CN214380709U - 一种可扩展的远程变频控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可扩展的远程变频控制器，包括通用控制器和扩展器，所述通用控制器和扩展器均包括有主控单元、电源电路、扩展器接口、扩展器接入电路、多组输出保护电路、多组电流检测电路、多组缺相检测电路、多组设备驱动电路、电源切换电路，所述通用控制器还包括有连接主控单元的远程通信单元；所述通用控制器和扩展器之间通过扩展器接口相互连接，所述扩展器接口通过扩展器接入电路与主控单元连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及增氧机控制器技术领域，尤其涉及一种可扩展的远程变频控制器。
背景技术
增氧机是养殖业的关键设备之一，由于增氧机故障造成严重经济损失的案例时有发生，目前市场上的增氧机控制器存在以下不足：1.控制功能单一，只能实现简单的开/关控制。2.环境数据检测单一。水体溶解氧含量是水产养殖的重要因素，但除此之外，大气压，环境温度，pH值等参数同样影响水产养殖的质量。3.通信功能落后，市场上的增氧机控制器大多还使用GPRS网络左右数据传输的网络，但是随著NB-IOT、4G和5G网络的发展，GPRS必将退出历史舞台。4.监视手段单一。市场上的产品，大多只能通过短信或电话控制，即使有配套的APP，也是只能实现简单的控制功能和溶氧数据的简单显示。5.控制器结构单一，市场上的产品只能已整机出货。整机固定输出路数，或者需要外接交流接触器。用户使用上容易造成浪费或安装麻烦。当控制器发生故障后，要么不能主动报警，要么即使能通过短信，电话或APP信息报警，也不能即使将后备设备投入使用。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种技术新颖可实现增氧机远程控制，并且可扩展连接的可扩展的远程变频控制器。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种可扩展的远程变频控制器，包括通用控制器和扩展器，所述通用控制器和扩展器均包括有主控单元、电源电路、扩展器接口、扩展器接入电路、多组输出保护电路、多组电流检测电路、多组缺相检测电路、多组设备驱动电路、电源切换电路，所述通用控制器还包括有连接主控单元的远程通信单元；所述通用控制器和扩展器之间通过扩展器接口相互连接，所述扩展器接口通过扩展器接入电路与主控单元连接；所述多组输出保护电路、多组电流检测电路、多组缺相检测电路、多组设备驱动电路均与负载设备的设备供电电源连接，该多组设备驱动电路还分别与多组负载设备连接，同时所述多组电流检测电路、多组缺相检测电路的信号输出端与主控单元连接，该多组设备驱动电路的信号输入端与主控单元连接并通过设备驱动电路控制设备供电电源与负载设备之间的通断，所述电源切换电路与负载设备以及负载设备的设备备用电源连接，同时所述电源切换电路的信号输入端与主控单元连接并通过电源切换电路控制设备备用电源与负载设备之间的通断。
优选地，所述主控单元的型号为STM32F103_LQFP100。
优选地，所述的扩展器接入电路包括型号为adm2483的通信收发器，所述通信收发器的VDD1、VDD2插脚连接所述电源电路，该通信收发器的A、B插脚连接所述通信式探头接口，该通信收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚与主控单元连接。
优选地，所述输出保护电路包括型号为UU9.8/60mH的滤波器，型号为AP12N12-Zero的电源模块；所述电流检测电路包括型号为HF115F-012-1HS3A的继电器、型号为GL-MXNZ01的互感器；所述的缺相检测电路包括型号为TLP185的光耦，所述光耦连接负载设备的设备供电电源以及主控单元。
优选地，所述设备驱动电路包括驱动控制电路以及型号为HF115F-012-1HS3A的驱动电路交流接触器；所述的驱动控制电路包括型号为TLP185的光耦以及三极管，所述光耦的引脚3连接主控单元，该光耦的引脚4连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地；所述驱动电路交流接触器的NO引脚连接负载设备，该驱动电路交流接触器的COM引脚连接设备供电电源，该驱动电路交流接触器的COIL引脚连接所述三极管的集电极。
优选地，所述电源切换电路包括切换控制电路以及型号为HF115F-012-1DS3A的切换电路交流接触器；所述的切换控制电路包括型号为TLP185的光耦以及三极管，所述光耦的引脚3连接主控单元，该光耦的引脚4连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地；所述切换电路交流接触器的NO引脚连接负载设备，该切换电路交流接触器的COM引脚连接设备供电电源，该切换电路交流接触器的COIL引脚连接所述三极管的集电极。
优选地，所述远程通信单元包括4G通信电路或NB-LOT通信电路，其中所述的所述4G通信电路包括型号为WH-GM5的通信模块以及用于连接SIM卡的SIM卡接口，所述通信模块的VBAT插脚连接所述电源电路，该通信模块的SIM_RST、SIM_DAT、SIM_CLK、VSIM连接SIM卡接口，该通信模块的U_GM5_RX、U_GM5_TX连接主控单元。
优选地，所述通用控制器还包括有通信式探头接口和通信式探头接入电路，所述通信式探头接入电路包括型号为adm2483的通信收发器，所述通信收发器的VDD1、VDD2插脚连接所述电源电路，该通信收发器的A、B插脚连接所述通信式探头接口，该通信收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚与主控单元连接。
优选地，所述通用控制器还包括有模拟量接口和模拟量探头接入电路，所述模拟量探头接入电路包括型号为MCP3202的模数转换器以及型号为ADUM1401的数字隔离器，所述模数转换器的CH0、CH1插脚连接所述模拟量接口，所述模数转换器的CS/SHDN、DIN、CLK、DOUT插脚分别与数字隔离器的VOA、VOB、VOC、VID插脚一一对应连接，所述数字隔离器的VIA、VIB、VIC、VOD插脚与主控单元连接，所述模数转换器的VDD/VREF插脚以及数字隔离器的VDD1、VDD2插脚与电源电路连接。
优选地，所述通用控制器还包括有摄像头接口和摄像头接入电路，所述摄像头接入电路包括型号为SN65HVD3082E的收发器，该收发器的A、B插脚与摄像头接口连接，该收发器的R、RE、D、DE插脚连接所述主控单元。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中的通用控制器和扩展器之间可通过扩展器进行连接从而实现两者之间的数据交换。与扩展器相比通用控制器设置有远程通信单元，利用远程通信单元可实现远程监控以及远程控制，由于扩展器相比通用控制器相互连接，因此扩展器可与通用控制器共用其远程通信单元。此外通用控制器还可通过通信式探头接口、模拟量接口和摄像头接口分别与多种设备进行连接，如利用通信式探头接口和模拟量接口可与不同制式的溶氧探头或其它的环境监测探头进行连接，而摄像头接口可与摄像头进行连接获得相应的摄像数据。同时在本实用新型中电源切换电路可在原有的设备供电电源无法供电的情况下将电源切换为设备备用电源保障设备持续工作。
附图说明
图1为本实用新型的通用控制器、扩展器和增氧机之间的连接框图。
图2为本实用新型的主控单元的电路图。
图3为本实用新型的电源电路的电路图。
图4为本实用新型的扩展器接口和扩展器接入电路的电路图。
图5为本实用新型的输出保护电路的电路图。
图6为本实用新型的电流检测电路的电路图。
图7为本实用新型的缺相检测电路的电路图。
图8为本实用新型的设备驱动电路的电路图之一。
图9为本实用新型的设备驱动电路的电路图之二。
图10为本实用新型的电源切换电路的电路图。
图11为本实用新型的远程通信单元的电路图。
图12为本实用新型的通信式探头接口和通信式探头接入电路的电路图。
图13为本实用新型的模拟量接口和模拟量探头接入电路的电路图。
图14为本实用新型的摄像头接口和摄像头接入电路的电路图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施例对本实用新型所要求保护的技术方案作进一步详细说明。
参见图1至图14所示，本实施例中的可扩展的远程变频控制器包括通用控制器和多个扩展器。
所述扩展器均包括有主控单元STM32F103_LQFP100、电源电路、扩展器接口RJ2、扩展器接入电路、两组输出保护电路、两组电流检测电路、两组缺相检测电路、两组设备驱动电路、电源切换电路。
所述通用控制器包括有主控单元STM32F103_LQFP100、电源电路、扩展器接口RJ1、扩展器接入电路、两组输出保护电路、两组电流检测电路、两组缺相检测电路、两组设备驱动电路、电源切换电路、连接主控单元的远程通信单元、通信式探头接口CN7、通信式探头接入电路、模拟量接口CN2、模拟量探头接入电路、摄像头接口CAM1和摄像头接入电路。
在本实施例中，所述通用控制器和多个扩展器之间通过扩展器接口相互连接以实现数据传输。通信式探头接口和模拟量接口可与不同制式的溶氧探头或其它的环境监测探头进行连接，而摄像头接口可与摄像头进行连接获得相应的摄像数据。所述通用控制器和扩展器之间通过扩展器接口相互连接，所述扩展器接口通过扩展器接入电路与主控单元连接；所述多组输出保护电路、多组电流检测电路、多组缺相检测电路、多组设备驱动电路均与负载设备的设备供电电源连接，在本实施例中负载设备为增氧机，该多组设备驱动电路还分别与多组负载设备连接，同时所述多组电流检测电路、多组缺相检测电路的信号输出端与主控单元连接，该多组设备驱动电路的信号输入端与主控单元连接并通过设备驱动电路控制设备供电电源与负载设备之间的通断，所述电源切换电路与负载设备以及负载设备的设备备用电源连接，同时所述电源切换电路的信号输入端与主控单元连接并通过电源切换电路控制设备备用电源与负载设备之间的通断。
在本实施例中电源电路包括型号为MP2372的稳压器，型号为RT9013-33PB的线性稳压器，型号为MP2161的降压切换器、型号为B0505S-1W的电源隔离模块。
在本实施例中，所述的扩展器接入电路包括型号为adm2483的通信收发器，所述通信收发器的VDD1、VDD2插脚连接所述电源电路，该通信收发器的A、B插脚连接所述通信式探头接口RJ1、RJ2，该通信收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚与主控单元的PA8/FT、PA9/USART1_TX/FT、PA10/USART1_RX/FT插脚连接。
在本实施例中，所述输出保护电路包括型号为UU9.8/60mH的滤波器，型号为AP12N12-Zero的电源模块。所述电流检测电路包括型号为HF115F-012-1HS3A的继电器，型号为GL-MXNZ01的互感器，在本实施例中电流检测电路连接主控单元的PC4、PC5插脚，实时监测输出电路电流。所述的缺相检测电路包括型号为TLP185的光耦，所述光耦连接负载设备的电源以及主控单元PB0、PB1插脚，从而实时监测输出线路是有有缺相故障。
在本实施例中所述设备驱动电路包括驱动控制电路以及型号为常闭的HF115F-012-1HS3A的驱动电路交流接触器RY2、RY3、RY5、RY6。所述的驱动控制电路包括型号为TLP185的光耦PC3、PC5以及三极管Q6、Q9，所述光耦的引脚3连接主控单元的PD8/FSMC_D13/FT和PD7/FSMC_NCE2/FT引脚，该光耦的引脚4连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地；所述驱动电路交流接触器的NO引脚连接负载设备，该驱动电路交流接触器的COM引脚连接设备供电电源，该驱动电路交流接触器的COIL引脚连接所述三极管的集电极。当供电电源正常时，驱动电路交流接触器常闭供电电源与负载设备接通供电。当设备供电电源异常时，主控单元通过光耦向三极管的基极输出电平从而使三极管的发射极和集电极接通接地，此时电路交流接触器COIL引脚上的电流可以流通从而使带动驱动电路交流接触器断开使供电电源停止供电。
在本实施例中所述电源切换电路包括切换控制电路以及型号为HF115F-012-1DS3A常开的切换电路交流接触器RY7；所述的切换控制电路包括型号为TLP185的光耦PC1以及三极管Q1，所述光耦的引脚3连接主控单元的PC2引脚，该光耦的引脚4连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地；所述切换电路交流接触器的NO引脚连接负载设备，该切换电路交流接触器的COM引脚连接设备供电电源，该切换电路交流接触器的COIL引脚连接所述三极管的集电极。当供电电源正常时，驱切换电路交流接触器常开，设备备用电源与负载设备之间断开连接。当设备供电电源异常时，主控单元通过光耦向三极管的基极输出电平从而使三极管的发射极和集电极接通接地，此时电路交流接触器COIL引脚上的电流可以流通从而使带动驱动电路交流接触器闭合使设备备用电源对负载设备供电。
在本实施例中所述远程通信单元包括4G通信电路在其他实施例中远程通信单元也可以为NB-LOT通信电路。在本实施例中所述4G通信电路包括型号为WH-GM5的通信模块以及用于连接SIM卡的SIM卡接口，所述通信模块的VBAT插脚连接所述电源电路，该通信模块的SIM_RST、SIM_DAT、SIM_CLK、VSIM连接SIM卡接口，该通信模块的U_GM5_RX、U_GM5_TX连接主控单元的PD2/USART5_RX/FT、PC12/USART5_TX/FT插脚。
在本实施例中，所述通信式探头接入电路包括型号为adm2483的通信收发器，所述通信收发器的VDD1、VDD2插脚连接所述电源电路，该通信收发器的A、B插脚连接所述通信式探头接口，该通信收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚与主控单元的PA11/FT、PC11/USART4_RX/FT、PC10/USART4_TX/FT插脚连接。在本实施例中通信式探头接入电路还在通信收发器与通信式探头接口之间设置有瞬态二极管TVS2、TVS3、TVS4，防止线路上的感应电压损坏电路板。在本实施例中通信式探头接口可连接RS485制式的设备，具体在本实施例中可与溶氧探头、温度探头、湿度探头等传感器进行连接。
在本实施例中，所述模拟量探头接入电路包括型号为MCP3202的模数转换器以及型号为ADUM1401的数字隔离器，所述模数转换器的CH0、CH1插脚连接所述模拟量接口，所述模数转换器的CS/SHDN、DIN、CLK、DOUT插脚分别与数字隔离器的VOA、VOB、VOC、VID插脚一一对应连接，所述数字隔离器的VIA、VIB、VIC、VOD插脚与主控单元的PA4、PA5、PA6、PA7插脚连接，所述模数转换器的VDD/VREF插脚以及数字隔离器的VDD1、VDD2插脚与电源电路连接。在本实施例中通信式探头接口可连接模拟量制式的设备，具体在本实施例中可与溶氧探头、温度探头、湿度探头等传感器进行连接。
在本实施例中所述摄像头接入电路包括型号为SN65HVD3082E的收发器，该收发器的A、B插脚与摄像头接口连接，该收发器的R、RE、D、DE插脚连接所述主控单元的PB10/USART3_TX/FT、PB11/USART3_RX/FT、PB12/FT插脚。此外在本实施例中通信式探头接入电路还在收发器与摄像头接口之间设置有瞬态二极管TVS5、TVS6、TVS7，防止线路上的感应电压损坏电路板。
以上所述之实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：包括通用控制器和扩展器，所述通用控制器和扩展器均包括有主控单元、电源电路、扩展器接口、扩展器接入电路、多组输出保护电路、多组电流检测电路、多组缺相检测电路、多组设备驱动电路、电源切换电路，所述通用控制器还包括有连接主控单元的远程通信单元；所述通用控制器和扩展器之间通过扩展器接口相互连接，所述扩展器接口通过扩展器接入电路与主控单元连接；所述多组输出保护电路、多组电流检测电路、多组缺相检测电路、多组设备驱动电路均与负载设备的设备供电电源连接，该多组设备驱动电路还分别与多组负载设备连接，同时所述多组电流检测电路、多组缺相检测电路的信号输出端与主控单元连接，该多组设备驱动电路的信号输入端与主控单元连接并通过设备驱动电路控制设备供电电源与负载设备之间的通断，所述电源切换电路与负载设备以及负载设备的设备备用电源连接，同时所述电源切换电路的信号输入端与主控单元连接并通过电源切换电路控制设备备用电源与负载设备之间的通断。
2.根据权利要求1所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述主控单元的型号为STM32F103_LQFP100。
3.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述的扩展器接入电路包括型号为adm2483的通信收发器，所述通信收发器的VDD1、VDD2插脚连接所述电源电路，该通信收发器的A、B插脚连接所述通信式探头接口，该通信收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚与主控单元连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述输出保护电路包括型号为UU9.8/60mH的滤波器，型号为AP12N12-Zero的电源模块；所述电流检测电路包括型号为HF115F-012-1HS3A的继电器、型号为GL-MXNZ01的互感器；所述的缺相检测电路包括型号为TLP185的光耦，所述光耦连接负载设备的设备供电电源以及主控单元。
5.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述设备驱动电路包括驱动控制电路以及型号为HF115F-012-1HS3A的驱动电路交流接触器；所述的驱动控制电路包括型号为TLP185的光耦以及三极管，所述光耦的引脚3连接主控单元，该光耦的引脚4连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地；所述驱动电路交流接触器的NO引脚连接负载设备，该驱动电路交流接触器的COM引脚连接设备供电电源，该驱动电路交流接触器的COIL引脚连接所述三极管的集电极。
6.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述电源切换电路包括切换控制电路以及型号为HF115F-012-1DS3A的切换电路交流接触器；所述的切换控制电路包括型号为TLP185的光耦以及三极管，所述光耦的引脚3连接主控单元，该光耦的引脚4连接三极管的基极，所述三极管的发射极接地；所述切换电路交流接触器的NO引脚连接负载设备，该切换电路交流接触器的COM引脚连接设备供电电源，该切换电路交流接触器的COIL引脚连接所述三极管的集电极。
7.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述远程通信单元包括4G通信电路或NB-LOT通信电路，其中所述的所述4G通信电路包括型号为WH-GM5的通信模块以及用于连接SIM卡的SIM卡接口，所述通信模块的VBAT插脚连接所述电源电路，该通信模块的SIM_RST、SIM_DAT、SIM_CLK、VSIM连接SIM卡接口，该通信模块的U_GM5_RX、U_GM5_TX连接主控单元。
8.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述通用控制器还包括有通信式探头接口和通信式探头接入电路，所述通信式探头接入电路包括型号为adm2483的通信收发器，所述通信收发器的VDD1、VDD2插脚连接所述电源电路，该通信收发器的A、B插脚连接所述通信式探头接口，该通信收发器的RXD、RE、DE、TXD插脚与主控单元连接。
9.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述通用控制器还包括有模拟量接口和模拟量探头接入电路，所述模拟量探头接入电路包括型号为MCP3202的模数转换器以及型号为ADUM1401的数字隔离器，所述模数转换器的CH0、CH1插脚连接所述模拟量接口，所述模数转换器的CS/SHDN、DIN、CLK、DOUT插脚分别与数字隔离器的VOA、VOB、VOC、VID插脚一一对应连接，所述数字隔离器的VIA、VIB、VIC、VOD插脚与主控单元连接，所述模数转换器的VDD/VREF插脚以及数字隔离器的VDD1、VDD2插脚与电源电路连接。
10.根据权利要求1或2所述的一种可扩展的远程变频控制器，其特征在于：所述通用控制器还包括有摄像头接口和摄像头接入电路，所述摄像头接入电路包括型号为SN65HVD3082E的收发器，该收发器的A、B插脚与摄像头接口连接，该收发器的R、RE、D、DE插脚连接所述主控单元。
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| CN202023290997.9U CN214380709U (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种可扩展的远程变频控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| CN214380709U true CN214380709U (zh) | 2021-10-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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2020
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