CN218037732U - 具有故障码自动上传的空调控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器，包括空调控制器和转接板，空调上设置有空调控制板和空调显示板；特征在于：转接板上设置有与空调控制板相连接的输入端子、与空调显示板相连接的输出端子以及与空调控制器相连接的转接端子，所述输入端子包括n根显示线、+5V电源线和地线；输入端子上上的显示线、+5V电源线和地线与输出端子和转接端子上的引脚均电连接。本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器，可实时获取空调当前的控制状态、运行状态和故障状态息，并将获取的信息上传，这种空调状态的获取方式无需改动空调电路，成本低，便于租赁运维工作的顺利进行。

Description

具有故障码自动上传的空调控制器

技术领域

本实用新型涉及一种具有故障码自动上传的空调控制器，更具体的说，尤其涉及一种的具有故障码自动上传的空调控制器。

背景技术

在空调租赁运维工作中，需要及时了解空调运行中存在的故障。便于及时维修或更换。目前，一般采取人工巡查或用户上报的方法，维修人员工作量大，效率低。采用近几年出现的物联网空调，可以有效地解决这个问题。但价格高，并与原来使用的普通空调无法实现统一管理。

为此，需要将大量使用的普通空调增加通信功能，并将控制或使用状态，尤其是故障状态及时上报。便于租赁运维工作的顺利进行。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种具有故障码自动上传的空调控制器。

本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器，包括空调控制器和转接板，空调上设置有控制其运行的空调控制板以及显示其运行状态信息的空调显示板；其特征在于：转接板上设置有与空调控制板相连接的输入端子、与空调显示板相连接的输出端子以及与空调控制器相连接的转接端子，所述输入端子包括n根显示线、+5V电源线和地线；输入端子上上的显示线、+5V电源线和地线与输出端子和转接端子上的引脚均电连接，空调控制器通过转接端子获取空调控制板向空调显示板发送的显示信号来获取空调的控制状态、使用状态和故障状态信息。

本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器，所述空调控制器由单片机系统、通信系统和电平转换电路构成，电平转换电路为5V转3.3V电平转换电路，转接端子中设置有COM1、COM2和COM3显示线，空调显示板中设置有型号为74HC164的移位寄存器（11）；转接端子输入的显示线中的COM1、COM2和COM3以及移位移位寄存器74HC164的输出端口Q0-Q7均通过电平转换电路输入至单片机系统的输入端，+5V电源经3.3V稳压芯片给单片机系统和通信系统供电，通信系统通过串口或SPI接口与单片机系统相连接，实现双向通信；单片机系统所获取的空调控制状态、使用状态和故障状态信息经通信系统进行上传。

本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器，所述空调显示板由移位寄存器、低位数码管、高位数码管、模式发光管和电源开关电路组成，空调控制板输出的n根显示线为COM1、COM2、COM3、CLK和DATA，COM1、COM2、COM3为位选通信号线，CLK为串行时钟线，DATA为串行数据线；COM1、COM2、COM3经电源开关电路分别与低位数码管、高位数码管、模式发光管的选通端相连接，移位寄存器的信号输出端Q0-Q7与低位数码管、高位数码管、模式发光管的信号输入端均相连接；

转接板送来的CLK和DATA信号送到空调控制器的74HC164的时钟和数据输入端，74HC164的信号输出端Q0-Q7以及转接板送来的COM1、COM2、COM3经电平转换电路与单片机系统的输入端相连接。

本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器，所述空调显示板由第一带锁存移位寄存器、第二带锁存移位寄存器、低位数码管、高位数码管、模式发光管和电源开关电路组成，第一带锁存移位寄存器和第二带锁存移位寄存器的型号均为74HC595，空调控制板输出的n根显示线为RCLK、SCLK和DATA，RCLK为移位时钟线，DATA为数据线，DATA接到第一带锁存移位寄存器数据端，第一移位寄存器数据输出端与第二带锁存移位寄存器数据端相连接；RCLK、SCLK均与第一带锁存移位寄存器和第二带锁存移位寄存器的相应引脚相连接；第一带锁存移位寄存器的信号输出端Q0-Q7与低位数码管、高位数码管、模式发光管的信号输入端均相连接；第二带锁存移位寄存器的信号输出端QA、QB、QF、QH经电源开关电路分别与低位数码管、高位数码管和两模式发光管的选通端相连接；

转接板送来的RCLK、SCLK和DATA信号，同时加到空调控制器的第一和第二带锁存移位寄存器的相应输入端，寄存器的连接方式与空调显示板的连接方式相同；第一、第二带锁存移位寄存器输出端经电平转换电路与单片机系统的输入端相连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器，通过在空调控制板与空调显示板之间的线路上设置转接板，将空调控制板输入至空调显示板的显示线引入到空调控制器中，同时还将空调显示板中的所显示信息的信号线和+5V电源引入到空调控制器中，+5V电源用于给空调控制器供电，这样，就相当于在控制板与显示板之间增加了具有信息“截取”功能的空调控制器，可实时获取空调当前的控制状态、运行状态和故障状态息，并将获取的信息上传，这种空调状态的获取方式无需改动空调电路，成本低，便于租赁运维工作的顺利进行。

附图说明

图1为现有空调显示器所采用的第1种动态显示法的电路原理图；

图2为移位寄存器74HC164的显示原理图；

图3为现有空调显示器所采用的第2种动态显示法的电路原理图；

图4为本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器的接线原理图；

图5为采用第1种动态显示法时对应的具有故障码自动上传的空调控制器的电路原理图；

图6为采用第2种动态显示法时对应的具有故障码自动上传的空调控制器的电路原理图。

图中：1空调控制器，2转接板，3输入端子，4输出端子，5转接端子，6空调控制板，7空调显示板，8单片机系统，9通信系统，10电平转换电路，11移位寄存器，12第一带锁存移位寄存器，13第二带锁存移位寄存器，14低位数码管，15高位数码管，16模式发光管，17电源开关电路。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

在空调租赁控制器中，获取空调状态，尤其是空调显示器出现的故障码是最为重要的手段。最简单的方法是将空调显示器上的各种信息进行采集和分析，再将故障码从中提取出来和进行上报。

通过对主流空调厂家常用于租赁系统空调的分析，空调控制板与显示板之间一般采用10根连接线。单片机位于控制板上，显示板上只进行显示和遥控接收。显示内容全部由单片机决定。

为了节省显示板与控制板之间的线束数量，通常采用动态显示法，常用电路有两种，如图1所示，给出了第1种动态显示法的电路原理图，其采用型号为74HC164的显示芯片，用于显示的线束为5根，分别为COM1、COM2、COM3、CLK和DATA。其中，COM1～COM3为位选通信号（简称位选信号），分别通过3个电源开关电路电路加到2位数码管和模式发光二极管的正极。CLK为串行时钟，DATA为串行数据。两位数码管（由低位和高位组成）用于显示温度值和故障代码，模式二极管用于显示空调的运行模式等。

空调显示器所采用的第1种显示主要由74HC164来完成，74HC164为8位串行输入-并行输出移位寄存器。在8个移位时钟CLK的作用下，将输入的串行数据D0-D7逐渐移位到输出引脚Q0-Q7上，如图2所示，给出了移位寄存器74HC164的显示原理图。

显示时控制板先将8位串行数据D0-D7（数码管笔画）输出到74HC164的数据输入引脚上，在8个移位时钟CLK的作用下，从74HC164的Q0-Q7引脚输出，同时加到两位数码管和模式发光二极管的负极。再将COM1信号变成有效（低电平），电源开关电路开启，输出高电平，这样数码管第1位（低位）就显示了出来。这时数码管第2位（高位）和模式发光管的选通信号还是高电平，所以，不会显示。同样，依次将数码管第2位和模式内容数据输出到相应引脚，再将对应的COM引脚变成有效，就可以将数码管第2位和模式二极管分别显示了出来。由于转换速度很快，我们的眼睛就看不到闪烁，而是稳定的内容了。这就是动态显示原理。

如图3所示，给出了现有空调显示器所采用的第2种动态显示法的电路原理图，显示采用两片74HC595级联而成，74HC595也是8位串行输入-并行输出移位寄存器，与74HC164的区别是带有锁存功能，就是在锁存时钟RCLK的作用下，将移位后的串行数据锁存在输出引脚上。之后，在移位时钟SCLK继续移位后面的数据时，输出引脚的数据也不会发生变化。

显示原理与74HC164基本相同，只是数码管笔画由第一个74HC595产生，电源开关电路的选通信号由第二个74HC595产生。16位数据中，前8位为选通信号，后8位为笔画信号。在16个移位时钟SCLK的作用下，先移位到两个74HC595内部的寄存器中，再在1个输出锁存时钟RCLK的作用下，将寄存器中的数据锁存在输出引脚上。

笔画信号加到两个数码管和模式二极管的负极，模式二极管采用两个8位数据，可以显示更多的内容和状态。选通信号通过电源开关电路电路加到数码管和模式二极管的正极。有效的选通信号就将笔画信号显示了出来。通过4次上述过程，就将全部内容显示了出来。

由上所述可见，针对这种串行的动态显示方式，空调控制状态、使用状态和故障状态的获取可以用软件和硬件两种方法来实现。软件方式就是将第1种状态显示电路的COM1、COM2、COM3、CLK、DATA信号，以及第2种状态显示电路的RCLK、SCLK、DATA信号通过电平转换电路变成了3.3V后加到单片机的I/O口上，根据信号之间的逻辑关系，利用软件将其中的数据解码出来。

这种软件方式的优点是价格便宜，不需要增加太多的硬件器件，但缺点是对单片机的要求较高，如第一种电路的时钟与数据信号，需要在不到100μS的时间段内，将8位数据进行锁存；而且，各种空调型号的信号速率也不尽相同。对单片机性能和软件要求很高，实现起来困难很多，所以，需要选择硬件电路。

如图4所示，给出了本实用新型的具有故障码自动上传的空调控制器的原理图，其由空调控制器1和转接板2组成，由于本实用新型的空调控制器可以以租赁的方式提供给使用方，故亦可成为图中所示的“空调租赁控制器”；所示的转接板2上设置有输入端子3、输出端子4和转接端子5，输入端子3与空调控制板6相连接，输出端子4与空调显示板7相连接，转接端子5与空调控制器1相连接。输入端子3包括n根显示线、+5V电源线和地线；输入端子上3上的n根显示线、+5V电源线和地线与输出端子4和转接端子5上的引脚均电连接，这样，空调控制器1通过转接端子5就可获取空调控制板6向空调显示板7发送的显示信号，进而获取空调的控制状态、使用状态和故障状态信息。

具体地，输入端子3与空调控制板6电缆线直接对接，采用了空调控制板6相对应的接线端子型号；输出端子4与空调显示板7对接，需要增加一根连接线，直接插在空调显示板7上；转接端子5通过排线连接到空调控制器1上。线束中有5根显示线（第1种显示电路）或3根显示线（第2种显示电路）、+5V电源线和地线，将输入端子3、输出端子4和转接端子5对应的引脚连接起来。其余不需要的信号直接从输入端子接到输出端子，不需要接入转接端子。这样，利用空调自身的电源及显示信号，就可以实现空调状态的读取，以及故障码的自动上传。可以提高空调运维的可靠性和高效率。

如图5所示，给出了采用第1种动态显示法时对应的具有故障码自动上传的空调控制器的电路原理图，由于输入信号是5V电平，单片机是3.3V电平，两者之间需要增加电平转换电路。将线束中的COM1、COM2、COM3、CLK、DATA五个信号引入到空调控制器1中，空调控制器1中采用与第1种显示电路基本相同的电路，74HC164的时钟和数据接到CLK和DATA信号上，输出的8个引脚Q0-Q7经过电平转换电路接到单片机系统8的I/O上。COM1、COM2、COM3三个选通信号经过电平转换电路也接到单片机系统8的I/O上。只需要11个信号输入口，就可以完成与单片机系统8的接口。

单片机监测各个COM信号，由于该信号较长，约2mS，单片机很容易处理。在COM1、COM2信号有效期间（低电平），单片机将74HC164输出的8位数据同时进行锁存，再将数码管的笔画转换成字母和数字。在COM3信号期间可以读取到空调运行模式或故障闪烁状态。

将空调模式和设定温度，在定时上传期间通过通信系统进行上报。在读取到故障编码或指示灯闪烁出现后立即通过通信系统进行上传。这样，就完成了空调显示内容的“截屏”和故障码自动上传。

如图6所示，给出了采用第2种动态显示法时对应的具有故障码自动上传的空调控制器的电路原理图，将线束中的RCLK、SCLK和DATA三个信号引入到控制器中，控制器中采用与第2种显示电路基本相同的电路，三个信号分别接到两片74HC595上。第一片74HC595输出的8位数据通过电平转换电路接到单片机的I/O上，得到的是数码管和模式二极管笔画信号。第二个74HC595输出的四个（或根据空调型号选择相应个数）输出经电平转换也接入到单片机的I/O上，得到的是4个选通信号。

通过各个选通信号和对应的笔画信号的锁存，再将数码管的笔画转换成字母和数字，就可以读取到空调运行模式或故障闪烁状态。单片机的处理方式与第1种一致，不再重复。

Claims (4)

1.一种具有故障码自动上传的空调控制器，包括空调控制器（1）和转接板（2），空调上设置有控制其运行的空调控制板（6）以及显示其运行状态信息的空调显示板（7）；其特征在于：转接板（2）上设置有与空调控制板（6）相连接的输入端子（3）、与空调显示板（7）相连接的输出端子（4）以及与空调控制器（1）相连接的转接端子（5），所述输入端子（3）包括n根显示线、+5V电源线和地线；输入端子上（3）上的显示线、+5V电源线和地线与输出端子（4）和转接端子（5）上的引脚均电连接，空调控制器（1）通过转接端子（5）获取空调控制板（6）向空调显示板（7）发送的显示信号来获取空调的控制状态、使用状态和故障状态信息。

2.根据权利要求1所述的具有故障码自动上传的空调控制器，其特征在于：所述空调控制器（1）由单片机系统（8）、通信系统（9）和电平转换电路（10）构成，电平转换电路为5V转3.3V电平转换电路，转接端子（5）中设置有COM1、COM2和COM3显示线，空调显示板（7）中设置有型号为74HC164的移位寄存器（11）；转接端子（5）输入的显示线中的COM1、COM2和COM3以及移位移位寄存器74HC164的输出端口Q0-Q7均通过电平转换电路（10）输入至单片机系统（8）的输入端，+5V电源经3.3V稳压芯片给单片机系统和通信系统供电，通信系统（9）通过串口或SPI接口与单片机系统（8）相连接，实现双向通信；单片机系统所获取的空调控制状态、使用状态和故障状态信息经通信系统（9）进行上传。

3.根据权利要求2所述的具有故障码自动上传的空调控制器，其特征在于：所述空调显示板（7）由移位寄存器（11）、低位数码管（14）、高位数码管（15）、模式发光管（16）和电源开关电路（17）组成，空调控制板（6）输出的n根显示线为COM1、COM2、COM3、CLK和DATA，COM1、COM2、COM3为位选通信号线，CLK为串行时钟线，DATA为串行数据线；COM1、COM2、COM3经电源开关电路（17）分别与低位数码管（14）、高位数码管（15）、模式发光管（16）的选通端相连接，移位寄存器（11）的信号输出端Q0-Q7与低位数码管（14）、高位数码管（15）、模式发光管（16）的信号输入端均相连接；

转接板送来的CLK和DATA信号送到空调控制器的74HC164的时钟和数据输入端，74HC164的信号输出端Q0-Q7以及转接板送来的COM1、COM2、COM3经电平转换电路与单片机系统的输入端相连接。

4.根据权利要求2所述的具有故障码自动上传的空调控制器，其特征在于：所述空调显示板（7）由第一带锁存移位寄存器（12）、第二带锁存移位寄存器（13）、低位数码管（14）、高位数码管（15）、模式发光管（16）和电源开关电路（17）组成，第一带锁存移位寄存器（12）和第二带锁存移位寄存器（13）的型号均为74HC595，空调控制板（6）输出的n根显示线为RCLK、SCLK和DATA，RCLK为移位时钟线，DATA为数据线，DATA接到第一带锁存移位寄存器数据端，第一移位寄存器数据输出端与第二带锁存移位寄存器数据端相连接；RCLK、SCLK均与第一带锁存移位寄存器（12）和第二带锁存移位寄存器（13）的相应引脚相连接；第一带锁存移位寄存器（12）的信号输出端Q0-Q7与低位数码管（14）、高位数码管（15）、模式发光管（16）的信号输入端均相连接；第二带锁存移位寄存器（13）的信号输出端QA、QB、QF、QH经电源开关电路（17）分别与低位数码管（14）、高位数码管（15）和两模式发光管（16）的选通端相连接；

转接板送来的RCLK、SCLK和DATA信号，同时加到空调控制器的第一和第二带锁存移位寄存器的相应输入端，寄存器的连接方式与空调显示板的连接方式相同；第一、第二带锁存移位寄存器输出端经电平转换电路与单片机系统的输入端相连接。

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