CN207557722U

CN207557722U - 一种控制板

Info

Publication number: CN207557722U
Application number: CN201721668501.2U
Authority: CN
Inventors: 郭晓雷
Original assignee: Dingzhou City Euroaire Environmental Protection Equipment Technology Co
Current assignee: Hebei Youwei environmental protection equipment Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-06-29
Anticipated expiration: 2027-12-05

Abstract

本实用新型涉及电子技术技术领域，尤其涉及一种控制板；采用检测模块、Zigbee协议无线传输为核心的技术设计，解决了检测需设备停止作业并人工实施、布线繁琐的技术问题，达到了通过设备自动实时检测并无线传输信号的效果；采用以IGBT模块控制电压、PWM模块驱动风扇的设计手法，解决了过电压损坏设备、设备散热耗能大的问题，达到了限制过电压、减少散热耗能的技术效果；采用漏电检测模块设备密闭性的技术手段，解决了漏电无法检测及保护的问题，达到了漏电智能检测及保护的技术效果。

Description

一种控制板

技术领域

本实用新型涉及电子技术技术领域，尤其涉及一种控制板。

背景技术

当代电子技术迅猛发展，家用电器、工业控制等领域越来越多地出现采用电子技术的身影，其中以微处理器为核心的智能自动控制为典型代表。在任何行业都存在人工操作繁杂、控制方式单一、线路繁琐等问题。传统的控制设备虽能做出多方面的改进，但仍有不足。这就需要通过新型手段控制设备的运行以及监控设备是否正常运行。采用现在很多产品所使用的多功能数字控制板，这样不仅仅可以降低设备的整体成本，同时可以增加更多的功能，让产品的更加的安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种控制板，采用检测模块、Zigbee协议无线传输为核心的技术设计，解决了检测需设备停止作业并人工实施、布线繁琐的技术问题，达到了通过设备自动实时检测并无线传输信号的效果；采用以IGBT模块控制电压、PWM模块驱动风扇的设计手法，解决了过电压损坏设备、设备散热耗能大的问题，达到了限制过电压、减少散热耗能的技术效果；采用漏电检测模块设备密闭性的技术手段，解决了漏电无法检测及保护的问题，达到了漏电智能检测及保护的技术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括控制装置、漏电检测模块、被测设备、检测模块、继电器；控制装置位于控制板的中间位置；控制装置连接触摸板的输出端；漏电检测模块安装在被测设备的表面，漏电检测模块输出端连接控制装置；检测模块输出端连接控制装置；控制装置通过无线信号连接终端设备；控制装置连接继电器的控制端；

控制装置包括MCU单元、放大电路、Zigbee发射模块、Zigbee接收模块、开关模块、驱动模块、IGBT模块、PWM模块、无线模块、光耦开关、MOS管；放大电路通过数模转换模块连接Zigbee发射模块，Zigbee发射模块通过Zigbee协议无线连接Zigbee接收模块，Zigbee接收模块的输出端连接MCU单元；MCU单元与存储模块电性连接；MCU单元连接触摸屏的控制端；漏电检测模块与MCU单元电性连接；漏电检测模块包括继电器KV、采样电阻R14、二极管、绝缘电阻Rx、标称精密电阻R18、标称精密电阻R17、标称精密电阻、R14、放大器U3；漏电检测模块中的放大器U3的1脚连接MCU单元的PB5脚，漏电检测模块中的光耦开关的2脚连接MCU单元的PC1脚；开关模块包括光耦开关，开关模块中的光耦开关的1脚连接MCU单元的PC3脚；开关模块中的光耦开关连接继电器的控制端；MCU单元通过驱动模块连接IGBT模块，IGBT模块输出端即为工作电压；MCU单元连接语音芯片的输入端；MCU单元通过PWM模块连接风扇；PWM模块包括有MOS管、光耦开关；MCU单元通过无线模块无线连接终端设备；MCU单元连接显示器的控制端。

进一步优化本技术方案，所述的检测模块包括电流传感器、电压传感器和温度传感器，电流传感器、电压传感器和温度传感器的输出端分别连接放大电路；

进一步优化本技术方案，所述的MCU单元为ATmega128单片机***，数模转换模块为ADC0809芯片；Zigbee发射模块和Zigbee接收模块为CC2420芯片；驱动模块为M57959L芯片，IGBT模块为全桥IGBT晶体管其量程为600V/200A；存储模块为AT24C02芯片；电源模块为7824芯片和LM317L芯片；继电器为JQC-3F-05UDC-1ZS芯片；Zigbee模块为CC2420芯片；开关模块中的光耦开关为PC817芯片；PWM模块中的MOS管为IRFP460芯片；无线模块为NRF24L01芯片；语音芯片为1SD1790芯片；

进一步优化本技术方案，所述的开关模块中的光耦开关的2脚和4脚接地，开关模块中的光耦开关的5脚连接三极管的基极，开关模块中的光耦开关的6脚通过上拉电阻连接电源；

进一步优化本技术方案，所述的漏电检测模块的继电器KV的3脚通过上拉电阻连接电源，漏电检测模块的继电器KV的1脚通过二极管接地，漏电检测模块的继电器KV的2脚通过二极管、绝缘电阻Rx和标称精密电阻R18、R17、R14串行连接的支路接地，漏电检测模块的采样电阻R14电压与滤波电路并联接入放大器U3的3脚，漏电检测模块的光耦开关的1脚通过电阻连接三极管的发射极，漏电检测模块的光耦开关的4脚通过电阻连接三极管的基极；

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、电源模块采用三端稳压芯片其输入电压经过桥式整流电路整流，又经电容器滤波得到稳定的直流电压，使检测装置处于正常状态运行，增加了装置使用寿命；2、采用检测模块、Zigbee无线传输为核心的技术设计，实时检测被测设备并无线传输信号，避免了不必要的信号骚扰；3、以IGBT模块控制电压起到过电压保护的效果，PWM模块驱动风扇使散热耗能减少，检测漏电检测模块设备密闭性。

附图说明

图1是一种控制板的控制功能图；

图2是一种控制板的***网络图；

图3是一种控制板的单片机单元电路结构图；

图4是一种控制板的电源模块电路结构图；

图5是一种控制板的开关模块电路结构图；

图6是一种控制板的漏电检测模块电路结构图；

图7是一种控制板的PWM模块电路结构图。

图中，1、控制装置；2、触摸板；3、漏电检测模块；4、被测设备；5、检测模块；6、终端设备；7、继电器；8、风扇；9、MCU单元；10、电流传感器；11、电压传感器；12、放大电路；13、温度传感器；14、数模转换模块；15、Zigbee发射模块；16、存储模块；17、触摸屏；18、显示器；19、开关模块；20、驱动模块；21、IGBT模块；22、工作电压；23、语音芯片；24、PWM模块；25、无线模块；26、Zigbee接收模块；27、光耦开关；28、MOS管；29、电源模块。

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明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：如图1-7所示，包括控制装置1、漏电检测模块3、被测设备4、检测模块5、继电器7；控制装置1位于控制板的中间位置；控制装置1连接触摸板2的输出端；漏电检测模块3安装在被测设备4的表面，漏电检测模块3输出端连接控制装置1；检测模块5输出端连接控制装置1；控制装置1通过无线信号连接终端设备6；控制装置1包括MCU单元9、放大电路12、Zigbee发射模块15、Zigbee接收模块26、开关模块19、驱动模块20、IGBT模块21、PWM模块24、无线模块25、光耦开关27、MOS管28；放大电路12通过数模转换模块14连接Zigbee发射模块15，Zigbee发射模块15通过Zigbee协议无线连接Zigbee接收模块26，Zigbee接收模块26的输出端连接MCU单元9；MCU单元9与存储模块16电性连接；MCU单元9连接触摸屏17的控制端；漏电检测模块3与MCU单元9电性连接；漏电检测模块3包括继电器KV、采样电阻R14、二极管、绝缘电阻Rx、标称精密电阻R18、标称精密电阻R17、标称精密电阻、R14、放大器U3；漏电检测模块3中的放大器U3的1脚连接MCU单元9的PB5脚，漏电检测模块3中的光耦开关27的2脚连接MCU单元9的PC1脚；开关模块19包括光耦开关27，开关模块19中的光耦开关27的1脚连接MCU单元9的PC3脚；开关模块19中的光耦开关27连接继电器7的控制端；MCU单元9通过驱动模块20连接IGBT模块21，IGBT模块21输出端即为工作电压22；MCU单元9连接语音芯片23的输入端；MCU单元9通过PWM模块24连接风扇8；PWM模块24包括有MOS管28、光耦开关27；MCU单元9通过无线模块25无线连接终端设备6；MCU单元9连接显示器18的控制端；检测模块5包括电流传感器10、电压传感器11和温度传感器13，电流传感器10、电压传感器11和温度传感器13的输出端分别连接放大电路12；MCU单元9为ATmega128单片机***，数模转换模块14为ADC0809芯片；Zigbee发射模块15和Zigbee接收模块26为CC2420芯片；驱动模块20为M57959L芯片，IGBT模块21为全桥IGBT晶体管其量程为600V/200A；存储模块16为AT24C02芯片；电源模块29为7824芯片和LM317L芯片；继电器7为JQC-3F-05UDC-1ZS芯片；Zigbee模块15为CC2420芯片；开关模块19中的光耦开关27为PC817芯片；PWM模块24中的MOS管28为IRFP460芯片；无线模块25为NRF24L01芯片；语音芯片23为1SD1790芯片；开关模块19中的光耦开关27的2脚和4脚接地，开关模块19中的光耦开关27的5脚连接三极管的基极，开关模块19中的光耦开关27的6脚通过上拉电阻连接电源；漏电检测模块3中的继电器KV的3脚通过上拉电阻连接电源，漏电检测模块3中的继电器KV的1脚通过二极管接地，漏电检测模块3中的继电器KV的2脚通过二极管、绝缘电阻Rx和标称精密电阻R18、R17、R14串行连接的支路接地，漏电检测模块3中的采样电阻R14电压与滤波电路并联接入放大器U3的3脚，漏电检测模块3中的光耦开关27的1脚通过电阻连接三极管的发射极，漏电检测模块3中的光耦开关27的4脚通过电阻连接三极管的基极。

使用时，如图1-2所示，本装置的中心单元为控制装置1，其起到接收监测信号、控制设备自动检测电压、电流、温度，过电压自动调节，电流过大保护，随设备温度调节风扇8转速，更换灯管提醒等功能，并通过无线信号连接终端设备6实现远程检测和控制。如图3-4所示，本实用新型的单片机的最小型***，使用ATmega128单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，电源模块29使用三端稳压芯片作为转变电压的芯片单元；

如图5、图6和图7所示，首先检测模块5将检测结果通过Zigbee模块无线传输给MCU单元9获取设备输入电压，工作电流，工作温度；若输入电压超过设定限值，则MCU单元9发出指令给驱动模块20，驱动模块20驱动IGBT模块21，控制IGBT模块21的通断以此达到改变电流至较低电压；若检测工作电流过大，则减少输入电压，其过程与上述相同；风扇8转速随工作温度改变，温度传感器13通过Zigbee模块将检测信号传输给MCU单元9，MCU单元9运算处理后确定PWM的周期和占空比，定时器产生时间基准，输出脉冲波给PWM模块24，调节风扇8转速，改变风扇8功率达到降温效果；

在设备工作异常时，如电压升高、电流激增、温度超过设定值，为防止数据突增引起的误操作，MCU单元9进行累时，若超过一定时间则MCU单元9输出指令驱动开关模块19使继电器7吸合，设备断开电源，并发出报警声；当更换新的灯管时，则进行累时，若超过设定使用时间则MCU单元9通过语音芯片23提醒更换，通过触摸屏17或终端设备6进行清零重置；上述设定值可通过触摸屏17或终端设备6修改；

其次全程对设备进行漏电检测，控制装置1接收终端设备6开启装置的信号，或者通过装置的手动按钮开启装置，此时MCU单元9控制漏电检测模块3的继电器KV复位，其次开始残压检测，以防止高压窜入而损坏漏检装置，其通过电压传感器11测量的被测设备4的电压信号传送到MCU单元9进行处理，若测量电压大于设定值，则继电器KV触点吸合以使漏电检测模块3与被测设备4隔离，起到保护效果，若测量电压小于设定值，则进行漏电监测；漏电检测采用附加电流电源的方法，将绝缘电阻Rx和标称精密电阻R18、R17、R14一同串入直流回路，在切入漏电检测模块3的同时引入24V直流电压，将采样电阻R14电压信号进行2阶滤波处理后送入MCU单元9进行运算处理；随后若检测绝缘正常，则被测设备4运行，若检测绝缘异常，则MCU单元9输出命令给开关模块19，驱使继电器7吸合，对被测设备4进行断电，同时进行故障报警，继电器KV触点吸合实现继电器双闭锁保护漏电检测模块3；随后在漏电检测结束后，继电器KV触点复位，切断直流电源的同时将漏电检测模块3短接隔离，此时瞬态电压抑制二极管D6接地，能够对窜入的高压及时放电，有效保证了漏电检测模块3的安全；同时终端设备6全程通过无线模块25对控制装置1进行监测和控制，显示器18实时显示当前工作情况。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims

1.一种控制板，其特征在于：包括控制装置(1)、漏电检测模块(3)、被测设备(4)、检测模块(5)、继电器(7)；控制装置(1)位于控制板的中间位置；控制装置(1)连接触摸板(2)的输出端；漏电检测模块(3)安装在被测设备(4)的表面，漏电检测模块(3)输出端连接控制装置(1)；检测模块(5)输出端连接控制装置(1)；控制装置(1)通过无线信号连接终端设备(6)；控制装置(1)连接继电器(7)的控制端；控制装置(1)包括MCU单元(9)、放大电路(12)、Zigbee发射模块(15)、Zigbee接收模块(26)、开关模块(19)、驱动模块(20)、IGBT模块(21)、PWM模块(24)、无线模块(25)、光耦开关(27)、MOS管(28)；放大电路(12)通过数模转换模块(14)连接Zigbee发射模块(15)，Zigbee发射模块(15)通过Zigbee协议无线连接Zigbee接收模块(26)，Zigbee接收模块(26)的输出端连接MCU单元(9)；MCU单元(9)与存储模块(16)电性连接；MCU单元(9)连接触摸屏(17)的控制端；漏电检测模块(3)与MCU单元(9)电性连接；漏电检测模块(3)包括继电器KV、采样电阻R14、二极管、绝缘电阻Rx、标称精密电阻R18、标称精密电阻R17、标称精密电阻、R14、放大器U3；漏电检测模块(3)中的放大器U3的1脚连接MCU单元(9)的PB5脚，漏电检测模块(3)中的光耦开关(27)的2脚连接MCU单元(9)的PC1脚；开关模块(19)包括光耦开关(27)，开关模块(19)中的光耦开关(27)的1脚连接MCU单元(9)的PC3脚；开关模块(19)中的光耦开关(27)连接继电器(7)的控制端；MCU单元(9)通过驱动模块(20)连接IGBT模块(21)，IGBT模块(21)输出端即为工作电压(22)；MCU单元(9)连接语音芯片(23)的输入端；MCU单元(9)通过PWM模块(24)连接风扇(8)；PWM模块(24)包括有MOS管(28)、光耦开关(27)；MCU单元(9)通过无线模块(25)无线连接终端设备(6)；MCU单元(9)连接显示器(18)的控制端。

2.根据权利要求1所述的一种控制板，其特征在于：检测模块(5)包括电流传感器(10)、电压传感器(11)和温度传感器(13)，电流传感器(10)、电压传感器(11)和温度传感器(13)的输出端分别连接放大电路(12)。

3.根据权利要求1所述的一种控制板，其特征在于：MCU单元(9)为ATmega128单片机***，数模转换模块(14)为ADC0809芯片；Zigbee发射模块(15)和Zigbee接收模块(26)为CC2420芯片；驱动模块(20)为M57959L芯片，IGBT模块(21)为全桥IGBT晶体管其量程为600V/200A；存储模块(16)为AT24C02芯片；电源模块(29)为7824芯片和LM317L芯片；继电器(7)为JQC-3F-05UDC-1ZS芯片；Zigbee发射模块(15)为CC2420芯片；开关模块(19)中的光耦开关(27)为PC817芯片；PWM模块(24)中的MOS管(28)为IRFP460芯片；无线模块(25)为NRF24L01芯片；语音芯片(23)为1SD1790芯片。

4.根据权利要求1或3所述的一种控制板，其特征在于：开关模块(19)中的光耦开关(27)的2脚和4脚接地，开关模块(19)中的光耦开关(27)的5脚连接三极管的基极，开关模块(19)中的光耦开关(27)的6脚通过上拉电阻连接电源。

5.根据权利要求1所述的一种控制板，其特征在于：漏电检测模块(3)中的继电器KV的3脚通过上拉电阻连接电源，漏电检测模块(3)中的继电器KV的1脚通过二极管接地，漏电检测模块(3)中的继电器KV的2脚通过二极管、绝缘电阻Rx和标称精密电阻R18、R17、R14串行连接的支路接地，漏电检测模块(3)中的采样电阻R14电压与滤波电路并联接入放大器U3的3脚，漏电检测模块(3)中的光耦开关(27)的1脚通过电阻连接三极管的发射极，漏电检测模块(3)中的光耦开关(27)的4脚通过电阻连接三极管的基极。