CN210895053U - 断路器的智能控制器的外挂模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器检测技术领域，具体涉及一种断路器的智能控制器的外挂模块，包括电源电路、单片机、有线通讯接口和无线通讯模块，外挂模块通过有线通讯接口、通信线与断路器的智能控制器通讯相连，外挂模块的无线通讯模块用于与便携式移动终端通讯相连，单片机分别与无线通讯模块和有线通讯接口连接，电源电路分别与单片机、有线通讯接口和无线通讯模块相连；本实用新型的外观模块，其设备体积小，便于携带和周转，能实现便携式移动终端对智能控制器的远距离测试。

Description

断路器的智能控制器的外挂模块

技术领域

本实用新型涉及断路器检测技术领域，具体涉及一种断路器的智能控制器的外挂模块。

背景技术

现有技术中，用户均多通过测试箱对断路器的智能控制器进行测试，特别是以前的一些断路器，不具有无线远程通讯工功能，进行测试时需采用测试箱。测试箱内集成有电源、信号源、输入输出接口、主控板和显示屏等；测试时，通过专用电缆将智能控制器与测试箱连接,通过内部的主控板内预装的程序进行相关测试，并将测试结果显示在显示屏上；所述测试箱对智能控制器进行测试的方法如下：

(1)机械动作测试的方法，测试箱通过专用线缆发送通讯指令(分闸指令或合闸指令)给智能控制器，智能控制器接收通讯指令后，控制D0输出，并驱动分励脱扣器或闭合电磁铁动作，实现断路器的机械动作测试。

(2)电气连接测试的方法，测试箱通过专用线缆与智能控制器的专用接口连接，连接成功后，测试箱输出测试电平，并检测反馈电平，通过反馈电平情况判别电气连接情况。

(3)保护特性测试的方法，测试箱通过专用线缆与智能控制器的专用接口连接，根据互感器变比输出相应测试电流的模拟信号给智能控制器，从而触发智能控制器动作，动作结束后，测试箱读取测试时间，并判别是否符合动作要求。

所述测试箱的设备体积较大，不便于携带和周转，而且测试箱的操作复杂，测试效率较低，也不能进行远距离测试。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种断路器的智能控制器的外挂模块，其设备体积小，便于携带和周转，而且能够用于智能控制器与便携式移动终端的连接，能实现便携式移动终端对智能控制器的远距离测试。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种断路器的智能控制器的外挂模块，包括电源电路、单片机、有线通讯接口和无线通讯模块，外挂模块3通过有线通讯接口、通信线4与断路器的智能控制器2通讯相连，外挂模块3的无线通讯模块用于与便携式移动终端1通讯相连，单片机分别与无线通讯模块和有线通讯接口连接，电源电路分别与单片机、有线通讯接口和无线通讯模块相连。

优选的，所述有线通讯接口为USB接口，通信线4为USB数据线；所述外挂模块3还包括USB主控电路，单片机与USB主控电路相连，USB接口与USB主控电路相连，电源电路与USB主控电路相连。

优选的，所述有线通讯接口为串口接口，通信线4为数据线；所述外挂模块3还包括串口主控电路，单片机与串口主控电路相连，串口接口与串口主控电路相连，电源电路与串口主控电路相连。

优选的，所述电源电路包括蓄电池供电电路和或市电供电电路。

优选的，所述无线通讯模块为蓝牙模块，或WIFI模块。

优选的，所述单片机的型号为STM32F051RCT6。

优选的，所述无线通讯模块为蓝牙模块，包括型号为HY-254104V5的芯片U4，单片机包括型号为STM32F051芯片U1，串口主控电路包括型号为 CH375C的芯片U2，芯片U1与芯片U4相连，芯片U2与串口接口相连。

优选的，所述串口接口包括两个USB2.0的接口，每个USB2.0的接口均与芯片U2的第10管脚和第11管脚相连。

优选的，所述电源电路包括芯片U3，所述芯片U3的型号为IP5306，芯片U3的第1管脚通过依次串联的电阻R2、电阻R1、电容C1接地，芯片 U3的第9管脚接地，电容C2、瞬态二极管TVS1均与电阻R1和电容C1并联，微型USB接口USB1的第1管脚与电阻R1和电阻R2之间的节点相连，微型USB接口USB1的第4管脚和第5管脚相连后，与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3的第2管脚通过依次串联的电阻R3、发光二极管LED1与芯片U3的第9管脚相连，电阻R3一端与发光二极管LED1的阳极相连，发光二极管LED1的阴极与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3的第3管脚和第4 管脚相连后，通过电阻R4与电池组B1的输出端VBAT相连；所述芯片U3 的第8管脚通过依次串联的电容C5、开关SW1、电阻R5与芯片U3的第5 管脚相连，电容C6、C7、C8、C9均与电容C5并联，电阻R6一端与芯片U3 的第5管脚相连，另一端与发光二极管LED2的阳极相连，发光二极管LED2 的阴极与开关SW1和电容C5之间的节点相连，芯片U3的第7管脚通过依次串联的线圈L1、电阻R7、电容C3与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3 的第6管脚与电阻R7和电容C3之间的节点相连，电容C4一端与线圈L1 和电阻R7之间的节点相连，另一端与芯片U3的第9管脚相连，线圈L1和电阻R7之间的节点与电池组B1的输出端VBAT相连，负极与芯片U3的第9 管脚相连；所述串口接口包括USB2.0的接口USB2和USB2.0的接口USB3，接口USB2的第4管脚、接口USB3的第4管脚均与芯片U3的第9管脚相连，接口USB2的第1管脚和接口USB3的第1管脚相连后，与芯片U3的第8管脚相连，接口USB2和接口USB3的第2管脚、第3管脚分别与串口主控电路相连。

本实用新型的断路器的智能控制器的外挂模块，结构简单且设备体积小，便于用户携带和周转；而且，所述外挂模块通过有线通讯接口、通信线与智能控制器通讯相连，通过无线通讯模块与便携式移动终端通讯相连，可实现了对于智能控制器的远距离测试。

此外，本实用新型优选采用串口接口和蓝牙模块的连接方案，且通过电池组B1提供可靠的电源电路，为外挂模块供电。

附图说明

图1是本实用新型断路器的智能控制器的无线测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型外挂模块的第一实施例的模块示意图；

图3是本实用新型外挂模块的第二实施例的模块示意图；

图4是本实用新型电源电路和串口接口的电路示意图，串口接口为 USB接口；

图5是本实用新型图4的A部分的放大示意图，至少示出了电源电路的电路结构；

图6是本实用新型图4的B部分的放大示意图，至少示出了串口接口的电路结构；

图7是本实用新型的单片机和蓝牙模块的电路示意图；

图8是本实用新型图7的C部分的放大示意图，至少示出了单片机的电路结构；

图9是本实用新型图7的D部分的放大示意图，至少示出了蓝牙模块的电路结构；

图10是本实用新型图7的E部分的放大示意图；

图11是本实用新型串口主控电路的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-11给出的实施例，进一步说明本实用新型的断路器的智能控制器的外挂模块的具体实施方式。本实用新型的断路器的智能控制器的外挂模块不限于以下实施例的描述。

本实用新型断路器的智能控制器的无线测试装置，其包括外挂模块3 和便携式移动终端1，外挂模块3包括电源电路、单片机、有线通讯接口和无线通讯模块，外挂模块3通过有线通讯接口、通信线4与断路器的智能控制器2通讯相连，外挂模块3的无线通讯模块用于与便携式移动终端1 通讯相连，单片机分别与无线通讯模块和有线通讯接口连接，电源电路分别与单片机、有线通讯接口和无线通讯模块相连。优选的所述测试至少包括机械动作测试、电气连接测试、保护特性测试。

现有技术中，用户均多通过测试箱对断路器的智能控制器进行测试，测试箱内集成有电源、信号源、输入输出接口、主控板和显示屏等；测试时，通过专用电缆将智能控制器与测试箱连接,通过内部的主控板内预装的程序进行相关测试，并将测试结果显示在显示屏上；所述测试箱的设备体积较大，不便于携带和周转。

本实用新型的断路器的智能控制器的无线测试装置，其外挂模块3结构简单且设备体积小，外挂模块3和便携式移动终端1便于用户携带和周转；而且，所述外挂模块3通过有线通讯接口、通信线4与智能控制器2 通讯相连，通过无线通讯模块与便携式移动终端1通讯相连，可实现了对于智能控制器2的远距离测试。

需要指出的是，所述智能控制器2是智能型断路器的中枢部件，承担断路器的各种保护、报警、显示与控制功能，智能控制器2除提供过流保护功能外，还可以具有报警、接地保护、温度保护、电流显示、功率显示、电量显示、故障记录和网络通信等功能，这属于本领域的现有技术。

如图1所示，为本实用新型的断路器的智能控制器的无线测试装置的一种实施方式。

如图1所示，本实用新型的断路器的智能控制器的无线测试装置，其包括外挂模块3和便携式移动终端1，外挂模块3包括有线通讯接口和无线通讯模块，外挂模块3通过有线通讯接口、通信线4与断路器的智能控制器2通讯相连，便携式移动终端1至少能通过外挂模块3对智能控制器2 进行机械动作测试、电气连接测试、保护特性测试。

优选的，所述便携式移动终端是智能手机，或平板电脑，或笔记本电脑。

所述便携式移动终端内预置有测试APP，对智能控制器2进行测试时，分别完成外挂模块3与智能控制器2、便携式移动终端1的通讯连接后，运行便携式移动终端内预置的APP(应用程序)，即可通过外挂模块3对智能控制器2进行机械测试、电气连接测试、保护特性测试，而且便携式移动终端1还可以生成相应的测试报告。

以下为本实用新型的断路器的智能控制器的无线测试装置对智能控制器2进行测试过程。

(1)机械测试：所述便携式移动终端1通过无线通讯模块发送分闸指令或合闸指令至智能控制器2，智能控制器2接收指令后控制智能控制器2 的D0输出，并驱动分励脱扣器或闭合电磁铁动作，实现机械动作测试。

具体的，所述便携式移动终端发送一条机械测试命令(例如：03 06 28 00 02 0030 8E)给智能控制器，智能控制器执行相应的机械操作(分闸)；然后，所述便携式移动终端发送一条查询状态命令(例如：03 03 00 00 00 01 25AE)给智能控制器，智能控制器回复相应的内容(例如：03 03 02 00 01 56 2B)；所述便携式移动终端依据智能控制器回复的内容判断机械测试是否成功。

(2)电器连接测试：所述便携式移动终端1通过无线通讯模块发送电气连接测试指令至智能控制器2，智能控制器2接收指令后进行电气连接情况自检，并存储电气连接情况自检结果，所述便携式移动终端1向智能控制器2发送查询指令，查询电气连接情况自检结果，并依据电气连接情况自检结果判别电气连接情况。

具体的，所述便携式移动终端发送一条电器连接机械测试命令(例如： 03 06 2800 20 00 98 48)给智能控制器，智能控制器执行相应的电器连接检测(互感器是否连接可靠)，并将测试结果保存在电气连接状态寄存器；所述便携式移动终端发送一条查询电器连接状态命令(例如：03 03 2E 07 00 01 3D 01)给智能控制器，智能控制器回复相应的内容(例如：03 03 02 00 00 C1 84)；所述便携式移动终端根据智能控制器回复的内容判断电气连接是否正常。

(3)保护特性测试：所述便携式移动终端1通过无线通讯模块发送保护特性测试指令至智能控制器2，智能控制器2接收保护特性测试指令后进行模拟特性动作，并存储动作结果，所述便携式移动终端1发送查询指令，查询动作结果，并依据动作结果判别是否符合动作要求；

所述保护特性测试指令包括测试电流和测试控制，动作结果包括动作类型和动作时间。

需要指出的是，用户可通过控制由便携式移动终端输入智能控制器的测试电流的大小，测试长延时保护、短延时保护、瞬时保护和接地保护。

具体的，所述便携式移动终端发送一条保护试验电流命令(例如：03 06 2E 01 FFFF D1 70)给智能控制器，智能控制器将试验电流值进行存储；所述便携式移动终端在发送一条试验控制命令(例如：03 06 2E 00 00 01 40 C0)给智能控制器，智能控制器开始保护特性测试，并将测试结果记录在试验状态寄存器内；所述便携式移动终端在发送一条查询状态命令(例如：03 03 2E 06 00 01 A0 CE)给智能控制器，智能控制器回复相应的内容(例如：03 03 02 00 01 56 2B)；所述便携式移动终端依据回复的内容判断特性保护是否正常。

如图2所示，为本实用新型外挂模块3的第一实施例。

所述外挂模块3包括有线通讯接口和无线通讯模块，有线通讯接口为 USB接口，无线通讯模块为蓝牙模块，通信线4为USB数据线。所述外挂模块3还包括USB主控电路、电源电路和单片机，单片机分别与蓝牙模块、 USB主控电路相连，USB接口与USB主控电路相连，电源电路分别与单片机、 USB主控电路、蓝牙模块相连，分别为三者提供工作电源；所述单片机内预置转化程序，可实现蓝牙模块的通讯数据和USB通讯数据间的相互转化。

优选的，所述单片机通过并口与USB主控电路相连，通过UART接口与蓝牙模块相连。所述单片机接收便携式移动终端1通过蓝牙模块发送的蓝牙数据后，将蓝牙数据转换为USB数据，并通过USB接口发送至智能控制器2；所述单片机接收智能控制器2通过USB接口发送的USB数据，将USB 数据转换为蓝牙数据，并通过蓝牙模块发送至便携式移动终端1。

如图3所示，为本实用新型外挂模块3的第二实施例。

所述外挂模块3包括有线通讯接口和无线通讯模块，有线通讯接口为串口接口，无线通讯模块为WiFi模块，通讯线为数据线。所述外挂模块3 还包括串口主控电路、电源电路和单片机，单片机分别与串口主控电路、 WiFi模块相连，串口接口与串口主控电路相连，电源电路分别与串口主控电路、单片机、WiFi模块相连，为三者提供工作电源；所述单片机内预置转化程序，可实现WiFi模块的通讯数据与串口通讯数据之间的相互转化。

优选的，所述单片机通过并口与串口主控电路相连，通过UART接口与 WiFi模块相连。所述单片机接收便携式移动终端1通过WiFi模块发送的 WiFi数据后，将WiFi数据转换为串口数据，并通过串口接口发送至智能控制器2；所述单片机接收智能控制器2通过串口接口发送的串口数据，将串口数据转换为WiFi数据，并通过WiFi模块发送至便携式移动终端1。而且所述外挂模块3无按键模块和存储模块，不需要按键功能和存储功能，成本低。优选的，所述电源模块包括蓄电池供电电路。当然，需要指出的是，所述电源模块还可以同时包括市电供电电路，提高了外挂模块3的适应性，保证外挂模块3可靠、稳定、有效的工作；但是也增加了电源模块的体积，不利于提高本实用新型断路器的智能控制器的无线测试装置的便携性。优选的，所述单片机的型号为STM32F051RCT6。需要指出的是，所述单片机并不仅限于上述一种型号，还可以是其他型号的单片机，只要能实现无线数据(蓝牙数据或WiFi数据)和有线数据(USB数据或串口数据)之间的转换即可。

如图4-11所示，为本实用新型外挂模块3的第四实施例。

本实施例的外挂模块3包括有线通讯接口和无线通讯模块，有线通讯接口为串口接口，无线通讯模块为蓝牙模块；所述外挂模块3还包括串口主控电路、电源电路和单片机，单片机分别与蓝牙模块、串口主控电路相连，串口接口与串口主控电路相连，电源电路分别与单片机、串口主控电路和蓝牙模块相连；实现蓝牙模块的通讯数据和串口通讯数据的相互转化。

所述单片机接收便携式移动终端1通过蓝牙模块发送的蓝牙数据后，将蓝牙数据转换为串口数据，并通过串口接口发送至智能控制器2；所述单片机接收智能控制器2通过串口接口发送的串口数据，将串口数据转换为蓝牙数据，并通过蓝牙模块发送至便携式移动终端1。

优选的，如图7-11所示，所述单片机包括芯片U1，蓝牙模块包括芯片 U4，串口主控电路包括芯片U2,芯片U1分别与芯片U4、芯片U2相连，芯片U2与串口接口相连。进一步的，所述芯片U1的型号为STM32F051，芯片 U4的型号为HY-254104V5，芯片U2的型号为CH375C。进一步的，如图8-10 所示，所述芯片U1通过第29-33管脚分别与芯片U4的第1-5管脚相连。进一步的，如图11所示，所述芯片U2第10管脚和第11管脚分别与串口接口相连。

优选的，如图4-6所示，为所述电源电路和串口接口的电路示意图。

如图5所示，所述电源电路包括芯片U3，芯片U3的第1管脚通过依次串联的电阻R2、电阻R1、电容C1接地，芯片U3的第9管脚接地，电容C2、瞬态二极管TVS1均与电阻R1和电容C1并联，微型USB接口USB1的第1 管脚与电阻R1和电阻R2之间的节点相连，微型USB接口USB1的第4管脚和第5管脚相连后，与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3的第2管脚通过依次串联的电阻R3、发光二极管LED1(用于指示电池组电量)与芯片U3 的第9管脚相连，电阻R3一端与发光二极管LED1的阳极相连，发光二极管LED1的阴极与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3的第3管脚和第4管脚相连后，通过电阻R4与电池组B1的输出端VBAT相连；所述芯片U3的第8 管脚通过依次串联的电容C5、开关SW1(启动电池供电输出和关闭，按一下可启动，长按3秒可关闭)、电阻R5与芯片U3的第5管脚相连，电容C6、 C7、C8、C9均与电容C5并联，电阻R6一端与芯片U3的第5管脚相连，另一端与发光二极管LED2(作为照明指示灯)的阳极相连，发光二极管LED2 的阴极与开关SW1和电容C5之间的节点相连，芯片U3的第7管脚通过依次串联的线圈L1、电阻R7、电容C3与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3 的第6管脚与电阻R7和电容C3之间的节点相连，电容C4一端与线圈L1 和电阻R7之间的节点相连，另一端与芯片U3的第9管脚相连，线圈L1和电阻R7之间的节点与电池组B1的输出端VBAT相连，负极与芯片U3的第9 管脚相连；所述串口接口包括USB2.0的接口USB2(以下简称接口USB2) 和USB2.0的接口USB3(以下简称接口USB3)，接口USB2的第4管脚、接口USB3的第4管脚均与芯片U3的第9管脚相连，接口USB2的第1管脚和接口USB3的第1管脚相连后，与芯片U3的第8管脚相连，接口USB2和接口USB3的第2管脚、第3管脚分别与串口主控电路相连；所述串口接口包括两个USB2.0接口，一个USB2.0接口作为常用接口，另一个为备用接口，当其中一个损坏时，另一个能继续正常工作，保证了串口接口的可靠性。优选的，所述芯片U3的型号为IP5306。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于，包括电源电路、单片机、有线通讯接口和无线通讯模块，外挂模块(3)通过有线通讯接口、通信线(4)与断路器的智能控制器(2)通讯相连，外挂模块(3)的无线通讯模块用于与便携式移动终端(1)通讯相连，单片机分别与无线通讯模块和有线通讯接口连接，电源电路分别与单片机、有线通讯接口和无线通讯模块相连。

2.根据权利要求1所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述有线通讯接口为USB接口，通信线(4)为USB数据线；所述外挂模块(3)还包括USB主控电路，单片机与USB主控电路相连，USB接口与USB主控电路相连，电源电路与USB主控电路相连。

3.根据权利要求1所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述有线通讯接口为串口接口，通信线(4)为数据线；所述外挂模块(3)还包括串口主控电路，单片机与串口主控电路相连，串口接口与串口主控电路相连，电源电路与串口主控电路相连。

4.根据权利要求1所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述电源电路包括蓄电池供电电路和或市电供电电路。

5.根据权利要求1所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述无线通讯模块为蓝牙模块，或WIFI模块。

6.根据权利要求1所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述单片机的型号为STM32F051RCT6。

7.根据权利要求3所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述无线通讯模块为蓝牙模块，包括型号为HY-254104V5的芯片U4，单片机包括型号为STM32F051芯片U1，串口主控电路包括型号为CH375C的芯片U2，芯片U1与芯片U4相连，芯片U2与串口接口相连。

8.根据权利要求7所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述串口接口包括两个USB2.0的接口，每个USB2.0的接口均与芯片U2的第10管脚和第11管脚相连。

9.根据权利要求7所述的断路器的智能控制器的外挂模块，其特征在于：所述电源电路包括芯片U3，所述芯片U3的型号为IP5306，芯片U3的第1管脚通过依次串联的电阻R2、电阻R1、电容C1接地，芯片U3的第9管脚接地，电容C2、瞬态二极管TVS1均与电阻R1和电容C1并联，微型USB接口USB1的第1管脚与电阻R1和电阻R2之间的节点相连，微型USB接口USB1的第4管脚和第5管脚相连后，与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3的第2管脚通过依次串联的电阻R3、发光二极管LED1与芯片U3的第9管脚相连，电阻R3一端与发光二极管LED1的阳极相连，发光二极管LED1的阴极与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3的第3管脚和第4管脚相连后，通过电阻R4与电池组B1的输出端VBAT相连；所述芯片U3的第8管脚通过依次串联的电容C5、开关SW1、电阻R5与芯片U3的第5管脚相连，电容C6、C7、C8、C9均与电容C5并联，电阻R6一端与芯片U3的第5管脚相连，另一端与发光二极管LED2的阳极相连，发光二极管LED2的阴极与开关SW1和电容C5之间的节点相连，芯片U3的第7管脚通过依次串联的线圈L1、电阻R7、电容C3与芯片U3的第9管脚相连，芯片U3的第6管脚与电阻R7和电容C3之间的节点相连，电容C4一端与线圈L1和电阻R7之间的节点相连，另一端与芯片U3的第9管脚相连，线圈L1和电阻R7之间的节点与电池组B1的输出端VBAT相连，负极与芯片U3的第9管脚相连；所述串口接口包括USB2.0的接口USB2和USB2.0的接口USB3，接口USB2的第4管脚、接口USB3的第4管脚均与芯片U3的第9管脚相连，接口USB2的第1管脚和接口USB3的第1管脚相连后，与芯片U3的第8管脚相连，接口USB2和接口USB3的第2管脚、第3管脚分别与串口主控电路相连。

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