CN210294500U - 多芯电缆寻线仪及其电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多芯电缆寻线仪，其特征在于：包括外壳、表笔和电路板；表笔位于外壳外部；电路板固定安装在外壳内部，电路板上安装有供电模块、单片机、连接器、信号处理模块和显示模块；连接器的插口露出外壳并能够与多芯电缆一端连接的适配器电性配合连接；连接器的各个引脚通过信号处理模块与单片机的输入接口电性相连；单片机的输出接口与显示模块电性相连，外壳上还具有供显示模块的显示面露出的显示口。本实用新型的多芯电缆寻线仪具有结构简洁，成本较低，使用方便的优点。本实用新型还公开了一种结构简单，造价低的多芯电缆寻线仪的电路结构。

Description

多芯电缆寻线仪及其电路结构

技术领域

本实用新型属于多芯电缆领域，具体涉及一种多芯电缆寻线仪及其电路结构。

背景技术

许多设备或装置(例如：汽车)通常向着自动化智能化方向转变，而自动化智能化务必需通过多芯电缆(也可称作“多芯线束”)来传输各种信号；多芯电缆内部具有几十根(例如，常见有32、45、66芯电缆)彼此独立的电缆线，采用多芯电缆的优点是：不仅能够使得设备或装置上的电缆走线更加简洁可靠，还能够有效节省走线所需的空间。

但是，多芯电缆随着其芯数的增加，生产技术要求也越来越复杂(芯数越多越容易接错线)。现有的多芯电缆的生产流程大致为：首先，对电缆的各芯进行排序；随后，将多芯电缆中各芯电缆与对应的连接器(也称作适配器)上的连接位置一一对应相连接(焊接或卡接)；最后，再采用多芯电缆测试仪(如现有技术中公告号为：CM02854430B、CN204903688U和CN204731364U 的技术方案)来对多芯电缆进行检测。但是，采用多芯电缆测试仪存在的不足是：

1、需与上位机之间进行通信连接，致使多芯电缆测试仪的整体结构更为复杂、造价更高。

2、只有在多芯电缆两端接有连接器后，才能够对多芯电缆进行检测；这样一来，一旦出现故障时(任意一根电缆位置错误、任意一根电缆存在开路或短路的情形)，则需要重新拆除连接器后进行检修，尤其是当电缆位置错误时，则需逐一重新对各芯电缆进行排序编号，这样就势必严重影响多芯电缆的生产效率和产品质量。

基于此，申请人考虑设计一种结构简洁，成本较低，使用方便的多芯电缆寻线仪。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简洁，成本较低，使用方便的多芯电缆寻线仪。如何进一步提供多芯电缆寻线仪的电路结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

多芯电缆寻线仪，其特征在于：包括外壳、表笔和电路板；

所述表笔位于所述外壳外部，所述表笔包括一个绝缘笔筒，所述绝缘笔筒的一端设有导电针，所述导电针与所述连接电缆的一端电性连接，所述连接电缆的另一端为电源输入端；

所述电路板固定安装在所述外壳内部，所述电路板上安装有供电模块、单片机、连接器、信号处理模块和显示模块；

所述供电模块给所述单片机、表笔的电源输入端和显示模块供电；

所述单片机为型号为STC12C5A60S2，该单片机的P0口和P2口为输入接口，该单片机的P1口和P3口为输出接口；

所述连接器的插口露出所述外壳并能够与多芯电缆一端连接的适配器电性配合连接；所述连接器的各个引脚通过所述信号处理模块与所述单片机的输入接口电性相连；所述单片机的输出接口与所述显示模块电性相连，所述外壳上还具有供显示模块的显示面露出的显示口。

本实用新型的多芯电缆寻线仪操作使用方法如下：

首先，将生产的多芯电缆的一端与适配器连接好，并将该适配器插接在连接器的插口上；

接下来，供电模块供电，使用表笔的导电针与待测的单根电缆(导线) 的裸露端接触，使得该裸露端获得5V电信号：如果单根电缆开路，则使得最终单片机输入接口无法获得有效的检测信号，则证明该根电缆存在故障；如该单根电缆与其电缆之间短路，则届时单片机会收到多个输入信号，并通过显示模块显示出；如果，单根电缆正常，则单片机会收到单个有效输入信号，并显示出该单芯线缆对应的位置编号。

随后，通过上述显示的单芯线缆的位置编号，即可随即正确编号或与适配器相连接，确保多芯电缆产品生产的正确可靠性。

由上可见，本实用新型的多芯电缆寻线仪结构简洁，易于使用，且在使用时，可一次性完成电缆的寻线(确定位置编号)、是否存在线阻、是否开路或短路的检测；能够大幅提升多芯电缆的生产效率。

一种多芯电缆寻线仪的电路结构，其特征在于：所述多芯电缆寻线仪为上述多芯电缆寻线仪；该电路结构包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的两个引脚中的其中一个引脚与供电模块的输出端相连接，另一个引脚与所述单片机的P1口的P1.6和P3口的P3.7电性相连后通过一个普通二极管和开关后接地。

采用蜂鸣器后，即可在出现短路时，触发蜂鸣器一直鸣叫提醒，促使生产人员更快发现故障。

附图说明

图1为本实用新型多芯电缆寻线仪的结构示意图。

图2为本实用新型多芯电缆寻线仪的主视图。

图3为本实用新型多芯电缆寻线仪中单片机的原理图。

图4为本实用新型多芯电缆寻线仪中连接器的示意图。

图5为本实用新型多芯电缆寻线仪中连接器中针脚编号的个位数为1-9 的电路图。

图6为本实用新型多芯电缆寻线仪中连接器中针脚编号的十位数为1-8 的电路图。

图7为本实用新型多芯电缆寻线仪中连接器中针脚编号的十位数为9的电路图。

图8为本实用新型多芯电缆寻线仪中显示模块的电路图。

图9为本实用新型多芯电缆寻线仪中蜂鸣器的电路图。

图中标记为：

1外壳；

2表笔：21绝缘笔筒，22导电针；

3电路板：31发光二极管；

4连接器的插口；

5七段数码管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1至图9所示，多芯电缆寻线仪，包括外壳1、表笔2和电路板；

所述表笔2位于所述外壳1外部，所述表笔2包括一个绝缘笔筒21，所述绝缘笔筒21的一端设有导电针22，所述导电针22与连接电缆的一端电性连接，所述连接电缆的另一端为电源输入端；

所述电路板3固定安装在所述外壳1内部，所述电路板上安装有供电模块、单片机、连接器、信号处理模块和显示模块；

所述供电模块给所述单片机、表笔2的电源输入端和显示模块供电；

所述单片机为型号为STC12C5A60S2，该单片机的P0口和P2口为输入接口，该单片机的P1口和P3口为输出接口；

所述连接器的插口4露出所述外壳1并能够与多芯电缆一端连接的适配器电性配合连接；所述连接器的各个引脚通过所述信号处理模块与所述单片机的输入接口电性相连；所述单片机的输出接口与所述显示模块电性相连，所述外壳1上还具有供显示模块的显示面露出的显示口。

实施时，单片机的使用均为本领域技术人员知晓的知识和技术，在此不作赘述。

实施时，所述表笔2可采用万用表上使用的表笔2。所述表笔2的电源输入端插接在外壳1上对应的插孔内。

其中，所述多芯电缆的芯数为3-99。

本实用新型的多芯电缆寻线仪的适用范围广，通用性好，适合在本领域推广使用。

其中，所述信号处理模块包括个位处理单元和十位处理单元；

其中，所述个位处理单元包括普通二极管和额定电压为1.35V的发光二极管；

如图5所示，M为1-8中的整数，所述连接器中编号的个位数为M的针脚与一个发光二极管的正极相连，发光二极管的负极与所述单片机的P0口的 P0.M-1的引脚一一对应相连；

所述连接器中编号的个位数为9的针脚与一个发光二极管的正极相连，该一个发光二极管的负极与所述单片机的P0口的P0.0引脚相连；且所述连接器中编号的个位数为9的针脚还与一个普通二极管的正极相连，该普通二极管的负极与所述单片机的P0口的P0.1引脚相连；

其中，所述十位处理单元包括普通二极管和额定电压为1.35V的发光二极管；

如图6所示，N为1-8中的整数，所述连接器中编号的十位数为N的针脚与一个发光二极管的正极相连，发光二极管的负极与所述单片机的P2口的 P2.N-1的引脚一一对应相连；

如图7所示，所述连接器中编号为90的针脚与一个发光二极管的正极相连，该一个发光二极管的负极与所述单片机的P2口的P2.0引脚相连；所述连接器中编号为90的针脚还与一个普通二极管的正极相连，该普通二极管的负极与所述单片机的P2口的P2.1引脚相连；

所述连接器中编号的十位数为9的针脚还与一个所述普通二极管的正极相连，所述普通二极管的负极与所述单片机的P2口的P2.0引脚和P2.1引脚相连。

在实际应用中最多电缆芯数为66芯，为了更好的满足生产需求，本实用新型的多芯电缆寻线仪能够适用于99芯电缆。因此单片机需要分辨出99种不同类型的信号。我们通过99线输入接口，分别对每一个信号进行处理，并最终通过显示模块进行显示。

工作时，供电模块向表笔2的电源输入端输入5V信号，采用表笔2的导电针22与待连接适配器的多芯电缆中的各根电缆一一连接后，通过与各根电缆(连接器的各个引脚)相连接的普通二极管和额定电压为1.35V的发光二极管(也简称：LED)后，将信号输入到单片机接口中。由于发光二极管要分压1.35V电压，到单片机接口电压为(5V-1.35V)3.65V,单片机检测信号为1，输入信号有效。

如果该线和别的线短路，单片接同时接收多个3.65V信号，输入信号无效，同时发光二极管显示多个发亮，(安装有报警模块后)蜂鸣器一直鸣叫。如果该线的内阻大于6Ω，那么该电阻将分压1.2V，最终到单片机接口 (5v-1.25v-1.35v)2.4v，输入信号无效。

为了充分利用单片机的接口，输入信号直接取用P0口和P2口，两个接口分别接收9种类型信号。通过对99线输入信号的组合使PO口接收个位数， P1口接受10位数(见下表一)。

表一 信号处理逻辑表

综上，本实用新型多芯电缆寻线仪仅利用了上述结构简单，成本更低，易于实施的信号处理模块，即实现了对99芯电缆的寻址和故障检测，获得了优异的实用性和性价比。

其中，各个发光二极管设于电路板的上板面，所述电路板的上板面朝上，且所述电路板的上板面邻近各个发光二极管处标记有该发光二极管对应的电缆位置的编号，所述外壳1表面具有供各个发光二极管和编号露出的露出孔。

采用上述方案后，不仅可通过显示模块来查看到单根电缆的编号(位置)，也能够通过发出亮光的发光二极管来获知单根电缆的编号，获得更好且可靠的使用效果。

其中，所有发光二极管灯的分布位置和形状与多芯电缆的横截面上各根电缆横截面的分布位置和形状相接近。

这样一来，即可通过发出亮光的发光二极管，来快速判断出该芯电缆在多芯电缆的横截面上的所处的位置，从而更利于在出现短路时来找出故障线缆，提升故障排除效率和生产效率。

其中，如图8所示，所述显示模块包括两个七段数码管5，其中，第一个七段数码管的abcdefg引脚与单片机的P1口的P1.0至P1.6引脚依次一一对应相连；第二个七段数码管的abcdefg引脚与单片机的P3口的P3.0至P3.6 引脚依次一一对应相连。

由于采用P0和P2接口输入的信号到单片机，而输出接口就采用P1和P3 接口输出。为了更有效的利用单片机的快速处理能力，显示电路只用采用2 个七段数码管就能完全显示出99个输入线号，还不需要进行2次解码(见下图4)。易于现场人员操作。显示数码逻辑表见下表。

表二 数码显示逻辑表

其中，所述外壳1的外形整体为盒型结构，所述外壳1上供显示模块的显示面露出的显示口位于该外壳1的顶面。

这样一来，即可供使用人员迅速的查看到显示面，提升使用效率。

实施时，所述外壳1表面供各个发光二极管和编号露出的露出孔也位于所述外壳1的顶面。

其中，所述连接器的插口4位于所述外壳1的侧面。

这样，在连接器插口上插入适配器后，不仅不会影响对显示模块的观看，还可用握持多芯电缆寻线仪的手的手指来压住适配器，更好确保适配器与连接器连接之间连接的可靠性。

其中，所述外壳1由绝缘塑料材料制得。

这样不仅能够避免使用人员触电，确保使用安全；还能够降低外壳1的重量，提升便携性。

如图9所示为一种多芯电缆寻线仪的电路结构，所述多芯电缆寻线仪为上述多芯电缆寻线仪；该电路结构包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的两个引脚中的其中一个引脚与供电模块的输出端相连接，另一个引脚与所述单片机的P1口的P1.6和P3口的P3.7电性相连后通过一个普通二极管和开关后接地。

采用蜂鸣器后，即可在出现短路时，触发蜂鸣器一直鸣叫提醒，促使生产人员更快发现故障。

实施时，多芯电缆寻线仪的电路结构还包括通信模块，该通信模块包括型号为CH340的芯片。

总之，上述多芯电缆寻线仪用于生产多芯电缆，能够准确判断某根电缆/ 导线所在的具体位置。优点有：

1.自动化程度高，操作方便直观。采用数码管显示导线所在具体位置，准确性高，减少劳动强度；

2.通用性强，适用范围广。可根据不同导线调节接口部分，可用于大部分电缆生产；

3.工作效率高。只需1人独立操作，制作一根电缆比原来提高1倍以上，降低了人工成本，具有良好经济效益，同时解放了工人的双手，缩短了制作时间，使得生产率得到很大的提高。

4.采用USB通讯来实现PC机对单片机的修改，工作时也可以用USB接口进行供电。

5.经济效益显著

直接经济效益：以生产100根电缆为例

单根装配1次节约时间＝5分钟

由于传统寻线仪容易装配错误，出现错误，就产生返工。每根返工工时大约20分钟(以100根有1根出现错误计算)；

全年节约时间＝500分钟+20分钟＝8.7小时；

按照每小时工时费84元计算，节约费用＝8.7×84≈730元。

以年产电缆2000根计算，全年节约费用＝730×20≈14600元。

社会效益：减少劳动强度，提高生产效率，节约生产时间，降低人工成本，特别是能有效的保证产品质量。

以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。

Claims (10)

1.多芯电缆寻线仪，其特征在于：包括外壳、表笔、电路板和连接电缆；

所述表笔位于所述外壳外部，所述表笔包括一个绝缘笔筒，所述绝缘笔筒的一端设有导电针，所述导电针与所述连接电缆的一端电性连接，所述连接电缆的另一端为电源输入端；

所述电路板固定安装在所述外壳内部，所述电路板上安装有供电模块、单片机、连接器、信号处理模块和显示模块；

所述供电模块给所述单片机、表笔的电源输入端和显示模块供电；

所述单片机为型号为STC12C5A60S2，该单片机的P0口和P2口为输入接口，该单片机的P1口和P3口为输出接口；

所述连接器的插口露出所述外壳并能够与多芯电缆一端连接的适配器电性配合连接；所述连接器的各个引脚通过所述信号处理模块与所述单片机的输入接口电性相连；所述单片机的输出接口与所述显示模块电性相连，所述外壳上还具有供显示模块的显示面露出的显示口。

2.根据权利要求1所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：所述多芯电缆的芯数为3-99。

3.根据权利要求1或2所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：所述信号处理模块包括个位处理单元和十位处理单元；

其中，所述个位处理单元包括普通二极管和额定电压为1.35V的发光二极管；

M为1-8中的整数，所述连接器中编号的个位数为M的针脚与一个发光二极管的正极相连，发光二极管的负极与所述单片机的P0口的P0.M-1的引脚一一对应相连；

所述连接器中编号的个位数为9的针脚与一个发光二极管的正极相连，该一个发光二极管的负极与所述单片机的P0口的P0.0引脚相连；且所述连接器中编号的个位数为9的针脚还与一个普通二极管的正极相连，该普通二极管的负极与所述单片机的P0口的P0.1引脚相连；

其中，所述十位处理单元包括普通二极管和额定电压为1.35V的发光二极管；

N为1-8中的整数，所述连接器中编号的十位数为N的针脚与一个发光二极管的正极相连，发光二极管的负极与所述单片机的P2口的P2.N-1的引脚一一对应相连；

所述连接器中编号为90的针脚与一个发光二极管的正极相连，该一个发光二极管的负极与所述单片机的P2口的P2.0引脚相连；所述连接器中编号为90的针脚还与一个普通二极管的正极相连，该普通二极管的负极与所述单片机的P2口的P2.1引脚相连；

所述连接器中编号的十位数为9的针脚还与一个所述普通二极管的正极相连，所述普通二极管的负极与所述单片机的P2口的P2.0引脚和P2.1引脚相连。

4.根据权利要求3所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：各个发光二极管设于电路板的上板面，所述电路板的上板面朝上，且所述电路板的上板面邻近各个发光二极管处标记有该发光二极管对应的电缆位置的编号，所述外壳表面具有供各个发光二极管和编号露出的露出孔。

5.根据权利要求4所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：所有发光二极管灯的分布位置和形状与多芯电缆的横截面上各根电缆横截面的分布位置和形状相接近。

6.根据权利要求1所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：所述显示模块包括两个七段数码管，其中，第一个七段数码管的abcdefg引脚与单片机的P1口的P1.0至P1.6引脚依次一一对应相连；第二个七段数码管的abcdefg引脚与单片机的P3口的P3.0至P3.6引脚依次一一对应相连。

7.根据权利要求1或4所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：所述外壳的外形整体为盒型结构，所述外壳上供显示模块的显示面露出的显示口位于该外壳的顶面。

8.根据权利要求7所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：所述连接器的插口位于所述外壳的侧面。

9.根据权利要求1所述的多芯电缆寻线仪，其特征在于：所述外壳由绝缘塑料材料制得。

10.一种多芯电缆寻线仪的电路结构，其特征在于：所述多芯电缆寻线仪为权利要求1至9中任一项所述的多芯电缆寻线仪；该电路结构包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的两个引脚中的其中一个引脚与供电模块的输出端相连接，另一个引脚与所述单片机的P1口的P1.6和P3口的P3.7电性相连后通过一个普通二极管和开关后接地。

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