CN218957069U - 一种多端口电源复用的输出控制板卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种实现开关信号的输入输出，无需叠加使用控制板，能够兼容不同的输入电源规格的多端口电源复用的输出控制板卡。本实用新型包括控制模块和IO扩展模块，所述控制模块的信号端口与所述IO扩展模块对应的端口连接，所述控制模块与上位机连接，所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括均接入不同电压规格的输入模块和输出模块，所述IO扩展模块的若干IO口分别接入所述输入模块、所述输出模块，所述输入模块与外部传感器连接，所述输出模块与外部电磁阀连接。本实用新型应用于控制板卡的技术领域。
Description
技术领域
本实用新型应用于控制板卡的技术领域,特别涉及一种多端口电源复用的输出控制板卡。
背景技术
IO端口是指控制板卡的输入/输出端口，其将控制板卡上IO口增加输入保护，和输出驱动电路，具有了与外部的传感器，电磁阀等直接的读取和控制能力。传感器是指采集外界环境中的模拟信号，比如：温度，距离等，将其转换为电信号，并进行传输的元件。电磁阀是指利用电磁原理，当通电时电磁线圈产生电磁力，吸合阀芯，阀芯变位。断电时，电磁力小时，阀芯靠弹簧复位。属于执行器，执行MCU对外部的控制。PLC是指实现自动化控制的数字操作系统，采集和控制外围设备的开关量信号，并输出对外控制的开关信号。当前小型定制自动化设备功能需求日益繁多，对应的外围传感器、被动控制部件种类繁多，对控制板卡的IO端口需求多样化，然而现成PLC在功能上不足以实现在信号处理分析方面的功能，因此使用自行研发的定制化功能板卡，而在以往应急处理中，选用了叠加板卡数量的做法，这样增加了额外的成本，在程序控制，通信以及现场故障调试，版本管理方面增加了很多麻烦。现有自动化设备在动作控制方面常用PLC，其通用化的设计和方便的二次编程开发使其便于使用，但是对于设备其它方面的功能需求，比如读取个传感器采集到的信息，PLC只能读取开关信号，而不同功能传感器采集的各种模拟信号是不能进行分析的，因此就还需要配置对应的模拟信号转换板。PLC只有开关信号的输入或者输出，不具有信号分析功能，传感器的规格中影响使用的主要是输入电源规格，其它的模拟信号输出是标准的，可能在具体的A/D处理板卡上有细微不同，因此有必要提供一种实现开关信号的输入输出，无需叠加使用控制板，能够兼容不同的输入电源规格的多端口电源复用的输出控制板卡。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种实现开关信号的输入输出，无需叠加使用控制板，能够兼容不同的输入电源规格的多端口电源复用的输出控制板卡。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括控制模块和IO扩展模块，所述控制模块的信号端口与所述IO扩展模块对应的端口连接，所述控制模块与上位机连接，所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括均接入不同电压规格的输入模块和输出模块，所述IO扩展模块的若干IO口分别接入所述输入模块、所述输出模块，所述输入模块与外部传感器连接，所述输出模块与外部电磁阀连接。
由上述方案可见，所述输出模块接入外部电磁阀等需要被驱动的执行器，外部电磁阀用于执行所述控制模块对外部的控制，所述输入模块接入外部传感器等信号输入端口，外部传感器采集外界环境中的模拟信号，比如：温度，距离等，将其转换为电信号，并通过所述输入模块传输给所述控制模块，所述输出模块和所述输入模块均接入不同电压规格，所述输出模块能够提高输出的驱动能力，可以选择不同的电压规格，从而实现不同的电气规格的元件的兼容控制，外部传感器信号通过所述输入模块的隔离进入所述控制模块，实现不同电气规格的选择。所述多端口电源复用的输出控制板卡在同一块控制板上实现不同的电气选择，无需叠加使用控制板，在硬件的使用上变得简单化。因此实现了控制程序的标准化设计，减少了后期的工作量。
一个优选方案是，所述IO扩展模块的SDA端口与所述控制模块的第三十六引脚连接，所述IO扩展模块的SCL端口与所述控制模块的第三十五引脚连接，所述IO扩展模块的A0端口、A1端口以及A2端口均经阻值为10K的电阻共同接地。
一个优选方案是，所述控制模块最多接入八个所述IO扩展模块，每个所述IO扩展模块设置有十六个IO口，十六个IO口包括Pin0端口至Pin15端口，被扩展的IO口分别接入所述输入模块、所述输出模块。
一个优选方案是，所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括电源模块，所述电源模块包括第一连接器、第二连接器以及第三连接器，所述第一连接器的输入端口接入24V电压、12V电压以及5V电压，所述第一连接器的输出端口依次接入自恢复保险丝 、若干并联的电容，24V电压和12V电压均经过第二连接器以及所述第三连接器分别接入所述输出模块、所述输入模块。
一个优选方案是，所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括稳压器，所述稳压器的输入端接入5V电压，所述稳压器的输出端为3.3V电压，进而接入所述控制模块的VBAT端口和所述IO扩展模块VCC端口。
一个优选方案是，所述第二连接器经若干二极管对应接入所述输出模块的C端口。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是所述输入模块和所述输出模块的第一部分电路原理图；
图3是所述输入模块和所述输出模块的第二部分电路原理图；
图4是所述控制模块的电路原理图；
图5是所述IO扩展模块的电路示意图；
图6是所述电源模块的电路示意图。
具体实施方式
如图1至图6至所示，在本实施例中，本实用新型包括控制模块1和IO扩展模块2，所述控制模块1的信号端口与所述IO扩展模块2对应的端口连接，所述控制模块1与上位机3连接，所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括均接入不同电压规格的输入模块4和输出模块5，所述IO扩展模块2的若干IO口分别接入所述输入模块4、所述输出模块5，所述输入模块4与外部传感器6连接，所述输出模块5与外部电磁阀7连接。所述控制模块1的芯片型号为STM32F050C6T6，所述控制模块1的价格较为便宜，IO资源丰富，程序固件对寄存器的封装成熟，非常容易进行程序开发。所述控制模块1通过I2C与所述IO扩展模块2通信。所述IO扩展模块2的芯片型号为CAT9555YI-T2，当所述控制模块1发出的通道选通指令，所述IO扩展模块2接到控制指令，进行输出高电平或者低电平，选中的通道通过所述输出模块5提高输出的驱动能力，外部传感器6信号通过所述输入模块4的隔离进入所述控制模块1，由于所述输出模块5和所述输入模块4均接入两种电压规格，通过手动或者自动切换，兼容控制不同的电气规格。
在本实施例中，所述IO扩展模块2的SDA端口与所述控制模块1的第三十六引脚连接，所述IO扩展模块2的SCL端口与所述控制模块1的第三十五引脚连接，所述IO扩展模块2的A0端口、A1端口以及A2端口均经阻值为10K的电阻共同接地。
所述IO扩展模块2通过I2C接口接入所述控制模块1，A0端口、A1端口以及A2端口通过10K电阻上拉和下拉的方式，形成端口电平0或1，如A0,A1,A2下拉GND端口为0,得到地址A0~A2: 000，通过这个地址所述控制模块1就能准确的找到当前所述IO扩展模块2，其它跟所述控制模块1通信的所述IO扩展模块2通过这样的方法设置成不同的地址位。
在本实施例中，所述控制模块1最多接入八个所述IO扩展模块2，每个所述IO扩展模块2设置有十六个IO口，十六个IO口包括Pin0端口至Pin15端口，被扩展的IO口分别接入所述输入模块4、所述输出模块5。所述IO扩展模块2包括A0~A2端口，通过电压的拉高和拉低组合可以设置出8种地址。所述控制模块1可以通过I2C接入8个所述IO扩展模块2，每个所述IO扩展模块2包括16个IO口，共计128个IO口被扩展出来以供使用。
在本实施例中，所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括电源模块，所述电源模块包括第一连接器J2、第二连接器J6以及第三连接器J8，所述第一连接器J2的输入端口接入24V电压、12V电压以及5V电压，所述第一连接器J2的输出端口依次接入自恢复保险丝、若干并联的电容，24V电压和12V电压均经过第二连接器J6以及所述第三连接器J8分别接入所述输出模块5、所述输入模块4。由于所述输出模块5和所述输入模块4均接入24V电压和12V，将所述第三连接器J8中pin1和pin2短路时，即为选中24V，将所述第三连接器J8中pin3和pin2短路，即为选中12V，同样地，通过上位机3进行自动切换，也能够兼容控制不同的电气规格。
在本实施例中，所述电源模块还包括稳压器U3，所述稳压器U3的输入端接入5V电压，所述稳压器U3的输出端为3.3V电压，进而接入所述控制模块1的VBAT端口和所述IO扩展模块2的VCC端口。
在本实施例中，所述输入模块4为芯片型号为2805PS2805C-4的光耦，外部传感器6的信号通过所述光耦的隔离进入所述控制模块，所述输出模块5为芯片型号为ULN2803ADWG4的达林顿管，所述达林顿管能够提高输出的驱动能力，通过图2说明了不同的电气规格选择，从而实现不同的电气规格的元件的兼容控制。
在本实施例中，所述第二连接器J6经若干二极管对应接入所述输出模块5的C端口。若干所述二极管起到保护作用，消除拔插连接器时产生的电压尖峰。
Claims (6)
1.一种多端口电源复用的输出控制板卡，包括控制模块（1）和IO扩展模块（2），所述控制模块（1）的信号端口与所述IO扩展模块（2）对应的端口连接，所述控制模块（1）与上位机（3）连接，其特征在于： 所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括均接入不同电压规格的输入模块（4）和输出模块（5），所述IO扩展模块（2）的若干IO口分别接入所述输入模块（4）、所述输出模块（5），所述输入模块（4）与外部传感器（6）连接，所述输出模块（5）与外部电磁阀（7）连接。
2.根据权利要求1所述的一种多端口电源复用的输出控制板卡，其特征在于：所述IO扩展模块（2）的SDA端口与所述控制模块（1）的第三十六引脚连接，所述IO扩展模块（2）的SCL端口与所述控制模块（1）的第三十五引脚连接，所述IO扩展模块（2）的A0端口、A1端口以及A2端口均经阻值为10K的电阻共同接地。
3.根据权利要求1所述的一种多端口电源复用的输出控制板卡，其特征在于：所述控制模块（1）最多接入八个所述IO扩展模块（2），每个所述IO扩展模块（2）设置有十六个IO口，十六个IO口包括Pin0端口至Pin15端口，被扩展的IO口分别接入所述输入模块（4）、所述输出模块（5）。
4.根据权利要求1所述的一种多端口电源复用的输出控制板卡，其特征在于：所述多端口电源复用的输出控制板卡还包括电源模块，所述电源模块包括第一连接器（J2）、第二连接器（J6）以及第三连接器（J8），所述第一连接器（J2）的输入端口接入24V电压、12V电压以及5V电压，所述第一连接器（J2）的输出端口依次接入自恢复保险丝 、若干并联的电容，24V电压和12V电压均经过第二连接器（J6）以及所述第三连接器（J8）分别接入所述输出模块（5）、所述输入模块（4）。
5.根据权利要求4所述的一种多端口电源复用的输出控制板卡，其特征在于：所述电源模块还包括稳压器（U3），所述稳压器（U3）的输入端接入5V电压，所述稳压器（U3）的输出端为3.3V电压，进而接入所述控制模块（1）的VBAT端口和所述IO扩展模块（2）的VCC端口。
6.根据权利要求4所述的一种多端口电源复用的输出控制板卡，其特征在于：所述第二连接器（J6）经若干二极管对应接入所述输出模块（5）的C端口。
Priority Applications (1)
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| CN202223057578.XU CN218957069U (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 一种多端口电源复用的输出控制板卡 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN218957069U true CN218957069U (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86106854
Family Applications (1)
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| CN202223057578.XU Active CN218957069U (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 一种多端口电源复用的输出控制板卡 |
Country Status (1)
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2022
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