CN219802167U - 一种互动装置低压供电箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种互动装置低压供电箱，包括市电输入模块、电压转换模块、电压监测模块、温度监测模块、控制模块、显示模块以及无线通信模块；市电输入模块为外部输入接口，电压转换模块通过市电输入模块与220V市电连接，电压转换模块输出36V、24V或者12V电压至互动装置，电压监测模块与电压转换模块电连接，且电压监测模块与控制模块电性连接，控制模块分别与温度监测模块、显示模块以及无线通信模块电性连接。本实用新型适配有多种电源输出，在新增互动装置时，可以直接进行电源适配，能够减少电源适配器的数量，可以对供电进行电压以及温度监测，及时发现互动装置的供电异常，避免火灾事故的发生。

Description

一种互动装置低压供电箱

技术领域

本实用新型属于互动装置以及电子技术领域，具体涉及一种互动装置低压供电箱。

背景技术

互动装置艺术作为一种新兴的艺术，它的产生是随着科技的进步和艺术观念的更新而产生的，它属于数字艺术中新媒介艺术的一个新的分支。互动装置类型的不同，会采用不同的电源。当已有互动装置的时候，若要安装新的互动装置，则需要增加电源适配器，不仅导致使用麻烦，并且电源适配器越多，布线越混乱，增加了检修难度。而且现有技术往往没有对互动装置的供电进行监测，不能及时发现互动装置供电的异常。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种互动装置低压供电箱解决了现有技术中存在的问题。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种互动装置低压供电箱，包括市电输入模块、电压转换模块、电压监测模块、温度监测模块、控制模块、显示模块以及无线通信模块；

所述市电输入模块为外部输入接口，且所述市电输入模块输出220V交流电，所述电压转换模块通过市电输入模块与220V市电连接，所述电压转换模块输出36V、24V或者12V电压至互动装置，所述电压监测模块与电压转换模块电连接，且所述电压监测模块与控制模块电性连接，所述控制模块分别与温度监测模块、显示模块以及无线通信模块电性连接。

进一步地，所述电压转换模块包括36V电压转换单元、24V电压转换单元以及12V电压转换单元；所述36V电压转换单元的输入端与220V市电连接，所述36V电压转换单元的输出端输出36V电压；所述24V电压转换单元的输入端与36V电压转换单元的输出端电连接，所述24V电压转换单元的输出端输出24V电压；所述12V电压转换单元的输入端与24V电压转换单元的输出端电连接，且所述12V电压转换单元的输出端输出12V电压。

进一步地，所述36V电压转换单元包括变压器T1、整流桥UR1、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、可控硅SCR、三极管Q1以及电阻R18至电阻R24；

所述变压器T1的一次侧作为36V电压转换单元的输入端，且所述变压器T1的一次侧与220V的交流电连接，所述变压器T1二次侧的两端分别与整流桥UR1的两个输入端一一对应连接，所述整流桥UR1的正输出端作为36V电压转换单元的输出端，所述整流桥UR1的正输出端输出+36V电压，且所述整流桥UR1的正输出端分别与第一指示灯LED1的正极、三极管Q1的发射极以及电阻R23的一端连接，所述整流桥UR1的负输出端分别与电阻R18的一端以及可控硅SCR的阴极连接，所述电阻R18的另一端与第一指示灯LED1的负极连接，所述可控硅SCR的栅极与第二指示灯LED2的负极连接，所述第二指示灯LED2的正极通过电阻R24与三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极分别与电阻R23的一端和滑动电阻R21的第一不动端连接，所述滑动电阻R21的第二不动端和滑动端均与电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与可控硅SCR的阳极和电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端作为接地端。

进一步地，所述24V电压转换单元包括型号为LM7824的稳压芯片U8、电容C7、电容C8、电阻R25以及滑动电阻R26；所述稳压芯片U8的VIN引脚作为24V电压转换单元的输入端，且所述稳压芯片U8的VIN引脚分别与电容C7的一端和+36V电压连接，所述稳压芯片U8的VOUT引脚作为24V电压转换单元的输出端，且所述稳压芯片U8的VOUT引脚分别与电容C8的一端和电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与电容C7的另一端、电容C8的另一端、稳压芯片U8的GND引脚和滑动电阻R26的第一不动端连接，所述滑动电阻R26的第二不动端和滑动端均接地。

进一步地，所述12V电压转换单元包括型号为LM7812的稳压芯片U9、电容C9、电容C10、电阻R27以及滑动电阻R28；所述稳压芯片U9的VIN引脚作为12V电压转换单元的输入端，且所述稳压芯片U9的VIN引脚分别与电容C9的一端和+24V电压连接，所述稳压芯片U9的VOUT引脚作为12V电压转换单元的输出端，且所述稳压芯片U9的VOUT引脚分别与电容C10的一端和电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端分别与电容C9的另一端、电容C10的另一端、稳压芯片U9的GND引脚和滑动电阻R28的第一不动端连接，所述滑动电阻R28的第二不动端和滑动端均接地。

进一步地，所述控制模块采用单片机作为控制芯片，且所述控制芯片上设置有最小系统。

进一步地，所述显示模块包括显示屏，所述显示屏的数据传输引脚与控制芯片的第一GPIO功能引脚连接。

进一步地，所述无线通信模块包括无线通信芯片，所述无线通信芯片的数据传输引脚与控制芯片的第二GPIO功能引脚连接。

进一步地，所述温度监测模块包括温度传感器，所述温度传感器的数据传输引脚与控制芯片的第三GPIO功能引脚连接。

进一步地，所述电压监测模块包括第一电压监测单元、第二电压监测单元以及第三电压监测单元，所述第一电压监测单元的输入端与36V电压转换单元的输出端电连接，所述第一电压监测单元的输出端与控制芯片的第四GPIO功能引脚电性连接；所述第二电压监测单元的输入端与24V电压转换单元的输出端电连接，所述第二电压监测单元的输出端与控制芯片的第五GPIO功能引脚电性连接；所述第三电压监测单元的输入端与12V电压转换单元的输出端电连接，所述第三电压监测单元的输出端与控制芯片的第六GPIO功能引脚电性连接。

本实用新型提供的有益效果为：

(1)本实用新型提供的一种互动装置低压供电箱，适配有多种电源输出，在新增互动装置时，可以直接进行电源适配，能够减少电源适配器的数量。

(2)本实用新型对供电进行电压以及温度监测，可以及时发现互动装置的供电异常，避免火灾事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本实用新型提供的一种互动装置低压供电箱的结构图。

图2为本实用新型提供的36V电压转换单元的电路图。

图3为本实用新型提供的24V电压转换单元的电路图。

图4为本实用新型提供的12V电压转换单元的电路图。

图5为本实用新型提供的控制模块的电路图。

图6为本实用新型提供的显示模块的电路图。

图7为本实用新型提供的无线通信模块的电路图。

图8为本实用新型提供的温度监测模块的电路图。

图9为本实用新型提供的第一电压监测单元的电路图。

图10为本实用新型提供的第二电压监测单元的电路图。

图11为本实用新型提供的第三电压监测单元的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

如图1所示，一种互动装置低压供电箱，包括市电输入模块、电压转换模块、电压监测模块、温度监测模块、控制模块、显示模块以及无线通信模块；市电输入模块为外部输入接口，且市电输入模块输出220V交流电，电压转换模块通过市电输入模块与220V市电连接，电压转换模块输出36V、24V或者12V电压至互动装置，电压监测模块与电压转换模块电连接，且电压监测模块与控制模块电性连接，控制模块分别与温度监测模块、显示模块以及无线通信模块电性连接。

市电输入模块相当于连接端子，其一端与市电连接，一端输出220V交流电，同时该交流电还为电压转换模块提供输入电压，从而实现多电源适配。随着不同的互动装置接入，电路的运行压力会增大，因此本申请的电压检测模块以及温度检测模块可以时间对供电的监测，以避免因电路故障导致的火灾发生。当检测到电压或者温度之后，可以通过显示模块实时显示数据，也可以通过无线通信模块将数据传输至终端设备上，以使工作人员能够较为方便地对互动装置的供电线进行监测。

在一种可能的实施方式中，电压转换模块包括36V电压转换单元、24V电压转换单元以及12V电压转换单元；36V电压转换单元的输入端与220V市电连接，36V电压转换单元的输出端输出36V电压；24V电压转换单元的输入端与36V电压转换单元的输出端电连接，24V电压转换单元的输出端输出24V电压；12V电压转换单元的输入端与24V电压转换单元的输出端电连接，且12V电压转换单元的输出端输出12V电压。

如图2所示，36V电压转换单元包括变压器T1、整流桥UR1、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、可控硅SCR、三极管Q1以及电阻R18至电阻R24；变压器T1的一次侧作为36V电压转换单元的输入端，且变压器T1的一次侧与220V的交流电连接，变压器T1二次侧的两端分别与整流桥UR1的两个输入端一一对应连接，整流桥UR1的正输出端作为36V电压转换单元的输出端，整流桥UR1的正输出端输出+36V电压，且整流桥UR1的正输出端分别与第一指示灯LED1的正极、三极管Q1的发射极以及电阻R23的一端连接，整流桥UR1的负输出端分别与电阻R18的一端以及可控硅SCR的阴极连接，电阻R18的另一端与第一指示灯LED1的负极连接，可控硅SCR的栅极与第二指示灯LED2的负极连接，第二指示灯LED2的正极通过电阻R24与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极分别与电阻R23的一端和滑动电阻R21的第一不动端连接，滑动电阻R21的第二不动端和滑动端均与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端分别与可控硅SCR的阳极和电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端作为接地端。

如图3所示，24V电压转换单元包括型号为LM7824的稳压芯片U8、电容C7、电容C8、电阻R25以及滑动电阻R26；稳压芯片U8的VIN引脚作为24V电压转换单元的输入端，且稳压芯片U8的VIN引脚分别与电容C7的一端和+36V电压连接，稳压芯片U8的VOUT引脚作为24V电压转换单元的输出端，且稳压芯片U8的VOUT引脚分别与电容C8的一端和电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端分别与电容C7的另一端、电容C8的另一端、稳压芯片U8的GND引脚和滑动电阻R26的第一不动端连接，滑动电阻R26的第二不动端和滑动端均接地。

如图4所示，12V电压转换单元包括型号为LM7812的稳压芯片U9、电容C9、电容C10、电阻R27以及滑动电阻R28；稳压芯片U9的VIN引脚作为12V电压转换单元的输入端，且稳压芯片U9的VIN引脚分别与电容C9的一端和+24V电压连接，稳压芯片U9的VOUT引脚作为12V电压转换单元的输出端，且稳压芯片U9的VOUT引脚分别与电容C10的一端和电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端分别与电容C9的另一端、电容C10的另一端、稳压芯片U9的GND引脚和滑动电阻R28的第一不动端连接，滑动电阻R28的第二不动端和滑动端均接地。

值得说明的是，本申请主要适配了220V、36V、24V以及12V电压，可以根据实际需求适配其他电压，如48V电压。

在一种可能的实施方式中，控制模块采用单片机作为控制芯片，且控制芯片上设置有最小系统。

如图5所示，控制模块可以采用型号为STM32F103C8T6的单片机作为控制芯片U1，控制芯片U1的VBAT引脚通过电阻R1与+3.3V电压连接，控制芯片U1的PC14引脚分别与接地电容C1以及晶振Y1的一端连接，控制芯片U1的PC15引脚分别与接地电容C2以及晶振Y1的另一端连接，控制芯片U1的OSC_IN引脚分别与接地电容C3以及晶振Y2的一端连接，控制芯片U1的OSC_OUT引脚分别与接地电容C4以及晶振Y2的另一端连接，控制芯片U1的NRST引脚分别与电阻R3的一端、复位按键K1的一端以及接地电容C5连接，复位按键K1的另一端接地，电阻R3的另一端与+3.3V电压连接，控制芯片U1的BOOT0引脚通过电阻R4分别与电阻R6的一端和接地电阻R7连接，电阻R6的另一端与+3.3V电压连接，控制芯片U1的BOOT1引脚通过电阻R2接地。值得说明的是，除了本实施例所述的单片机之外，还可以采用其他单片机作为控制芯片。

为了保证单片机的正常工作，可以设置3.3V电压获取电路，以将12V电压转换为3.3V的电压。

在一种可能的实施方式中，显示模块包括显示屏，显示屏的数据传输引脚与控制芯片的第一GPIO功能引脚连接。

如图6所示，显示模块可以包括型号为LCD1602的显示屏U2，显示屏U2的D0引脚至D7引脚、E引脚、RW引脚以及RS引脚共同作为其数据传输引脚，控制芯片U1的PB5引脚至PB15引脚共同作为其第一GPIO引脚，且所述显示屏U2的D7引脚至D0引脚、E引脚、RW引脚以及RS引脚分别与控制芯片U1的PB5引脚至PB15引脚一一对应连接。通过设置显示模块，可以对监测到的供电箱温度以及电压进行实时显示，方便工作人员进行检查。

在一种可能的实施方式中，无线通信模块包括无线通信芯片，无线通信芯片的数据传输引脚与控制芯片的第二GPIO功能引脚连接。

如图7所示，无线通信模块可以包括型号为ESP8266的无线通信芯片U3，无线通信芯片U3的TXD引脚以及RSD引脚作为其数据传输引脚，控制芯片U1的PA9引脚和PA10引脚作为其第二GPIO功能引脚，无线通信芯片U3的TXD引脚以及RSD引脚分别与控制芯片U1的PA9引脚和PA10引脚一一对应连接。通过无线通信模块可以将监测到的供电箱温度以及电压传输至终端设备上，使工作人员可以实时监测供电箱的运行状态。

在一种可能的实施方式中，温度监测模块包括温度传感器，所述温度传感器的数据传输引脚与控制芯片的第三GPIO功能引脚连接。

如图8所示，温度监测模块可以包括型号为DS18B20的温度传感器U4，温度传感器U4的DQ引脚作为其数据传输引脚，控制芯片U1的PA4引脚作为其第三GPIO功能引脚。通过温度监测模块，可以实现对异常发热的监测，从而避免因输电线路异常导致的火灾。

在一种可能的实施方式中，电压监测模块包括第一电压监测单元、第二电压监测单元以及第三电压监测单元，第一电压监测单元的输入端与36V电压转换单元的输出端电连接，第一电压监测单元的输出端与控制芯片的第四GPIO功能引脚电性连接；第二电压监测单元的输入端与24V电压转换单元的输出端电连接，第二电压监测单元的输出端与控制芯片的第五GPIO功能引脚电性连接；第三电压监测单元的输入端与12V电压转换单元的输出端电连接，第三电压监测单元的输出端与控制芯片的第六GPIO功能引脚电性连接。

如图9所示，第一电压监测单元包括分压电阻R9和分压电阻R10，分压电阻R10的一端作为第一电压监测单元的输入端，分压电阻R10的另一端通过分压电阻R9接地，且分压电阻R10的另一端通过电阻R11连接至放大器U5的同相输入端，当输入电压经过分压电阻R9和分压电阻R10分压过后，再经过电阻R11降压调理至3.3V，再通过放大器U6将信号输入至控制芯片U1的第四GPIO功能引脚(即PA3引脚)，从而实现对电压的测量。当输入电压波动时，控制芯片U1的所测量的电压也会产生波动，从而可以实现电压监测。

如图10以及图11所示，第二电压监测单元以及第三电压监测单元的原理与第一电压监测单元类似，此处不在赘述。

本实用新型提供的一种互动装置低压供电箱，适配有多种电源输出，在新增互动装置时，可以直接进行电源适配，能够减少电源适配器的数量。本实用新型对供电进行电压以及温度监测，可以及时发现互动装置的供电异常，避免火灾事故的发生。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种互动装置低压供电箱，其特征在于，包括市电输入模块、电压转换模块、电压监测模块、温度监测模块、控制模块、显示模块以及无线通信模块；

所述市电输入模块为外部输入接口，且所述市电输入模块输出220V交流电，所述电压转换模块通过市电输入模块与220V市电连接，所述电压转换模块输出36V、24V或者12V电压至互动装置，所述电压监测模块与电压转换模块电连接，且所述电压监测模块与控制模块电性连接，所述控制模块分别与温度监测模块、显示模块以及无线通信模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述电压转换模块包括36V电压转换单元、24V电压转换单元以及12V电压转换单元；所述36V电压转换单元的输入端与220V市电连接，所述36V电压转换单元的输出端输出36V电压；所述24V电压转换单元的输入端与36V电压转换单元的输出端电连接，所述24V电压转换单元的输出端输出24V电压；所述12V电压转换单元的输入端与24V电压转换单元的输出端电连接，且所述12V电压转换单元的输出端输出12V电压。

3.根据权利要求2所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述36V电压转换单元包括变压器T1、整流桥UR1、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、可控硅SCR、三极管Q1以及电阻R18至电阻R24；

所述变压器T1的一次侧作为36V电压转换单元的输入端，且所述变压器T1的一次侧与220V的交流电连接，所述变压器T1二次侧的两端分别与整流桥UR1的两个输入端一一对应连接，所述整流桥UR1的正输出端作为36V电压转换单元的输出端，所述整流桥UR1的正输出端输出+36V电压，且所述整流桥UR1的正输出端分别与第一指示灯LED1的正极、三极管Q1的发射极以及电阻R23的一端连接，所述整流桥UR1的负输出端分别与电阻R18的一端以及可控硅SCR的阴极连接，所述电阻R18的另一端与第一指示灯LED1的负极连接，所述可控硅SCR的栅极与第二指示灯LED2的负极连接，所述第二指示灯LED2的正极通过电阻R24与三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极分别与电阻R23的一端和滑动电阻R21的第一不动端连接，所述滑动电阻R21的第二不动端和滑动端均与电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与可控硅SCR的阳极和电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端作为接地端。

4.根据权利要求3所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述24V电压转换单元包括型号为LM7824的稳压芯片U8、电容C7、电容C8、电阻R25以及滑动电阻R26；所述稳压芯片U8的VIN引脚作为24V电压转换单元的输入端，且所述稳压芯片U8的VIN引脚分别与电容C7的一端和+36V电压连接，所述稳压芯片U8的VOUT引脚作为24V电压转换单元的输出端，且所述稳压芯片U8的VOUT引脚分别与电容C8的一端和电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与电容C7的另一端、电容C8的另一端、稳压芯片U8的GND引脚和滑动电阻R26的第一不动端连接，所述滑动电阻R26的第二不动端和滑动端均接地。

5.根据权利要求4所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述12V电压转换单元包括型号为LM7812的稳压芯片U9、电容C9、电容C10、电阻R27以及滑动电阻R28；所述稳压芯片U9的VIN引脚作为12V电压转换单元的输入端，且所述稳压芯片U9的VIN引脚分别与电容C9的一端和+24V电压连接，所述稳压芯片U9的VOUT引脚作为12V电压转换单元的输出端，且所述稳压芯片U9的VOUT引脚分别与电容C10的一端和电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端分别与电容C9的另一端、电容C10的另一端、稳压芯片U9的GND引脚和滑动电阻R28的第一不动端连接，所述滑动电阻R28的第二不动端和滑动端均接地。

6.根据权利要求2所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述控制模块采用单片机作为控制芯片，且所述控制芯片上设置有最小系统。

7.根据权利要求6所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述显示模块包括显示屏，所述显示屏的数据传输引脚与控制芯片的第一GPIO功能引脚连接。

8.根据权利要求6所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述无线通信模块包括无线通信芯片，所述无线通信芯片的数据传输引脚与控制芯片的第二GPIO功能引脚连接。

9.根据权利要求6所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述温度监测模块包括温度传感器，所述温度传感器的数据传输引脚与控制芯片的第三GPIO功能引脚连接。

10.根据权利要求6所述的互动装置低压供电箱，其特征在于，所述电压监测模块包括第一电压监测单元、第二电压监测单元以及第三电压监测单元，所述第一电压监测单元的输入端与36V电压转换单元的输出端电连接，所述第一电压监测单元的输出端与控制芯片的第四GPIO功能引脚电性连接；所述第二电压监测单元的输入端与24V电压转换单元的输出端电连接，所述第二电压监测单元的输出端与控制芯片的第五GPIO功能引脚电性连接；所述第三电压监测单元的输入端与12V电压转换单元的输出端电连接，所述第三电压监测单元的输出端与控制芯片的第六GPIO功能引脚电性连接。