CN217821361U

CN217821361U - 转速采集控制器

Info

Publication number: CN217821361U
Application number: CN202123248208.XU
Authority: CN
Inventors: 金自鹏; 吴俊强; 方鹏; 何灵子; 冯夏至
Original assignee: Soyea Technology Co Ltd
Current assignee: Soyea Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2031-12-22

Abstract

本实用新型涉及一种转速采集控制器，通过将核心芯片U3中各个管脚分别与对应的转速采集电路、报警电路、通信电路以及外围电路连接，从而通过核心芯片U3检测转速采集电路中光电耦合器U4的信号，计算出设备的转速后，通过报警电路中的接收端，检测接收到的信号是否超过标准，当接收信号超过标准值时，报警电路中的蜂鸣片FM1发出报警声音，并将报警数据上传至核心芯片U3内，同时通过通信电路的设置，将检测到的转速数据上传至后台内，且增强了电路模块的通用性以及可扩展性。

Description

转速采集控制器

技术领域

本实用新型涉及机械设备转速检测技术领域，具体涉及转速采集控制器。

背景技术

随着经济的发展，很多领域都涉及到测量转速。现有的众多转速采集系统中，有的是利用霍尔效应制成的，利用霍尔效应制成的转速采集系统具有可靠性高、系统稳定等优点，特别是某些工厂在生产加工零件的过程中，需要通过获取传送带的传输转速，对当天的零件生产总量进行统计，同时检测设备当天生产过程中具体的停机时间段等，然而现有大部分的转速采集系统无法直接将所监测到的传送带传输转速数据，上传至设备后台中。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种采用了模块化的电路设计，通过设置的通信模块直接将检测到的转速数据上传至后台内，且通用性、可扩展性更强的转速采集控制器。

为了到达上述目的，本实用新型设计的转速采集控制器，所述的核心芯片U3四周设置转速采集电路、报警电路、通信电路以及外围电路，转速采集电路包括光电耦合器U4和插接件JP1，核心芯片U3中的PC0管脚与转速采集电路中的时序脉冲信号端相连，时序脉冲信号端与接地端的接线上串联有贴片电阻R4，同时与光电耦合器U4接收端中设有的第四引脚相连，光电耦合器U4放射端中的第一引脚与插接件JP1中设有的输出端相连，光电耦合器U4放射端中的第二引脚与光电耦合器U4接收端中的第三引脚均接地，光电耦合器U4放射端中第一引脚的与插接件JP1的输出端的接线上串联有电阻R3，电阻R3与插接件JP1输出端的接线上连接有隔离电阻R1，隔离电阻R1一端连接在电阻R3与插接件JP1输出端的接线上，另一端连接在光电耦合器U4接收端中的第四引脚上，隔离电阻R1和光电耦合器U4接收端中的第四引脚接线与转速采集电路中的3V3供电端之间通过电阻R2相连。这种结构通过将转速采集电路、报警电路、通信电路以及外围电路与核心芯片U3中各个管脚连接，从而通过核心芯片U3获取转速采集电路中光耦端信号对设备的转速进行检测。

进一步的方案是，所述的报警电路包括蜂鸣片FM1与第一三极管U7，核心芯片U3中的PC8管脚与报警电路中的接收端相连，报警电路中的接收端与第一三极管U7的基极相连，报警电路中接收端与第一三极管U7基极的接线上设有电阻R16，第一三极管U7的发射极接地，第一三极管U7 的集电极与蜂鸣片FM1的一端相连，第一三极管U7集电极与蜂鸣片FM1正极的接线上设有电阻R13，电阻R16与第一三极管U7基极的接线上设有电阻R18，电阻R18接地，蜂鸣片FM1的另一端与报警电路中的5V供电端相连。这种结构通过报警电路中接收端与核心芯片U3中PC8管脚的连接，检测报警电路接收到的信号是否超过标准，如报警电路接收到的信号超过标准时，通过蜂鸣片FM1发出报警声音，并记录的报警数据上传至核心芯片U3。

更进一步的方案是，所述的通信电路包括4G模块U16、供电电路、第一串口电平转换芯片U18与第二串口电平转换芯片U17；4G模块U16中设有的VBAT引脚与供电电路连接，4G模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口相连，4G模块U16 中设有的VDD_EXT引脚与第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口的接线上设有电阻R35,电阻R35与第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口的接线上设有下拉电阻R36，下拉电阻R36接地，第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口的输入电路通过第一串口电平转换芯片U18中设有的VCCA信号端口提供，第一串口电平转换芯片U18中设有的VCCB信号端口上连接3.3V的供电端，第一串口电平转换芯片U18中设有的A端口与4G模块U16中对应引脚连接，B端口与核心芯片U3中的对应管脚相连；4G模块中设置的VDD_EXT引脚，同时与第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口相连，4G模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口的接线上设有电阻R32,电阻R32与第二串口电平转换芯片U17中设有的OE 信号端口的接线上设有下拉电阻R33，下拉电阻R33接地，第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口的输入电路通过第二串口电平转换芯片U17中设有的VCCA信号端口提供，第二串口电平转换芯片U17中设有的VCCB信号端口上连接3.3V的供电端，第二串口电平转换芯片U17中设有的A端口与4G模块U16中对应引脚连接，B端口与核心芯片U3中的对应管脚相连。这种结构通过供电电路的设置供给4G模块U16的运行，并通过第一串口电平转换芯片U18与第二串口电平转换芯片U17进行通用的低压双向转换，且当第一串口电平转换芯片U18与第二串口电平转换芯片U17中输出使能(OE)输入为低电平时，所有输出均置于高阻抗状态，同时通过下拉电阻R33与下拉电阻R36确保上电或掉电期间的高阻抗状态，通过当第一串口电平转换芯片U18与第二串口电平转换芯片U17中的 A、B端口连接4G模块U16与核心芯片U3，从而将转速检测数据同步至核心芯片U3中。

更进一步的方案是，4G模块U16中设有的VBAT引脚与供电电路中设有的电源管理芯片U11中的OUT端口相连，VBAT引脚与电源管理芯片 U11中的OUT端口的接线上设有低ESR电容C31，低ESR电容C31与 VBAT引脚的接线上串联有多个电容，低ESR电容C31与电源管理芯片 U11中的OUT端口的接线上串联有电阻R25，电阻R25接地，电阻R25 与电源管理芯片U11中的OUT端口的接线上串联有电阻R24与电阻R28，电阻R28与电阻R24的接线上连接电源管理芯片U11中的ADJ信号端，电源管理芯片U11中的IN端口与充电电路中的5V供电端相连，充电电路中的5V供电端与IN端口的接线上设有电阻R23，电阻R23与充电电路中的5V供电端的接线上串联有电解电容C26与电容C27，电阻R23与接地端的接线上设置第二三极管U14，第二三极管U14中的集电极与电源管理芯片U11中的EN端口相连，第二三极管U14中的基极上设有电阻R27，电阻R27与第二三极管U14中的基极的接线上设有电阻R29，电阻R29接地。这种结构通过电源管理芯片U11控制供电电路供给4G模块U16的运行，同时通过低ESR电容C31的设置，增强了供电电路的稳定性。

更进一步的方案是，所述的核心芯片U3具体为STM32F103RCT6的单片机，第一串口电平转换芯片U18具体为TXS0104EPWR，第二串口电平转换芯片U17具体为TXS0108EPWR，电源管理芯片U11具体为 MIC29302WU，4G模块U16具体为PCIE-52P40H，光电耦合器U4具体为El817。这种结构通过STM32F103RCT6型号的单片机以及选定的元器件型号，增强了转速采集控制器的通用性以及可扩展性。

本实用新型所设计的转速采集控制器，通过将核心芯片U3中各个管脚分别与对应的转速采集电路、报警电路、通信电路以及外围电路连接，从而通过核心芯片U3检测转速采集电路中光电耦合器U4的信号，计算出设备的转速后，通过报警电路中的接收端，检测接收到的信号是否超过标准，当接收信号超过标准值时，报警电路中的蜂鸣片FM1发出报警声音，并将报警数据上传至核心芯片U3内，同时通过通信电路的设置，将检测到的转速数据上传至后台内，这种结构通过模块化设计的区域电路，使得转速采集模块的工作更稳定，同时增强了通用性更好以及可扩展性。

附图说明

图1是核心芯片U3示意图。

图2是转速采集电路示意图。

图3是外围电路示意图。

图4是第二串口电平转换芯片U17示意图。

图5是4G模块U16示意图。

图6是第一串口电平转换芯片U18示意图。

图7是供电电路示意图。

图8是报警电路示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1。

如图1、图2和图3所示，本实施例描述的转速采集控制器，主要包括核心芯片U3，核心芯片U3具体为STM32F103RCT6的单片机,所述的核心芯片U3四周设置转速采集电路、报警电路、通信电路以及外围电路，转速采集电路包括光电耦合器U4和插接件JP1，核心芯片U3中的PC0管脚与转速采集电路中的时序脉冲信号端相连，时序脉冲信号端与接地端的接线上串联有贴片电阻R4，同时与光电耦合器U4接收端中设有的第四引脚相连，光电耦合器U4放射端中的第一引脚与插接件JP1中设有的输出端相连，光电耦合器U4放射端中的第二引脚与光电耦合器U4接收端中的第三引脚均接地，光电耦合器U4放射端中第一引脚的与插接件JP1的输出端的接线上串联有电阻R3，电阻R3与插接件JP1输出端的接线上连接有隔离电阻R1，隔离电阻R1一端连接在电阻R3与插接件JP1输出端的接线上，另一端连接在光电耦合器U4接收端中的第四引脚上，隔离电阻R1和光电耦合器U4接收端中的第四引脚接线与转速采集电路中的3V3供电端之间通过电阻R2相连。

如图1和图8所示，所述的报警电路包括蜂鸣片FM1与第一三极管 U7，核心芯片U3中的PC8管脚与报警电路中的接收端相连，报警电路中的接收端与第一三极管U7的基极相连，报警电路中接收端与第一三极管 U7基极的接线上设有电阻R16，第一三极管U7的发射极接地，第一三极管U7的集电极与蜂鸣片FM1的一端相连，第一三极管U7集电极与蜂鸣片FM1正极的接线上设有电阻R13，电阻R16与第一三极管U7基极的接线上设有电阻R18，电阻R18接地，蜂鸣片FM1的另一端与报警电路中的 5V供电端相连。

如图1、图4、图5、图6和图7所示，所述的通信电路包括4G模块 U16、供电电路、第一串口电平转换芯片U18与第二串口电平转换芯片U17； 4G模块U16中设有的VBAT引脚与供电电路连接，4G模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口相连，4G模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第一串口电平转换芯片U18 中设有的OE信号端口的接线上设有电阻R35,电阻R35与第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口的接线上设有下拉电阻R36，下拉电阻 R36接地，第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口的输入电路通过第一串口电平转换芯片U18中设有的VCCA信号端口提供，第一串口电平转换芯片U18中设有的VCCB信号端口上连接3.3V的供电端，第一串口电平转换芯片U18中设有的A端口与4G模块U16中对应引脚连接， B端口与核心芯片U3中的对应管脚相连；4G模块中设置的VDD_EXT 引脚，同时与第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口相连，4G模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口的接线上设有电阻R32,电阻R32与第二串口电平转换芯片 U17中设有的OE信号端口的接线上设有下拉电阻R33，下拉电阻R33接地，第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口的输入电路通过第二串口电平转换芯片U17中设有的VCCA信号端口提供，第二串口电平转换芯片U17中设有的VCCB信号端口上连接3.3V的供电端，第二串口电平转换芯片U17中设有的A端口与4G模块U16中对应引脚连接，B端口与核心芯片U3中的对应管脚相连。

所述的4G模块U16中设有的VBAT引脚与供电电路中设有的电源管理芯片U11中的OUT端口相连，VBAT引脚与电源管理芯片U11中的OUT 端口的接线上设有低ESR电容C31，低ESR电容C31与VBAT引脚的接线上串联有多个电容，低ESR电容C31与电源管理芯片U11中的OUT端口的接线上串联有电阻R25，电阻R25接地，电阻R25与电源管理芯片U11 中的OUT端口的接线上串联有电阻R24与电阻R28，电阻R28与电阻R24 的接线上连接电源管理芯片U11中的ADJ信号端，电源管理芯片U11中的IN端口与充电电路中的5V供电端相连，充电电路中的5V供电端与IN 端口的接线上设有电阻R23，电阻R23与充电电路中的5V供电端的接线上串联有电解电容C26与电容C27，电阻R23与接地端的接线上设置第二三极管U14，第二三极管U14中的集电极与电源管理芯片U11中的EN端口相连，第二三极管U14中的基极上设有电阻R27，电阻R27与第二三极管U14中的基极的接线上连接有电阻R29，电阻R29接地。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种转速采集控制器，主要包括核心芯片U3，其特征在于所述的核心芯片U3四周设置转速采集电路、报警电路、通信电路以及外围电路，转速采集电路包括光电耦合器U4和插接件JP1，核心芯片U3中的PC0管脚与转速采集电路中的时序脉冲信号端相连，时序脉冲信号端与接地端的接线上串联有贴片电阻R4，同时与光电耦合器U4接收端中设有的第四引脚相连，光电耦合器U4放射端中的第一引脚与插接件JP1中设有的输出端相连，光电耦合器U4放射端中的第二引脚与光电耦合器U4接收端中的第三引脚均接地，光电耦合器U4放射端中第一引脚的与插接件JP1的输出端的接线上串联有电阻R3，电阻R3与插接件JP1输出端的接线上连接有隔离电阻R1，隔离电阻R1一端连接在电阻R3与插接件JP1输出端的接线上，另一端连接在光电耦合器U4接收端中的第四引脚上，隔离电阻R1和光电耦合器U4接收端中的第四引脚接线与转速采集电路中的3V3供电端之间通过电阻R2相连。

2.根据权利要求1所述的转速采集控制器，其特征在于所述的报警电路包括蜂鸣片FM1与第一三极管U7，核心芯片U3中的PC8管脚与报警电路中的接收端相连，报警电路中的接收端与第一三极管U7的基极相连，报警电路中接收端与第一三极管U7基极的接线上设有电阻R16，第一三极管U7的发射极接地，第一三极管U7的集电极与蜂鸣片FM1的一端相连，第一三极管U7集电极与蜂鸣片FM1的接线上串联有电阻R13，电阻R16与第一三极管U7基极的接线上连接有电阻R18，且电阻R18接地，蜂鸣片FM1的另一端与报警电路中的5V供电端相连。

3.根据权利要求1或2所述的转速采集控制器，其特征在于所述的通信电路包括4G模块U16、供电电路、第一串口电平转换芯片U18与第二串口电平转换芯片U17；4G模块U16中设有的VBAT引脚与供电电路连接，4G 模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口相连，4G模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口的接线上串联有电阻R35,电阻R35与第一串口电平转换芯片U18中的OE信号端口的接线上连接有下拉电阻R36，下拉电阻R36接地，第一串口电平转换芯片U18中设有的OE信号端口的输入电路通过第一串口电平转换芯片U18中设有的VCCA信号端口提供，第一串口电平转换芯片U18中设有的VCCB信号端口上连接3.3V的供电端，第一串口电平转换芯片U18中设有的A端口与4G模块U16中对应引脚连接，B端口与核心芯片U3中的对应管脚相连；4G模块中设置的VDD_EXT引脚，同时与第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口相连，4G模块U16中设有的VDD_EXT引脚与第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口的接线上串联有电阻R32,电阻R32与第二串口电平转换芯片U17中的OE信号端口的接线上连接有下拉电阻R33，下拉电阻R33接地，第二串口电平转换芯片U17中设有的OE信号端口的输入电路通过第二串口电平转换芯片U17中设有的VCCA信号端口提供，第二串口电平转换芯片U17中设有的VCCB信号端口上连接3.3V的供电端，第二串口电平转换芯片U17中设有的A端口与4G模块U16中对应引脚连接，B端口与核心芯片U3中的对应管脚相连。

4.根据权利要求3所述的转速采集控制器，其特征在于所述的4G模块U16中设有的VBAT引脚与供电电路中设有的电源管理芯片U11中的OUT端口相连，VBAT引脚与电源管理芯片U11中的OUT端口的接线上设有低ESR电容C31，低ESR电容C31与VBAT引脚的接线上连接有电容，低ESR电容C31与电源管理芯片U11中的OUT端口的接线上串联有电阻R25，电阻R25接地，电阻R25与电源管理芯片U11中的OUT端口的接线上串联有电阻R24与电阻R28，电阻R28与电阻R24的接线上连接电源管理芯片U11中的ADJ信号端，电源管理芯片U11中的IN端口与充电电路中的5V供电端相连，充电电路中的5V供电端与IN端口的接线上串联有电阻R23，电阻R23与充电电路中的5V供电端的接线上连接有电解电容C26与电容C27，电阻R23与接地端的接线上设置第二三极管U14，第二三极管U14中的集电极与电源管理芯片U11中的EN端口相连，第二三极管U14中的基极上串联电阻R27，电阻R27与第二三极管U14中基极的接线上连接有电阻R29，电阻R29接地。

5.根据权利要求3所述的转速采集控制器，其特征在于所述的核心芯片U3具体为STM32F103RCT6的单片机，第一串口电平转换芯片U18具体为TXS0104EPWR，第二串口电平转换芯片U17具体为TXS0108EPWR，电源管理芯片U11具体为MIC29302WU，4G模块U16具体为PCIE-52P40H，光电耦合器U4具体为El817。