CN220584677U - 一种保护型传感器ttl通讯适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于适配器技术领域，尤其为一种保护型传感器TTL通讯适配器，该保护型传感器TTL通讯适配器设有USB接口电路单元、USB输入过压保护单元、USB转TTL通讯单元，USB接口电路单元用于连接电脑端，USB转TTL通讯单元能够将传感器的TTL信号转换为PC端能够收发的USB信号，或者将USB信号转换为传感器能够接收的TTL信号，USB输入过压保护单元与USB接口电路单元电连接，保护适配器中USB接口的供电线路电压和信号端子信号的稳定性，保障通讯安全。该保护型传感器TTL通讯适配器内部具有24V升压输出单元，可以直接输出24V电压来给传感器供电，内部还集成了TTL电平转换单元，实现了PC端和传感器端较好的隔离，对适配器和PC端形成保护。

Description

一种保护型传感器TTL通讯适配器

技术领域

本实用新型属于适配器技术领域，具体涉及一种保护型传感器TTL通讯适配器。

背景技术

很多传感器都具备TTL数字通讯功能，可以通过PC端来获取传感器的信息，由于这些传感器都是TTL数字通讯信号，而PC端一般是USB信号，获取传感器的信息需要进行转换，并需要确保通讯信号稳定安全。另外，大多数工业传感器支持的工作电压是24V，PC一般只能通过USB接口提供5V供电，所以还需要额外使用24V电源适配器来给传感器供电，这就导致接线复杂而且操作不当极易造成24V电压灌入适配器造成适配器故障，甚至可能进一步灌入PC接口造成更大的损失。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种保护型传感器TTL通讯适配器，解决如何提供一种该适配器可用于TTL数字通讯的传感器到PC端的通讯，起到通讯桥梁作用，并保障通讯的安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种保护型传感器TTL通讯适配器，包括外壳，还包括USB接口电路单元、USB输入过压保护单元、USB转TTL通讯单元，所述USB接口电路单元设有USB接口，所述USB接口设有第一信号端子、第二信号端子和供电线路，所述供电线路的前端为第一电源端子，后端为第二电源端子，所述USB输入过压保护单元设有第一保护端子、第二保护端子、第三保护端子和第四保护端子，所述第一保护端子、第二保护端子、第三保护端子和第四保护端子分别与所述第一信号端子、第二信号端子、电源输入端子和电源输出端子电连接，所述USB输入过压保护单元用于吸收尖峰脉冲；所述USB转TTL通讯单元输入侧设有第三信号端子和第四信号端子，输出侧设有第五信号端子和第六信号端子，其中，所述第一信号端子和第二信号端子分别与所述第三信号端子和第四信号端子电连接。

优选的，还包括24V升压输出单元，所述24V升压输出单元用于输出24V电压，所述24V升压输出单元输入侧设有第三电源端子，输出侧设有第四电源端子，所述第三电源端子与所述第二电源端子电连接，所述外壳上设有供电接口，所述第四电源端子与所述供电接口电连接。

优选的，所述24V升压输出单元包括MT3608升压主控芯片及其外围电路。

优选的，所述USB输入过压保护单元为SRV05-4保护芯片。

优选的，所述USB转TTL通讯单元包括CH340E通讯协议转换芯片及其外围元器件。

优选的，还包括TTL电平转换单元，所述TTL电平转换单元设有第一信号转换电路和第二信号转换电路，所述第一信号转换电路上设有第一MOS管及其外围开关电路，所述第一信号转换电路的前端为第七信号端子，后端为第八信号端子，所述第七信号端子与所述第五信号端子电连接，所述第七信号端子还与所述第一MOS管的外围开关电路电连接；所述第二信号转换电路上设有第二MOS管及其外围开关电路，所述第二信号转换电路的前端为第九信号端子，后端为第十信号端子，所述第九信号端子与所述第六信号端子电连接，所述第九信号端子还与所述第二MOS管的外围开关电路电连接。

优选的，所述第一MOS管串联有第二保险，所述第二MOS管串联有第三保险。

优选的，所述外壳上设有通讯接口，所述第八信号端子和第十信号端子分别与所述通讯接口电连接。

优选的，所述外壳上设有总开关，所述第四电源端子经所述总开关电连接到所述供电接口。

优选的，所述供电线路上串联有第一保险和磁珠，所述供电线路和接地引脚之间还设有滤波电容。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该保护型传感器TTL通讯适配器能够作为TTL数字通讯的传感器与PC端的通讯桥梁，并保障通讯的安全。具体的，该保护型传感器TTL通讯适配器设有USB接口电路单元、USB输入过压保护单元、USB转TTL通讯单元，USB接口电路单元用于连接电脑端，USB转TTL通讯单元能够将传感器的TTL信号转换为PC端能够收发的USB信号，或者将USB信号转换为传感器能够接收的TTL信号，USB输入过压保护单元与USB接口电路单元电连接，保护适配器中USB接口的供电线路电压和信号端子信号的稳定性，保障通讯安全。

2、该保护型传感器TTL通讯适配器内部具有24V升压输出单元，可以直接输出24V电压来给传感器供电，内部还集成了TTL电平转换单元，实现了PC端和传感器端较好的隔离，有效避免高压灌入造成损坏，对适配器和PC端形成保护。并且TTL电平转换单元可以兼容多种TTL电平输入，使得该适配器可适用于大部分支持TTL数字通讯的传感器，发挥不同传感器到PC端的桥梁作用。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型保护型传感器TTL通讯适配器一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型保护型传感器TTL通讯适配器一实施例中USB接口电路单元的电路原理图。

图3为本实用新型保护型传感器TTL通讯适配器一实施例中USB输入过压保护单元的电路原理图。

图4为本实用新型保护型传感器TTL通讯适配器一实施例中USB转TTL通讯单元的电路原理图。

图5为本实用新型保护型传感器TTL通讯适配器一实施例中TTL电平转换单元的电路原理图。

图6为本实用新型保护型传感器TTL通讯适配器一实施例中24V升压输出单元的电路原理图。

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，本领域普通技术人员在没有做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。

在一个实施例中，提供一种保护型传感器TTL通讯适配器，如图1所示，该保护型传感器TTL通讯适配器包括外壳1，外壳1类似一个插座壳，还包括USB接口电路单元、USB输入过压保护单元、USB转TTL通讯单元，其中，如图1所示，USB接口电路单元设有USB接口2，图2中的接口J1即为USB接口，USB接口通过线路连接到外壳1内部的电路单元，如图2所示，USB接口设有第一信号端子D+、第二信号端子D-和供电线路，USB接口的第一引脚引出的线路即为供电线路，供电线路的前端为第一电源端子5V_IN，后端为第二电源端子VCC_5V，通过供电线路可为其他各电路单元提供工作电压。

结合图3所示，USB输入过压保护单元设有第一保护端子D+、第二保护端子D-、第三保护端子5V_IN和第四保护端子VCC_5V，其中，第一保护端子D+、第二保护端子D-、第三保护端子5V_IN和第四保护端子VCC_5V分别与USB接口的第一信号端子D+、第二信号端子D-、第一电源端子5V_IN和第二电源端子VCC_5V电连接，USB输入过压保护单元为SRV05-4保护芯片，SRV05-4保护芯片用于吸收尖峰脉冲，保护适配器中USB接口的供电线路电压和信号端子信号的稳定性，保障通讯安全。

如图4所示，USB转TTL通讯单元输入侧设有第三信号端子D+和第四信号端子D-，输出侧设有第五信号端子TXD和第六信号端子RXD，其中，USB接口的第一信号端子D+、第二信号端子D-分别与第三信号端子D+和第四信号端子D-电连接。USB转TTL通讯单元包括CH340E通讯协议转换芯片及其外围元器件，外围元器件为连接在CH340E通讯协议转换芯片第10引脚的抗干扰电容C8，CH340E通讯协议转换芯片的第7引脚与USB接口的供电线路的第二电源端子VCC_5V电连接，用于为CH340E通讯协议转换芯片提供工作电压。可以在外壳1上设置与第五信号端子TXD和第六信号端子RXD电连接的通讯接口，然后通过通讯接口连接到传感器。

该保护型传感器TTL通讯适配器能够作为TTL数字通讯的传感器与PC端的通讯桥梁，并保障通讯的安全。具体的，保护型传感器TTL通讯适配器设有USB接口电路单元、USB输入过压保护单元、USB转TTL通讯单元，USB接口电路单元用于连接电脑端，USB转TTL通讯单元能够将传感器的TTL信号转换为PC端能够收发的USB信号，或者将USB信号转换为传感器能够接收的TTL信号，USB输入过压保护单元与USB接口电路单元电连接，保护适配器中USB接口的供电线路电压和信号端子信号的稳定性，保障通讯安全。

进一步的，在一个实施例中，如图5所示，该保护型传感器TTL通讯适配器还包括TTL电平转换单元，通过TTL电平转换单元可以兼容多种TTL电平输入，而且可以有效抵抗高压灌入。

结合图5所示，该单元主要由MOS管和保险丝等外围电路组成，具体的TTL电平转换单元如下：TTL电平转换单元设有第一信号转换电路和第二信号转换电路，其中，第一信号转换电路上设有第一MOS管Q5A及其外围开关电路，外围开关电路包括电阻R3和电阻R5，电阻R3一端电连接到第一MOS管Q5A的栅极，另一端电连接到USB接口的供电线路的第二电源端子VCC_5V，电阻R5一端电连接到电阻R3；第一信号转换电路的前端为第七信号端子TXD，后端为第八信号端子TTL TX，第七信号端子TXD电连接到第一MOS管Q5A的源极，第七信号端子TXD与第五信号端子TXD电连接，第七信号端子TXD还与第一MOS管的外围开关电路电连接，即第七信号端子TXD电连接到电阻R5的另一端。第二信号转换电路上设有第二MOS管Q5B及其外围开关电路，外围开关电路包括电阻R4和电阻R6，电阻R4的一端电连接到第二MOS管Q5B的栅极，另一端电连接到USB接口的供电线路的第二电源端子VCC_5V，电阻R6一端电连接到电阻R4；第二信号转换电路的前端为第九信号端子RXD，后端为第十信号端子TTL RX，第九信号端子RXD电连接到第二MOS管Q5B的源极，第九信号端子RXD与USB转TTL通讯单元的第六信号端子RXD电连接，第九信号端子RXD还与第二MOS管的外围开关电路电连接，即第九信号端子RXD电连接到电阻R6的另一端。

另外，第一MOS管Q5A的漏极串联有第二保险F2，第二MOS管Q5B的漏极串联有第三保险F3，起到保护作用。

进一步的，在一个实施例中，如图2所示，在USB接口的供电线路上串联有第一保险F1和磁珠FB1，供电线路和接地引脚GND之间还设有滤波电容C7，第一保险F1、磁珠FB1和滤波电容C7组成限流和滤波电路，保障供电线路稳定和安全。

进一步的，在一个实施例中，如图6所示，该保护型传感器TTL通讯适配器还包括24V升压输出单元，24V升压输出单元用于将5V电压转换后输出24V电压给传感器供电，24V升压输出单元主要由一颗升压主控芯片MT3608及其外围电路组成，具体电路如下：24V升压输出单元输入侧设有第三电源端子VCC 5V，输出侧设有第四电源端子VDD_24V，外围电路包括与第三电源端子VCC 5V电连接的滤波电容C1和滤波电容C2，滤波电容C1和滤波电容C2的另一端接地；外围电路还包括与第四电源端子VDD_24V电连接的滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5和滤波电容C6，滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C5和滤波电容C6的另一端接地；外围电路还包括起到提供反馈信号的电阻R1和电阻R2，以及储能电感L1和稳压二极管D1，电阻R1和电阻R2串联后接地，升压主控芯片MT3608的FB端子电连接到电阻R1和电阻R2之间，储能电感L1和稳压二极管D1串联在第三电源端子VCC 5V和第四电源端子VDD_24V之间，第三电源端子VCC 5V与USB接口的供电线路的第二电源端子VCC_5V电连接。

如图1所示，在外壳1上设有供电接口11，第四电源端子VDD_24V与供电接口11电连接，另外，结合图1所示，外壳1上还设有通讯接口12，第八信号端子TTL TX和第十信号端子TTL RX分别与通讯接口12电连接，供电接口11与通讯接口12为接电端子夹，接线方便。传感器的电源线和通讯线分别电连接到供电接口11与通讯接口12，从而通过PC为传感器供电并实现传感器与PC端通讯。如图1所示，在外壳1上还设有总开关13，第四电源端子VDD_24V经总开关13电连接到供电接口11，第八信号端子TTL TX和第十信号端子TTL RX经总开关13电连接到通讯接口12。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种保护型传感器TTL通讯适配器，包括外壳，其特征在于：还包括USB接口电路单元、USB输入过压保护单元、USB转TTL通讯单元，所述USB接口电路单元设有USB接口，所述USB接口设有第一信号端子、第二信号端子和供电线路，所述供电线路的前端为第一电源端子，后端为第二电源端子，所述USB输入过压保护单元设有第一保护端子、第二保护端子、第三保护端子和第四保护端子，所述第一保护端子、第二保护端子、第三保护端子和第四保护端子分别与所述第一信号端子、第二信号端子、电源输入端子和电源输出端子电连接，所述USB输入过压保护单元用于吸收尖峰脉冲；所述USB转TTL通讯单元输入侧设有第三信号端子和第四信号端子，输出侧设有第五信号端子和第六信号端子，其中，所述第一信号端子和第二信号端子分别与所述第三信号端子和第四信号端子电连接。

2.根据权利要求1所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：还包括24V升压输出单元，所述24V升压输出单元用于输出24V电压，所述24V升压输出单元输入侧设有第三电源端子，输出侧设有第四电源端子，所述第三电源端子与所述第二电源端子电连接，所述外壳上设有供电接口，所述第四电源端子与所述供电接口电连接。

3.根据权利要求2所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：所述24V升压输出单元包括MT3608升压主控芯片及其外围电路。

4.根据权利要求1所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：所述USB输入过压保护单元为SRV05-4保护芯片。

5.根据权利要求1所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：所述USB转TTL通讯单元包括CH340E通讯协议转换芯片及其外围元器件。

6.根据权利要求1所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：还包括TTL电平转换单元，所述TTL电平转换单元设有第一信号转换电路和第二信号转换电路，所述第一信号转换电路上设有第一MOS管及其外围开关电路，所述第一信号转换电路的前端为第七信号端子，后端为第八信号端子，所述第七信号端子与所述第五信号端子电连接，所述第七信号端子还与所述第一MOS管的外围开关电路电连接；所述第二信号转换电路上设有第二MOS管及其外围开关电路，所述第二信号转换电路的前端为第九信号端子，后端为第十信号端子，所述第九信号端子与所述第六信号端子电连接，所述第九信号端子还与所述第二MOS管的外围开关电路电连接。

7.根据权利要求6所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：所述第一MOS管串联有第二保险，所述第二MOS管串联有第三保险。

8.根据权利要求6所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：所述外壳上设有通讯接口，所述第八信号端子和第十信号端子分别与所述通讯接口电连接。

9.根据权利要求2所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：所述外壳上设有总开关，所述第四电源端子经所述总开关电连接到所述供电接口。

10.根据权利要求1所述的保护型传感器TTL通讯适配器，其特征在于：所述供电线路上串联有第一保险和磁珠，所述供电线路和接地引脚之间还设有滤波电容。