RU194943U1 - Контроллер с защитой от неправильной полярности - Google Patents
Контроллер с защитой от неправильной полярности Download PDFInfo
- Publication number
- RU194943U1 RU194943U1 RU2019131077U RU2019131077U RU194943U1 RU 194943 U1 RU194943 U1 RU 194943U1 RU 2019131077 U RU2019131077 U RU 2019131077U RU 2019131077 U RU2019131077 U RU 2019131077U RU 194943 U1 RU194943 U1 RU 194943U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- protection unit
- protection
- short circuit
- power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/12—Measuring electrostatic fields or voltage-potential
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/30—Monitoring
Abstract
Заявленная полезная модель относится к устройствам с программным управлением, а именно к программируемым контроллерам и может быть использована в устройствах сбора, обработки и передачи информации в технических системах. Технический результат заключается в повышении уровня защиты от неправильной полярности. Контроллер содержит блок питания и защиты, включающий последовательно соединенные вход внешнего питания, блок защиты от неправильной полярности, блок управления питанием, преобразователь напряжения, блок защиты от короткого замыкания, микропроцессорный блок, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания блока питания и защиты; блок ввода/вывода, соединенный с микропроцессорным блоком; блок программирования и внешней памяти, включающий блок защиты от неправильной полярности, блок защиты от короткого замыкания, соединенный преобразователем напряжения блока питания и защиты и блоком защиты от неправильной полярности блока программирования и внешней памяти, блок ESD защиты от электростатики, соединенный с блоком защиты от неправильной полярности блока программирования и внешней памяти, USB порт, соединенный с блоком ESD защиты от электростатики. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Заявленное техническое решение (контроллер) относится к устройствам с программным управлением, а именно к программируемым контроллерам и может быть использовано в устройствах сбора, обработки и передачи информации в технических системах.
Из существующего уровня техники известен контроллер, содержащий печатную плату с микропроцессором, блок питания, блок программирования (https://www.dfrobot.com/product-1590.html, дата обращения: 24.09.2019), электрическая принципиальная схема, которого размещена: https://github.com/Frances9/DFR0478/raw/master/%5BDFR0478%5D(V3.0)-SCH.PDF (дата обращения: 24.09.2019). В данном устройстве напряжение питания от USB порта, аккумулятора или штыревых контактов поступает на преобразователь напряжения 3,3В и далее на микроконтроллерный модуль. Защита от неправильной полярности питающего напряжения реализована частично с помощью диода D2, который защищает только от неправильной полярности при питании от USB порта и только стабилизатор напряжения U5 на 3,3В и следующий за ним микроконтроллер U1. При питании через штыревые контакты или от литиевого аккумулятора - защита от неправильной полярности отсутствует. Также USB-UART преобразователь U2 блока программирования и микросхема заряда литиевого аккумулятора U4 абсолютно не имеют таковой защиты.
Недостатком известного устройства является низкая надежность защиты от неправильной полярности устройства и недостаточная безопасность при использовании.
Техническим результатом заявленного устройства является повышение надежности и безопасности контроллера, в частности за счет повышения уровня защиты от неправильной полярности.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что контроллер содержит: блок питания и защиты, включающий последовательно соединенные вход внешнего питания, блок защиты от неправильной полярности, блок управления питанием, преобразователь напряжения, блок защиты от короткого замыкания, микропроцессорный блок, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания блока питания и защиты; блок ввода/вывода, соединенный с микропроцессорным блоком; блок программирования и внешней памяти, включающий блок защиты от неправильной полярности, блок защиты от короткого замыкания, соединенный преобразователем напряжения блока питания и защиты и блоком защиты от неправильной полярности блока программирования и внешней памяти, блок ESD защиты от электростатики, соединенный с блоком защиты от неправильной полярности блока программирования и внешней памяти, USB-порт, соединенный с блоком ESD защиты от электростатики.
Блок питания и защиты контроллера может содержать дополнительный преобразователь напряжения и дополнительный блок защиты от короткого замыкания соединенные друг с другом, при этом дополнительный преобразователь напряжения подключен к блоку защиты от короткого замыкания, а дополнительный блок защиты от короткого замыкания подключен к микропроцессорному блоку.
Также блок питания и защиты может содержать кнопку управления питанием, соединенную с блоком управления питанием, светодиод индикации питания от преобразователя, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания, светодиод индикации питания контроллера, соединенный с дополнительным блоком защиты от короткого замыкания.
Блок программирования и внешней памяти может содержать разъем для карты памяти, соединенный с микропроцессорным блоком, светодиод индикации питания от USB порта, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания, USB-UART преобразователь, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания.
Блок ввода/вывода контроллера может содержать приемник ИК сигналов, входы АЦП (аналого-цифрового преобразователя), порты ввода/вывода, соединенные с микропроцессорным блоком.
Входы АЦП могут быть соединены с микропроцессорным блоком через резистивный делитель напряжения.
Порты ввода/вывода могут быть соединены с микропроцессорным блоком через преобразователь уровней сигналов.
Блок индикации и управления контроллера может быть соединен с микропроцессорным блоком.
Блок индикации и управления может содержать кнопку сброса контроллера, управляемый светодиод и кнопку режима программирования, соединенные с микропроцессорным блоком.
Блок ввода/вывода предназначен для подключения различных внешних датчиков, модулей и исполнительных устройств к контроллеру
Входы АЦП предназначены для подключения к контроллеру внешних датчиков с аналоговым выходом сигналов. Совместно с резистивным делителем напряжения появляется возможность подключать датчики с диапазоном выходного напряжения от 0 до 5 вольт, которая отсутствует в аналогичных технических решениях.
Порты ввода/вывода общего назначения предназначены для подключения к контроллеру внешних цифровых датчиков, модулей и исполнительных устройств. Совместно с преобразователем уровней сигналов появляется возможность подключать устройства с 5-вольтовой цифровой логикой, которая отсутствует в аналогичных технических решениях.
Приемник ИК сигналов может принимать оптические сигналы инфракрасного диапазона с ИК пультов управления со средней несущей частотой 38 кГц, что позволяет использовать пульты управления от большинства бытовых устройств для управления работой контроллера.
Блок индикации и управления предназначен для сброса контроллера, ввода в режим программирования и индикации работы программы.
Кнопка сброса контроллера предназначена для перезагрузки микропроцессорного блока.
Кнопка режима программирования контроллера совместно с кнопкой сброса контроллера предназначены для ручного ввода микропроцессорного блока в режим приема новой программы.
Управляемый светодиод необходим для индикации работы программы. Управление им осуществляется в самой программе, написанной пользователем, поэтому он может использоваться, например, для отладки работы программы или не использоваться совсем.
Блок программирования и внешней памяти выполняет несколько функций:
- обеспечивает питание контроллера от порта USB, защиту от неправильной полярности и короткого замыкания и защиту от электростатического электричества;
- обеспечивает загрузку программы в память микропроцессорного блока через порт USB и автоматический вход и выход из режима программирования после загрузки программы;
- предоставляет возможность подключения внешней памяти.
USB-UART преобразователь необходим для обеспечения интерфейса связи между компьютером с USB портом и микропроцессорным блоком, входа/выхода из режима программирования и загрузки программы во внутреннюю память микропроцессорного блока.
Разъем для SD карты памяти» необходим для подключения внешних накопителей памяти в форма Micro SD карт и повышения функциональности контроллера.
Микропроцессорный блок представляет собой стандартный модуль с микроконтроллером ESP32-WROOM-32, памятью, антенной и дополнительными элементами, обеспечивающими его работу.
С помощью блока программирования и внешней памяти в него загружается и сохраняется пользовательская программа, которая начинает выполняться сразу же после загрузки и возврата из режима программирования в рабочий режим.
Все блоки микроконтроллера могут быть расположены на единой плате (контроллерной плате).
Таким образом, контроллер осуществляет повышенную защиту от неправильной полярности по всем входам за счет наличия преобразователя напряжения и подключенного к нему блока защиты от короткого замыкания на каждом входе контроллера, что значительно повышает надежность по сравнению с аналогами.
Полезная модель поясняется фигурой.
На фиг. представлена блок-схема контроллера, в котором:
1 - блок питания и защиты;
2 - вход внешнего питания;
3 - блок защиты от неправильной полярности;
4 - блок управления питанием;
5 - преобразователь напряжения;
6 - блок защиты от короткого замыкания;
7 - микропроцессорный блок;
8 - блок ввода/вывода;
9 - блок программирования и внешней памяти;
10 - блок зашиты от неправильной полярности блока программирования и внешней памяти;
11 - блок защиты от короткого замыкания блока программирования и внешней памяти;
12 - блок ESD защиты от электростатики;
13 - порт USB;
14 - дополнительный преобразователь напряжения;
15 - дополнительный блок защиты от короткого замыкания;
16 - кнопку управления питанием;
17 - светодиод индикации питания от преобразователя напряжения;
18 - светодиод индикации питания контроллера;
19 - разъем для карты памяти;
20 - светодиод индикации питания от USB порта;
21 - USB-UART преобразователь;
22 - приемник ИК сигналов;
23 - входы АЦП;
24 - порты ввода/вывода;
25 - резистивный делитель напряжения;
26 - преобразователь уровней сигналов;
27 - блок индикации и управления;
28 - кнопку сброса контроллера;
29 - управляемый светодиод;
30 - кнопку режима программирования;
31 - плата.
Контроллер (фиг.) содержит блок 1 питания и защиты, включающий последовательно соединенные вход 2 внешнего питания, блок 3 защиты от неправильной полярности, блок 4 управления питанием, преобразователь 5 напряжения, блок 6 защиты от короткого замыкания, микропроцессорный блок 7, соединенный с блоком 6 защиты от короткого замыкания блока 1 питания и защиты; блок 8 ввода/вывода, соединенный с микропроцессорным блоком 7; блок 9 программирования и внешней памяти, включающий блок 10 защиты от неправильной полярности, блок 11 защиты от короткого замыкания, соединенный преобразователем 5 напряжения блока 1 питания и защиты и блоком 11 защиты от неправильной полярности блока 9 программирования и внешней памяти, блок 12 ESD защиты от электростатики, соединенный с блоком 11 защиты от неправильной полярности блока 5 программирования и внешней памяти, USB-порт 13, соединенный с блоком 12 ESD защиты от электростатики.
Блок 1 питания и защиты (фиг.) содержит дополнительный преобразователь 14 напряжения и дополнительный блок 15 защиты от короткого замыкания соединенные друг с другом, при этом дополнительный преобразователь 14 напряжения подключен к блоку 6 защиты от короткого замыкания, а дополнительный блок 15 защиты от короткого замыкания подключен к микропроцессорному блоку 7.
При наличии дополнительного преобразователя 14 напряжения (фиг.) блок 11 защиты от неправильной полярности блока 5 программирования и внешней памяти может быть подключен к нему (блоку 14).
Блок 1 питания и защиты (фиг.) может содержать кнопку 16 управления питанием, соединенную с блоком 4 управления питанием.
Блок 1 питания и защиты (фиг.) в данном варианте исполнения блока содержит светодиод 17 индикации питания от преобразователя, соединенный с блоком 6 защиты от короткого замыкания.
Блок 1 питания и защиты (фиг.) содержит светодиод 18 индикации питания контроллера, соединенный с дополнительным блоком 15 защиты от короткого замыкания. При отсутствии дополнительного блока 15 защиты от короткого замыкания светодиод 18 индикации контроллера может быть подключен к блоку 6 защиты от короткого замыкания блока 1 питания и защиты.
Блок 9 программирования и внешней памяти (фиг.) в данном варианте устройства содержит разъем 19 SD для карты памяти, соединенный с микропроцессорным блоком 7.
Блок 9 программирования и внешней памяти (фиг.) также содержит светодиод 20 индикации питания от USB порта, соединенный с блоком 11 защиты от короткого замыкания блока 9 программирования и внешней памяти.
Блок 9 программирования и внешней памяти (фиг.) может USB-UART преобразователь 21, соединенный с блоком 11 защиты от короткого замыкания и микропроцессорным блоком 7.
Блок 8 ввода/вывода содержит приемник 22 ИК сигналов, входы 23 АЦП, порты 24 ввода/вывода, соединенные с микропроцессорным блоком 7. При этом входы 23 АЦП соединены с микропроцессорным блоком 7 через резистивный делитель 25 напряжения, а порты 24 ввода/вывода соединены с микропроцессорным блоком 7 через преобразователь 26 уровней сигналов.
Блок 27 индикации и управления соединен с микропроцессорным блоком 7 и содержит кнопку 28 сброса контроллера, управляемый светодиод 29 и кнопку режима программирования 30, соединенные с микропроцессорным блоком 7.
Все блоки контролера могут быть установлены на одной плате 31.
Контроллер работает следующим образом.
Питание платы контроллера может быть осуществлено двумя способами через порт 13 USB, например постоянным напряжением 5 В, или через вход 2 внешнего питания, например постоянным напряжением 8-30 В.
Входы данных порта 13 USB защищены от электростатического разряда блоком 12 ESD защиты от электростатики. Далее напряжение питания 5 В проходит через блок 10 защиты от неправильной полярности и блок 11 защиты от короткого замыкания блока 9 программирования и внешней памяти. Далее сигнал поступает на вход блока 5 преобразователя напряжения (или дополнительного блока 14 преобразователя напряжения) блока 1 питания и защиты. При наличии светодиода 20 индикации питания от USB порта 13 сигнализация загорается только в том случае, если на USB порт 13 подано напряжение правильной полярности. Осуществлять питание возможно также через вход 2 внешнего питания, который представляет собой круглое гнездо для штекеров блоков питания, например типа DC2.1. После разъема 2 питающее напряжение сразу подается на блок 3 защиты от неправильной полярности, который предотвращает выход из строя контроллера при подаче напряжения неправильной полярности. Далее питающее напряжение подается на блок 4 управления питанием, который работает как триггер. Например, при кратковременном нажатии кнопки 16 управления питанием, она открывает или закрывает транзисторный ключ (не обозначен на схеме), который обеспечивает прохождение питающего напряжения далее на преобразователь 5 напряжения. Кроме того, блок 4 управления питанием может содержать вход (на фиг. не изображен), который измеряет напряжение питания и если оно снижается ниже установленного порога, то микросхема отключает через транзисторный ключ весь контроллер.
Далее напряжение питания проходит через блок 6 защиты от короткого замыкания и поступает на вход дополнительного преобразователя 14 напряжения, при его наличии. Светодиод 17 индикации питания от преобразователя загорается только тогда, когда на вход внешнего питания подано напряжение правильной полярности в установленном диапазоне 8-30 В. При отсутствии дополнительного преобразователя 14 напряжения сигнал подается в микропроцессорный блок 7. Напряжение питания 3,3 В с дополнительного преобразователя 14 напряжения 3,3 В 1 А через дополнительный блок 15 защиты от короткого замыкания может поступать на светодиод 18 индикации питания контроллера ESP32 и далее в микропроцессорный блок 7.
Таким образом, контроллер обеспечивает повышенную защиту от неправильной полярности по всем входам, что значительно повышает его надежность по сравнению с аналогами.
Claims (14)
1. Контроллер, содержащий:
блок питания и защиты, включающий последовательно соединенные вход внешнего питания, блок защиты от неправильной полярности, блок управления питанием, преобразователь напряжения, блок защиты от короткого замыкания,
микропроцессорный блок, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания блока питания и защиты;
блок ввода/вывода, соединенный с микропроцессорным блоком;
блок программирования и внешней памяти, включающий блок защиты от неправильной полярности, блок защиты от короткого замыкания, соединенный преобразователем напряжения блока питания и защиты и блоком защиты от неправильной полярности блока программирования и внешней памяти, блок ESD защиты от электростатики, соединенный с блоком защиты от неправильной полярности блока программирования и внешней памяти, USB порт, соединенный с блоком ESD защиты от электростатики.
2. Контроллер по п. 1, в котором блок питания и защиты содержит дополнительный преобразователь напряжения и дополнительный блок защиты от короткого замыкания, соединенные друг с другом, при этом дополнительный преобразователь напряжения подключен к блоку защиты от короткого замыкания, а дополнительный блок защиты от короткого замыкания подключен к микропроцессорному блоку.
3. Контроллер по п. 1, в котором блок питания и защиты содержит кнопку управления питанием, соединенную с блоком управления питанием.
4. Контроллер по п. 1, в котором блок питания и защиты содержит светодиод индикации питания от преобразователя, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания.
5. Контроллер по п. 2, в котором блок питания и защиты содержит светодиод индикации питания контроллера, соединенный с дополнительным блоком защиты от короткого замыкания.
6. Контроллер по п. 1, в котором блок программирования и внешней памяти содержит разъем для карты памяти, соединенный с микропроцессорным блоком.
7. Контроллер по п. 1, в котором блок программирования и внешней памяти содержит светодиод индикации питания от USB порта, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания.
8. Контроллер по п. 1, в котором блок программирования и внешней памяти содержит USB-UART преобразователь, соединенный с блоком защиты от короткого замыкания.
9. Контроллер по п. 1, в котором блок ввода/вывода содержит приемник ИК сигналов, входы АЦП, порты ввода/вывода, соединенные с микропроцессорным блоком.
10. Контроллер по п. 9, в котором входы АЦП соединены с микропроцессорным блоком через резистивный делитель напряжения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019131077U RU194943U1 (ru) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Контроллер с защитой от неправильной полярности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019131077U RU194943U1 (ru) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Контроллер с защитой от неправильной полярности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU194943U1 true RU194943U1 (ru) | 2019-12-30 |
Family
ID=69140881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019131077U RU194943U1 (ru) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Контроллер с защитой от неправильной полярности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU194943U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060102341A1 (en) * | 2002-10-23 | 2006-05-18 | John Freer | Signalling method and apparatus |
| WO2009103315A1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Verigy (Singapore) Pte. Ltd. | System, method and computer program for detecting an electrostatic discharge event |
| RU149610U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2015-01-10 | Закрытое акционерное общество "Алгонт" | Промышленный контроллер |
| RU192189U1 (ru) * | 2018-08-20 | 2019-09-06 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Универсальный микропроцессорный контроллер |
-
2019
- 2019-09-30 RU RU2019131077U patent/RU194943U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060102341A1 (en) * | 2002-10-23 | 2006-05-18 | John Freer | Signalling method and apparatus |
| WO2009103315A1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Verigy (Singapore) Pte. Ltd. | System, method and computer program for detecting an electrostatic discharge event |
| RU149610U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2015-01-10 | Закрытое акционерное общество "Алгонт" | Промышленный контроллер |
| RU192189U1 (ru) * | 2018-08-20 | 2019-09-06 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Универсальный микропроцессорный контроллер |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107077874B (zh) | 电力损失保护 | |
| US6289467B1 (en) | Installation of processor and power supply modules in a multiprocessor system | |
| US20090249126A1 (en) | Testing device for usb i/o board | |
| US9471330B2 (en) | System and method and for selecting boot configuration using near field communication | |
| RU195361U1 (ru) | Контроллер с преобразованием входных и выходных сигналов | |
| RU194943U1 (ru) | Контроллер с защитой от неправильной полярности | |
| RU194305U1 (ru) | Контроллер с защитой от короткого замыкания | |
| CN209784946U (zh) | 一种基于单片机的可控制复位电路 | |
| CN102436413B (zh) | 板卡电源调试系统及调试方法 | |
| KR20080000390A (ko) | 다중 배터리 셀 제어방법 및 그를 이용한 휴대형 기기 | |
| CN107579562B (zh) | 移动终端和电芯保护电路 | |
| CN217213685U (zh) | 一种数据存储设备的除错装置及除错系统 | |
| US8713392B2 (en) | Circuitry testing module and circuitry testing device | |
| CN114285128A (zh) | 户外设备供电控制电路、户外设备供电系统及户外设备 | |
| CN212847692U (zh) | 一种用于验证eMMC和SD卡的测试装置 | |
| CN211293714U (zh) | 集成于手持设备的跌落保护装置 | |
| US9019084B2 (en) | Wireless remote control | |
| CN207676169U (zh) | 一种看门狗mcu监控电路 | |
| CN114252780A (zh) | 电源测试装置 | |
| CN218886017U (zh) | 一种电路板的过电压报警装置 | |
| RU213325U1 (ru) | Плата с автономным питанием для подключения датчиков и исполнительных устройств | |
| CN106300496B (zh) | 电子设备以及电子设备的电池连接方法 | |
| CN220171531U (zh) | 无需配置的启动电路及电子设备 | |
| CN219856823U (zh) | 一种故障唤醒电路和车辆控制系统 | |
| CN213185552U (zh) | 一种小型化射频装置的库仑计mcu控制器 |