一種可調節電壓檢測及多點位自動控制器的製造方法
2023-05-17 17:03:31 2
一種可調節電壓檢測及多點位自動控制器的製造方法
【專利摘要】本發明為可調節電壓檢測及多點位自動控制器。包括：單片機、電壓採集光耦晶片、電流採集光耦晶片以及光電隔離器，電壓採集光耦晶片的輸出正和輸出負分別通過限流電阻與單片機輸入端連接，根據所需分壓要求在電壓採集光耦晶片的輸入端分別連接多個電阻作為高壓採樣端與所採集高壓端連接；電流採集光耦晶片的輸出正和輸出負分別通過限流電阻與單片機輸入端連接，電流採集光耦晶片的輸入正和輸入負之間連接在電流感測電阻的兩端；光電隔離器通過一緩衝器與單片機連接，所述光電隔離器的兩輸出端分別通過一限流電阻分別與一三極體的基極相連，兩三極體的輸出端分別連接繼電器。本發明實現多點位控制可以應用到各大廠礦實時的電壓檢測與給電斷電控制。
【專利說明】—種可調節電壓檢測及多點位自動控制器
【技術領域】
[0001]本發明屬於自動化檢測與控制領域或計算機應用領域，可以應用到各大廠礦實時的電壓檢測與給電斷電控制。尤其涉及一種可調節電壓檢測及多點位自動控制器。
【背景技術】
[0002]目前在國家強調從粗獷型到集約型發展的思想指導下，各個廠礦不斷的提高生產技術的自動化水平，在工作現場經常需要觀測電壓的變化，在不同的電壓下採用不同的技術動作，目前採用的是電壓傳感器，再用數顯儀表顯示電壓，在不同電壓下的控制是由人工來完成的。其不利於自動化的控制，需要人工幹預，目前有些傳感器有控制作用，但其對電壓的檢測範圍非常單一，只是檢測電壓的上限或下限，然後進行控制，並不能進行分段的電壓檢測，不能進行多點控制。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題在於提供一種對大範圍的電壓進行精確的檢測可調節電壓檢測及多點位自動控制器。
[0004]本發明是這樣實現的，一種可調節電壓檢測及多點位自動控制器，該控制器包括:
[0005]單片機、與單片機連接的6個按鍵和顯示器、電壓採集光耦晶片、電流採集光耦晶片以及光電隔離器，其中電壓採集光耦晶片的輸出正和輸出負分別通過限流電阻與單片機輸入端連接，並根據所需分壓的要求在電壓採集光耦晶片的輸入端分別連接多個電阻作為高壓採樣端與所採集高壓端連接；電流採集光耦晶片的輸出正和輸出負分別通過限流電阻與單片機輸入端連接，電流採集光耦晶片的輸入正和輸入負之間連接在電流感測電阻的兩端；光電隔離器通過一緩衝器與單片機連接，所述光電隔離器的兩輸出端分別通過一限流電阻分別與一三極體的基極相連，兩三極體的輸出端分別連接繼電器。
[0006]進一步地，所述繼電器的兩端點引腳反向連接一二極體。
[0007]進一步地，該單片機通過一串口晶片與PC機連接。
[0008]進一步地，6個按鍵分別與單片機的六個輸入端連接，在六個輸入端還分別連接一二極體的負極，二極體的正極與單片機的中斷引腳連接。
[0009]本發明與現有技術相比，有益效果在於:
[0010]該控制器可以對O伏到350伏範圍內的直流電壓進行分段檢測，分段數可以達到70段，每5伏一段，完全適用於工業現場，對不同的段位進行判斷後，最多可以輸出3路控制。可以現場手動調節，也可以通過串口進行調節。
[0011]本控制器能夠對大範圍直流電壓進行多段檢測，彌補了目前傳感器只對限位電壓進行檢測控制的缺點，能夠實現多點位控制，彌補了目前的控制器只是單點為控制的缺陷。其還可以現場使用兩種方式靈活調節，使用方便。【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明實施例提供的電路結構框圖；
[0013]圖2是本發明實施例提供的單片機引腳圖；
[0014]圖3是本發明實施例提供的0CMJ4X8C-14液晶顯示屏電路圖；
[0015]圖4是本發明實施例提供的緩衝器的電路圖；
[0016]圖5是本發明實施例提供的按鍵的電路圖；
[0017]圖6是本發明實施例提供的光電隔離器及附屬元件的電路圖；
[0018]圖7是本發明實施例提供的電壓採集光耦晶片及附屬元件電路圖；
[0019]圖8是本發明實施例提供的電流採集光耦晶片及附屬元件電路圖；
[0020]圖9是本發明實施例提供的供電電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0022]如圖1所示，本發明實施例提供的電路結構框圖，一種可調節電壓檢測及多點位自動控制器，該控制器包括:
[0023]單片機5、採用C8051R)20單片機作為主控制晶片，該晶片在工業環境中具有很高的抗幹擾性。單片機供電採用3.3伏ASl 117電源晶片，復位晶片採用S809晶片。
[0024]與單片機連接的6個按鍵4和顯示器12，顯示器12採用0CMJ4X8C-14液晶顯示屏來實現對單片機內部數據的顯示、電壓採集光耦晶片3、電流採集光耦晶片13以及光電隔離器9，其中電壓採集光耦晶片3的輸出正和輸出負分別通過限流電阻與單片機輸入端連接，並根據所需分壓的要求在電壓採集光耦晶片3的輸入端分別連接多個電阻2作為高壓採樣端與所採集高壓端連接；電流採集光耦晶片13的輸出正和輸出負分別通過限流電阻14與單片機輸入端連接，電流採集光耦晶片13的輸入正和輸入負之間連接在電流感測電阻的兩端，本實施例中，電壓採集光耦晶片3與電流採集光耦晶片13均採用HCPL7840光耦晶片隔離高壓電路1，並採集高壓電路I中的電壓和電流；光電隔離器9，採用TPL521光耦晶片，通過一緩衝器6與單片機5連接，緩衝器6為74LS38型晶片，光電隔離器9的兩輸出端分別通過一限流電阻分別與一三極體的基極相連，兩三極體的輸出端分別連接繼電器
7、8。繼電器的兩端點引腳反向連接一二極體。本實施例採用74LS38晶片增強單片機的驅動能力，繼而通過TPL521光耦晶片隔離控制繼電器7、8，進而控制外圍高壓電路。該單片機通過一串口晶片11與PC機10連接。串口晶片11採用的型號為MAX232晶片，6個按鍵分別與單片機的六個輸入端連接，在六個輸入端還分別連接一二極體的負極，二極體的正極與單片機的中斷引腳連接。本實施例中採用兩片LM2576-5V大電流電源晶片供電，一片給高壓隔離光耦供電，一片給低壓電路供電，實現高壓電路與低壓電路的完全隔離。
[0025]本發明的處理過程為，單片機通過電壓採集光耦晶片以及電流採集光耦晶片採集外部高壓電路中的電壓和電流，採集到的數據與設定的參數進行對比，根據對比結果用TPL521光耦晶片即光電隔離器隔離控制繼電器，進而控制外部高壓電路。參數的設定可以用pc機上的客戶端通過MAX232串口晶片來設定，也可以用按鍵根據0CMJ4X8C-14液晶顯示屏的顯示來設定參數。另外通過蜂鳴器和LED燈對異常情況進行報警。
[0026]下面通過一實施例的電路連接關係對本發明進行詳細地說明:
[0027](見圖2)本可調節電壓檢測及多點位自動控制器主控部分主要由C8051R)20型單片機組成，該單片機的1，2, 3, 4號管腳分別與JTAG Download下載座的6，5, 4, 3,號腳相連，該下載座是根據JTAG接口的電氣特性與功能特性自行設計的下載接口，其體積小，下載靈活方便，下載器通過該下載座將程序下載到單片機ROM中。單片機5號腳是復位管腳與復位晶片809s的復位輸出端2號腳相連，完成上電復位工作。單片機26，27號腳與11.0592M晶振和22P貼片電容相連，完成晶片的時鐘震蕩。單片機的59，60號引腳與MAX232串口晶片的ROUT, TIN引腳相連，MAX232串口晶片通過DB9接口與pc機相連，DB9接口與pc機相連，穩定可靠，實現主控板與pc機的通信。
[0028]單片機的76-88號引腳與0CMJ4X8C-14液晶顯示屏的1_20號引腳相連(見圖3)，實現在0CMj4X8C-14液晶顯示屏上實現對單片機內部數據和單片機狀態的顯示。該液晶顯示屏可以顯示字母，數字符號，中文字型以及圖形，具有文字與畫面混合顯示的功能，有三種通信控制接口，分別是8位微處理器接口，4位微處理器接口和串行接口。內部有2兆的中文字型R0M，以及64*256的繪圖區域，將單片機從大量字型存儲，內存緊缺中解放出來。
[0029]圖5所示，單片機的92-97號引腳與6個按鍵相連，也與6個1N4148 二極體負極相連，6個按鍵的另一端與地相連，6個二極體的正極與單片機的58號引腳(中斷引腳)相連，單片機的58號引腳通過一個4K7的上拉電阻與單片機的電源相連。該連接用中斷實現了按鍵功能，用中斷實現按鍵功能，具有最高的實時性和很強的防制錯誤抖動能力。
[0030]單片機的18，19號引腳通過兩個IOK的限流電阻與一個HCPL7840光耦晶片的VOUT+, VOUT-相連(見圖7)作為電壓信號採集，單片機的22，23號引腳與通過兩個IOK限流電阻與另一個HCPL7840光耦晶片的VOUT+，VOUT-相連(見圖8)用作電流信號採集，電壓信號採集用HCPL7840光耦晶片用5個電阻分壓來採集高壓電路中的電壓，5個電阻中四個為IM歐姆，一個為2.49千歐姆，電壓信號採集HCPL7840光耦晶片的VIN+，VIN-連在2.49千歐姆電阻的兩端。電流信號採集HCPL740光耦晶片的VIN+，VIN-引腳連接在一個0.05歐姆高精度線繞電流感測水泥電阻RX73-A的兩端。RX73-A的功率能達到5瓦特，能夠準確感測20mA-00mA的電流，且不用擔心熱量問題。這樣就實現了對20mA-200mA電流的準確採集，而且與被採集電路完全隔離，不用擔心被測電路上的高壓。
[0031]單片機的30-33引腳與74LS38緩衝器的A3，A2，Al，AO相連(見圖4)，74LS38緩衝器的Y0，Y1引腳與TPL521-2光耦晶片(光電隔離器)的ΙΝ1-，ΙΝ2-相連(見圖6)，這樣來增強單片機的驅動能力。TPL521-2光耦晶片的0UT1-，0UT2-與通過兩個IK的限流電阻與兩個9013三極體相連的基極相連(見圖6)，進而控制兩個繼電器，兩個繼電器的的L1，L2引腳都反向接一個1N4007 二極體。繼電器為感性原件，兩個反向1N4007 二極體防用來制感性原件去電是產生的瞬時反向高壓，以免損壞電路。這樣來實現單片機對外部高壓電路的控制。
[0032]單片機的20號引腳通過一個IOK的限流電阻與一個3296電位器的動點相連，該3296電位器與一個IK電阻串聯(保護電位器)。這樣來實現對0-5V電壓的低壓採集。
[0033]圖9是該可調節電壓檢測及多點位自動控制器總板的供電電路，總板的供電是由兩個LM2576-5V電源晶片來實現的，兩個LM2576-5V晶片的VIN+都通過一個100 μ F的電解電容與地相連，也與FR307 二極體的負極相連(FR307 二極體用來防止電源反接)，FR307的正極與外部24供電連接。兩個LM2576-5V晶片的OUTPUT引腳分別通過1N5822穩壓二極體與地相連，且分別通過100 μ H的電感來輸出5V電壓，電感的另一端接一個1000 μ F的電解電容來穩壓。兩個LM2576晶片提供的5V電壓，一個給單片機以及其外圍數字低壓電路供電(見圖1，圖2，圖3，圖4)，另一個給高壓隔離光耦供電(見圖5)，兩個LM2576-5V分別供電，實現了了對高壓電路和低壓電路的完全隔離供電。
[0034]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種可調節電壓檢測及多點位自動控制器，其特徵在於，該控制器包括: 單片機、與單片機連接的6個按鍵和顯示器、電壓採集光耦晶片、電流採集光耦晶片以及光電隔離器，其中電壓採集光耦晶片的輸出正和輸出負分別通過限流電阻與單片機輸入端連接，並根據所需分壓的要求在電壓採集光耦晶片的輸入端分別連接多個電阻作為高壓採樣端與所採集高壓端連接；電流採集光耦晶片的輸出正和輸出負分別通過限流電阻與單片機輸入端連接，電流採集光耦晶片的輸入正和輸入負之間連接在電流感測電阻的兩端；光電隔離器通過一緩衝器與單片機連接，所述光電隔離器的兩輸出端分別通過一限流電阻分別與一三極體的基極相連，兩三極體的輸出端分別連接繼電器。
2.如權利要求1所述的可調節電壓檢測及多點位自動控制器，其特徵在於，所述繼電器的兩端點引腳反向連接一二極體。
3.如權利要求1所述的可調節電壓檢測及多點位自動控制器，其特徵在於，該單片機通過一串口晶片與PC機連接。
4.如權利要求1所述的可調節電壓檢測及多點位自動控制器，其特徵在於，6個按鍵分別與單片機的六個輸入端連接，在六個輸入端還分別連接一二極體的負極，二極體的正極與單片機的中斷引腳連接。
5.如權利要求1所述的可調節電壓檢測及多點位自動控制器，其特徵在於，單片機的輸入端引腳通過一限流電阻與一電位器的動點相連，該電位器與一電阻串聯實現對0-5V電壓的低壓採集。
【文檔編號】G05B19/042GK103677049SQ201310642732
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】劉平康, 吳鵬, 張勇, 韓雪峰, 李海洋, 喬新旭 申請人:瀋陽師範大學