CN219437007U - 一种从站设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种从站设备，包括：上壳体和下壳体、插拔接插件和多个接线端子，上壳体上至少设置有单片机、第一扩展芯片、复位芯片、EEPROM、IOLINK PHY芯片和多个指示灯，第一扩展芯片通过设置为内部开漏方式控制所述多个指示灯；下壳体上至少设置有两个第二扩展芯片、光耦电路和输出芯片；多个接线端子突出并并排设置在所述下壳体的第一侧面上并与所述下电路板连接，插拔接插件突出设置在所述下壳体的第二侧面上，第一侧面和第二侧面垂直设置。本实用新型能够减少从站设备的体积。

Description

一种从站设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种从站设备。

背景技术

当前具有4路输入4路可配置的IOLINK从站设备的8个接线端子、与主站设备连接的插拔插接件、指示灯等均设置在同一平面上，这样的结构会导致从站设备的壳体的尺寸很大，一般长度可达130mm左右、宽度可达30mm左右、高度可达20mm左右，这会导致从站设备占用空间大。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型实施例提供一种从站设备，包括：可拆卸连接的上壳体和下壳体、插拔接插件和多个接线端子，所述上壳体的内部设置有上电路板，所述上电路板上至少设置有单片机、第一扩展芯片、复位芯片、EEPROM、IOLINK PHY芯片和多个指示灯，所述上壳体上形成有多个用于容纳所述多个指示灯的通孔，设置为内部开漏方式控制所述多个指示灯；所述下壳体的内部设置有下电路板，所述下电路板上至少设置有两个第二扩展芯片、光耦电路和输出芯片，其中一个第二扩展芯片与所述光耦电路连接，另一个第二扩展芯片与所述输出芯片连接；所述多个接线端子突出并并排设置在所述下壳体的第一侧面上并与所述下电路板连接，所述插拔接插件包括插件基座和设置在所述插件基座内部的多个电缆，所述插件基座突出设置在所述下壳体的第二侧面上，所述多个电缆的一端与所述上电路板连接，另一端用于与主站设备连接，其中，第一侧面和第二侧面垂直设置。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的从站设备，由于将接线端子和插拔接插件设置在壳体的侧面，并且主要芯片采用小封装以及灯控电路直接与扩展芯片的引脚连接，如此，能够减少从站设备的体积，与现有的同数量接口的从站设备相比，能够减少约三分之一的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的从站设备的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的指示灯和第一扩展芯片的连接示意图。

图3为现有的指示灯和第一扩展芯片的连接示意图。

图4为本实用新型实施例的光耦电路的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种从站设备，如图1所示，可包括：可拆卸连接的上壳体1和下壳体2、插拔接插件3和多个接线端子4。上壳体1和下壳体2之间可通过螺钉等连接件进行固定连接。

其中，所述上壳体1的内部设置有上电路板（未图示），所述上电路板上至少设置有单片机（未图示）、第一扩展芯片（未图示）、复位芯片（未图示）、EEPROM（未图示）、IOLINKPHY芯片（未图示）和多个指示灯5，所述上壳体上形成有多个用于容纳所述多个指示灯的通孔，所述第一扩展芯片通过设置为内部开漏方式直接控制所述多个指示灯。具体地，如图2所示，指示灯与第一扩展芯片内部的下MOS管源级连接，下MOS管的漏极连接GND。本实用新型实施例中，第一扩展芯片通过内部的MOS管对指示灯进行控制，与常规的通过外接三极管的方式控制指示灯相比，如图3所示，能够节约三极管所需空间。如此，能够节约上电路板的安装空间。

进一步地，单片机和第一扩展芯片通过I2C总线进行通信。具体地，单片机的PB3引脚与第一扩展芯片的SCL引脚（具体为22引脚）连接，单片机的PB4引脚与第一扩展芯片的SDA引脚（具体为23引脚）连接。复位芯片的2引脚通过串联10k电阻与单片机的NRST引脚（具体为7引脚）连接，复位芯片用于向单片机提供复位信号，以防止单片机在电源上电、下电或者掉电的过程中出现代码执行的错误。复位芯片的具体工作原理可为现有技术。EEPROM的SCL引脚（具体为1引脚）通过串联22欧电阻与2k的上拉电阻后连接到单片机的PA8引脚。EEPROM的SDA引脚（具体为3引脚）通过串联22欧电阻与2k的上拉电阻后连接到单片机的PA9引脚。IOLINK PHY芯片的TXEN1引脚（具体为5引脚）连接到单片机的PA0引脚。IOLINK PHY芯片的TXD1引脚（具体为6引脚）连接到单片机的PA1引脚。IOLINK PHY芯片的RXD1引脚（具体为4引脚）连接到单片机的PA2引脚。

在本实用新型实施例中，可包括10个指示灯，具体可包括8个输出指示灯、1个LINK指示灯和1个供电指示灯。如图1所示，8个输出指示灯并排设置在上壳体1的一侧，供电指示灯和LINK指示灯并排设置在上壳体1的另一侧。在本实用新型实施例中，指示灯可为LED。

在本实用新型一实施例中，第一扩展芯片可驱动16路LED，最多只有8路LED同时点亮的情况，单个最大电流为3.3mA左右，远远小于芯片单个引脚的开漏电流，同时功耗也远远小于芯片的最大功耗，故通过省略原有驱动三极管，采用芯片内部下管进行控制，能够节约上电路板的安装空间。

在本实用新型实施例中，单片机的型号可采用华大的HC32F460JEUA，封装采用QFN48TR封装，能够减少单片机的封装体积。在一个示意性实施例中，封装后的单片机的尺寸可为5mmx5mm。

在本实用新型实施例中，复位芯片的型号可采用SGM809B-TXN3LG/TR，封装可采用SOT23封装，以减少封装体积。在一个示意性实施例中，封装后的复位芯片的尺寸可为2.9mmx1.5mm。

在本实用新型实施例中，EEPROM的型号可为BL24C16F-RRRC，封装可采用SOT23-5。在一个示意性实施例中，封装后的EEPROM的尺寸可为2.95mmx2.80mm。

在本实用新型实施例中，所述IOLINK PHY芯片用于通过TTL转换为IOLINK电平信号，可采用内部自带供电转换的LT3669芯片。在具有IOlink功能情况下，由系统供电的24V通过芯片自带的DCDC电路转换成5V。同时通过内部自带LDO转换成3.3V为MCU供电，能够节省DCDC电路与LDO电路所使用的空间。此外，在不改变感值与过流能力情况下，通过增大长宽来减小电感高度，以减少电感占用空间。在一个示意性实施例中，所述IOLINK PHY芯片的DCDC电路电感的高度小于2mm，优选，为1.8mm。

在本实用新型实施例中，所述下壳体2的内部设置有下电路板（未图示），所述下电路板上至少设置有两个第二扩展芯片（未图示）、光耦电路和输出芯片（未图示），其中一个第二扩展芯片与所述光耦电路连接，另一个第二扩展芯片与所述输出芯片连接，每个第二扩展芯片还与单片机连接。

在本实用新型实施例中，第二扩展芯片与第一扩展芯片的结构相同。具体地，第二扩展芯片通过I2C总线与单片机通信连接，具体通过间距为1.0毫米的双排针跟单片机连接。更具体地，单片机的PA4引脚与第二扩展芯片的SCL引脚（具体为22引脚）连接，单片机的PA5引脚与第二扩展芯片的SDA引脚（具体为23引脚）连接。

在本实用新型实施例中，可包括8个结构相同的光耦电路，分别为第1至第8光耦电路，每个光耦电路还与一个接线端子连接。每个光耦电路可包括电阻和光耦，用于电平转换。每个光耦电路的检测引脚与对应的接线端子的2引脚连接，8个光耦电路的检测输出引脚分别与对应的第二扩展芯片的13到20引脚连接。这样，光耦电路检测到信号时，通过第二扩展芯片传输给单片机。

图4示出了第1光耦电路的结构示意图。如图4所示，第1光耦电路的检测输入为24V，或者GND，当外部接入24V时，通过36K的电阻R10与10K的上拉电阻R14阻值不同流过光耦LTV-217的电流进行检测输入的24V电压，光耦的3管脚与4管脚导通。拉低光耦3管脚电压至GND，检测到PORT1__STA（第1检测端口标志）标志位为低电平0V。当外部接入0V时，光耦的1管脚与2管脚无电流流过，光耦的3管脚与4管脚关断。PORT1__STA检测引脚通过上拉电阻R14与3.3V连接，检测到PORT1__STA标志位为高电平3.3V。本实用新型实施例中，由于光耦两边同为GND，故不起隔离作用。每个光耦电路的检测输入为24V或者0V，输出端为3.3V或者0V，故只起到电平转换作用。

在本实用新型实施例中，输出芯片用于输出电信号，具体为24V的电信号，输出芯片的驱动引脚分别和对应的第二扩展芯片的8到11引脚连接，输出芯片的输出引脚通过肖特基二极管连接到接线端子的2引脚，用于输出4路24V信号。这样，单片机通过I2C总线将输出信号传输给第二扩展芯片，第二扩展芯片控制输出芯片输出对应的输出信号。在本实用新型实施例中，肖特基二极管要用于当接线端子的2引脚作为输入检测时，防止外部电流倒灌。

此外，在本实用新型实施例中，接线端子的1、3引脚为外部供电引脚，因此须针对1引脚供电进行监测，如1、3引脚短路，跟1引脚的熔丝和单片机连接的三极管进行电平转换给出标置位STA到单片机进行处理。

在本实用新型实施例中，输出芯片的型号可采用TPS4H000BQPWPRQ1，封装可采用HTSSOP-20-EP，在一个示意性实施例中，封装后的尺寸可为6.6mmx6.6mm。输出芯片可驱动容性阻性以及感性负载，同时具有限制输出电路以及故障检测功能。

在本实用新型实施例中，如图1所示，所述多个接线端子4突出并并排设置在所述下壳体2的第一侧面上并与所述下电路板连接，在本实用新型实施例中，可包括8个接线端子。通过接线端子，可对下位元器件进行供电和信息交互等。

在本实用新型实施例中，所述插拔接插件3包括插件基座301和设置在所述插件基座内部的多个电缆302例如4根电缆，所述插件基座301突出设置在所述下壳体2的第二侧面上，所述多个电缆302的一端与所述上电路板连接，另一端用于与主站设备（未图示）连接，以与上位机进行信息交互。其中，第一侧面和第二侧面垂直设置。

此外，在本实用新型实施例中，所述上电路板和所述下电路板可均为双面板，以进一步减少电路板的占用空间。

进一步地，所述上电路板和所述下电路板的边缘均设置有接地端子，并设置TVS与差模电感进行保护，保障了接地的最短路径导出干扰。

进一步地，所述下壳体在与所述第一侧面相对的侧面上还设置有固定件6。固定件6可为锁耳结构，用于固定从站设备。

在一个示意性实施例中，本实用新型实施例提供的从站设备的尺寸具体为上壳体和下壳体形成的壳体的尺寸可为95mmx23mmx25mm。

本实用新型实施例提供的从站设备，由于将接线端子和插拔接插件设置在壳体的侧面，并且主要芯片采用小封装以及灯控电路直接与扩展芯片的引脚连接，如此，能够减少从站设备的体积，与现有的同数量接口的从站设备相比，能够减少约三分之一的体积。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本实用新型的范围和精神。本实用新型公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种从站设备，其特征在于，包括：可拆卸连接的上壳体和下壳体、插拔接插件和多个接线端子，所述上壳体的内部设置有上电路板，所述上电路板上至少设置有单片机、第一扩展芯片、复位芯片、EEPROM、IOLINK PHY芯片和多个指示灯，所述上壳体上形成有多个用于容纳所述多个指示灯的通孔，所述第一扩展芯片通过设置为内部开漏方式控制所述多个指示灯；所述下壳体的内部设置有下电路板，所述下电路板上至少设置有两个第二扩展芯片、光耦电路和输出芯片，其中一个第二扩展芯片与所述光耦电路连接，另一个第二扩展芯片与所述输出芯片连接；所述多个接线端子突出并并排设置在所述下壳体的第一侧面上并与所述下电路板连接，所述插拔接插件包括插件基座和设置在所述插件基座内部的多个电缆，所述插件基座突出设置在所述下壳体的第二侧面上，所述多个电缆的一端与所述上电路板连接，另一端用于与主站设备连接，其中，第一侧面和第二侧面垂直设置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述单片机采用QFN48TR封装。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述EEPROM采用SOT23-5封装。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述复位芯片采用SOT23封装。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述IOLINK PHY芯片为LT3669芯片。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述IOLINK PHY芯片的DCDC电路电感的高度小于2mm。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述输出芯片采用HTSSOP-20-EP封装。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述上电路板和所述下电路板均为双面板，并且所述上电路板和所述下电路板的边缘均设置有接地端子。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述下壳体在与所述第一侧面相对的侧面上还设置有固定件。