引脚、非极性电容C7的一端和电阻R11的一端均与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述非极性电容C7的另一端接地，所述光耦合器U5的第6引脚与电阻R11的另一端均与微控制器芯片MSP430F149的第26引脚连接；所述第一光耦隔离电路(4-2)包括光耦合器TLP521-1、型号为S9018的三极管Q6、非极性电容C15、非极性电容C17、电阻R23、电阻R24和电阻R26，所述三极管Q6的基极与电压驱动电路(4-1)的电压信号输出端LOWPOWER连接，所述三极管Q6的集电极通过电阻R26与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述三极管Q6的发射极接地，所述光耦合器TLP521-1的第1引脚通过电阻R24与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器TLP521-1的第2引脚与三极管Q6的集电极连接，且通过非极性电容C17接地，所述光耦合器TLP521-1的第4引脚、电阻R23的一端和非极性电容C15的一端均与微控制器芯片MSP430F149的第17引脚连接，所述电阻R23的另一端与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器TLP521-1的第3引脚和非极性电容C15的另一端均接地；所述第二光耦隔离电路(4-3)包括型号为6N137的光耦合器U9、非极性电容C21、电阻R28和电阻R31，所述光耦合器U9的第2引脚通过电阻R28与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器U9的第3引脚与微控制器芯片MSP430F149的第15引脚连接，所述光耦合器U9的第7引脚、第8引脚、非极性电容C21的一端和电阻R31的一端均与12V到5V电压转换电路(2-3)的5V电压输出端连接，所述光耦合器U9的第5引脚和非极性电容C21的另一端均接地，所述光耦合器U9的第6引脚和电阻R31的另一端均与电压驱动电路(4-1)的第一电压信号输入端DRIVER1连接；所述第三光耦隔离电路(4-4)包括型号为6N137的光耦合器U10、非极性电容C22、电阻R29和电阻R32，所述光耦合器U10的第2引脚通过电阻R29与12V到3.3V电压转换电路(2-4)的3.3V电压输出端连接，所述光耦合器U10的第3引脚与微控制器芯片MSP430F149的第38引脚连接，所述光耦合器U10的第7引脚、第8引脚、非极性电容C22的一端和电阻R32的一端均与12V到5V电压转换电路(2-3)的5V电压输出端连接，所述光耦合器U10的第5引脚和非极性电容C22的另一端均接地，所述光耦合器U10第6引脚和电阻R32的另一端均与电压驱动电路(4-1)的第二电压信号输入端DRIVER2连接。

6.按照权利要求3所述的一种人体触电模拟装置控制电路，其特征在于：所述语音电路模块(5)包括音乐模块N9200B、扬声器MK1和非极性电容C27，所述音乐模块N9200B的第10引脚与12V到5V电压转换电路(2-3)的5V电压输出端连接，且通过非极性电容C27接地，所述音乐模块N9200B的第15引脚接地，所述音乐模块N9200B的第11引脚与微控制器芯片MSP430F149的第33引脚连接，所述音乐模块N9200B的第12引脚与微控制器芯片MSP430F149的第32引脚连接，所述音乐模块N9200B的第20引脚与扬声器MK1的正极连接，所述音乐模块N9200B的第21引脚与扬声器MK1的负极连接。