便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置的制作方法

本发明涉及一种便携式测量控制装置，更具体地说，涉及一种便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置。

背景技术

在电路调试及新产品试制过程中，经常需要在试验装置内部有一定危险性的局部电路上进行测量或加装临时保护控制措施，例如：待测装置上电后带有较高电压的局部电路；待测电路处于调试人员不易操作的位置，如高处；待测电路的周围空间狭小，无法使用万用表或其它大型仪表等。以往的做法是采用绝缘水平高的大型复杂的设备；或将目标电路降压模拟调试运行；或破坏待测设备的外壳；或临时安装较复杂的保护装置，但这些做法均有成本高、使用不便、操作复杂的缺点，急需要研发一种尺寸小巧、具有多路测量和保护控制功能、支持操作者进行远方监控的微型保护测控装置。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出一种便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，解决了在产品测试过程时调试人员不易操作，成本高、使用不便、操作复杂等技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，包括常闭触点串联在被测控装置供电端的继电器，以及连接在所述继电器外部的单片机测量控制模块和继电器驱动电路模块，所述单片机测量控制模块包括单片机、标准电压源以及采样分压电阻网络；所述采样分压电阻网络的电压输入端连接在待测电路的电压测量点上，所述采样分压电阻网络的电压输出端与所述单片机相连，并向所述单片机输送电压测量信号。

所述标准电压源与所述单片机相连，并向所述单片机发送标准电压信号，所述单片机将所述电压测量信号与所述标准电压信号进行比对，并根据比对结果向所述继电器驱动电路模块发送继电器执行动作触发信号。

所述继电器驱动电路模块与所述继电器的励磁线圈引脚相连，所述继电器驱动电路模块接收到所述继电器执行动作触发信号后向所述继电器的励磁线圈供电。

所述继电器的外部还设有蓝牙通信模块，所述蓝牙通信模块内部设有蓝牙串口芯片，所述蓝牙串口芯片的串口引脚与所述单片机的串口引脚相连；所述蓝牙通信模块与调试者智能手机通讯相连，并根据所述调试者智能手机发出的指令向所述调试者智能手机发送电压实时测量数据。

上述便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，优选方式下，所述采样分压电阻网络由多个分压电阻组成，每两个电阻串联后一端分别连接在待测电路的各个电压测量点上，另一端均连接在接地端上；每两个串联电阻的中间连接点分别与所述单片机的信号输入端口相连。

上述便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，优选方式下，多个所述分压电阻中与待测电路的电压测量点相连的所述分压电阻的阻值相同均为1mω；连接在接地端上的所述分压电阻的阻值相同均为100kω。

上述便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，优选方式下，所述继电器的外部还设有为所述继电器驱动电路模块供电的继电器驱动电源模块，以及为所述为所述单片机测量控制模块供电的单片机电源模块。

上述便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，优选方式下，所述蓝牙通信模块还包括工作指示灯、限流电阻、第二接线端子；所述蓝牙串口芯片的串口引脚通过所述第二接线端子与所述单片机的串口相连，所述蓝牙串口芯片的一个io端口与所述工作指示灯的一端相连，所述工作指示灯的另一端与所述限流电阻的一端相连，所述限流电阻的另一端与所述第二接线端子的接地端子相连，所述蓝牙串口芯片的gnd引脚通过所述第二接线端子的接地端子与所述外部接线模块相连，所述蓝牙串口芯片的vcc引脚通过所述第二接线端子的v2+端子与所述单片机电源模块的电源正极相连.。

上述便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，优选方式下，所述继电器驱动电路模块由控制三极管、继电器驱动三极管、4个限流电阻、第三接线端子组成；其中4个所述限流电阻分别为：第三限流电阻，阻值为1kω；第四限流电阻，阻值为10kω，第五限流电阻，阻值为100kω；第六限流电阻，阻值为200ω；

所述控制三极管的基极连接所述第三限流电阻的一端，所述第三限流电阻的另一端通过所述第三接线端子与所述单片机测量控制模块中单片机的io0端口相连，所述控制三极管的集电极连接所述第四限流电阻的一端，所述第四限流电阻的另一端通过所述第三接线端子的v1+端子连接所述继电器驱动电源模块的电源正极，所述控制三极管的发射极同时连接所述继电器驱动三极管的基极和所述第五限流电阻的一端，所述第五限流电阻的另一端连接所述第三接线端子的接地端子，所述继电器驱动三极管的集电极连接所述继电器励磁线圈的一个引脚，所述继电器励磁线圈的另一引脚通过所述第三接线端子连接至所述继电器驱动电源模块的电源正极，所述继电器驱动三极管的发射极同时连接第六限流电阻的一端和所述继电器的一对常闭触点的一端，所述第六限流电阻的另一端和所述继电器的常闭触点的另一端并联后连接所述第三接线端子的接地端子，所述第三接线端子的接地端子连接至所述外部接线模块的接地端子。

本发明的优点在于，体积小巧，能够提供多路电压同时测量和保护控制功能，调试者可通过智能手机对装置进行远方监控，装置使用简便，适应性强，解决了技术人员经常遇到的对有一定危险性的局部电路进行临时测量和保护控制困难的问题。

附图说明

图1是本发明各个部件的设置位置示意图；

图2是本发明中的单片机测量控制模块的电路原理图；

图3是本发明中的采样分压电阻网络的电路原理图；

图4是本发明中的蓝牙通信模块的电路原理图；

图5是本发明中的继电器驱动电路模块的电路原理图；

图6是本发明中的继电器驱动电源模块的电路原理图；

图7是本发明中的单片机电源模块的电路原理图；

图8是本发明中的外部接线模块的电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

由图1所示，本发明是一种便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，包括常闭触点串联在被测控装置供电端的继电器jd1，以及连接在所述继电器jd1外部的单片机测量控制模块1和继电器驱动电路模块3。

如图2所示，所述单片机测量控制模块1包括单片机ic1、标准电压源ic2以及采样分压电阻网络1a；所述采样分压电阻网络1a的电压输入端连接在待测电路的电压测量点上，所述采样分压电阻网络1a的电压输出端与所述单片机ic1相连，并向所述单片机ic1输送电压测量信号。

所述标准电压源ic2与所述单片机ic1相连，并向所述单片机ic1发送标准电压信号，所述单片机ic1将所述电压测量信号与所述标准电压信号进行比对，并根据比对结果向所述继电器驱动电路模块3发送继电器执行动作触发信号。

所述继电器驱动电路模块3与所述继电器jd1的励磁线圈引脚相连，所述继电器驱动电路模块3接收到所述继电器执行动作触发信号后向所述继电器jd1的励磁线圈供电。

所述继电器jd1的外部还设有蓝牙通信模块2，如图4所示，所述蓝牙通信模块2内部设有蓝牙串口芯片ic3，所述蓝牙串口芯片ic3的串口引脚与所述单片机ic1的串口引脚相连；所述蓝牙通信模块2与调试者智能手机通讯相连，并根据所述调试者智能手机发出的指令向所述调试者智能手机发送电压实时测量数据。

所述继电器jd1的外部还设有为所述继电器驱动电路模块3供电的继电器驱动电源模块4，以及为所述为所述单片机测量控制模块1供电的单片机电源模块5。

如图5所示，所述采样分压电阻网络1a由多个分压电阻组成，每两个电阻串联后一端分别连接在待测电路的各个电压测量点上，另一端均连接在接地端上；每两个串联电阻的中间连接点分别与所述单片机ic1的信号输入端口相连。

多个所述分压电阻中与待测电路的电压测量点相连的所述分压电阻的阻值相同均为1mω；连接在接地端上的所述分压电阻的阻值相同均为100kω。

实施例2：

如图1～图8所示，本发明是一种便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置，由长方体的继电器jd1、单片机测量控制模块1、蓝牙通信模块2、继电器驱动电路模块3、继电器驱动电源模块4、单片机电源模块5、外部接线模块6组成。继电器jd1选取(16x16x18)mm的长方体普通电磁型继电器，励磁控制电压为5v，触点最大工作电压为250v，最大工作电流为10a。

如图1所示，所述单片机测量控制模块1、蓝牙通信模块2、继电器驱动电路模块3、继电器驱动电源模块4、单片机电源模块5、外部接线模块6分别在所述继电器jd1的前侧面、顶面、左侧面、后侧面、右侧面、底面进行安装，所述单片机测量控制模块1、蓝牙通信模块2、继电器驱动电路模块3、继电器驱动电源模块4、单片机电源模块5、外部接线模块6的电路板尺寸与所述继电器jd1相应安装处的表面积相匹配，除所述外部接线模块6与所述继电器jd1的底面引脚采取焊接的连接方式外，其它模块均采用贴附安装方式安装于所述继电器jd1的侧面或顶面。

如图2所示，所述单片机测量控制模块1由工作电压为3.3v的单片机ic1、输出电压为2.5v的标准电压源ic2、采样分压电阻网络1a、以及第一接线端子j1组成，所述单片机ic1的一个io引脚io0通过所述第一接线端子j1与所述继电器驱动电路模块3相连，用于控制所述继电器jd1；所述单片机ic1的其它多个io引脚通过所述第一接线端子j1与所述外部接线模块6相连。

所述单片机ic1的电源引脚vcc通过第一接线端子j1的v2+端子与单片机电源模块5的电源正极相连；所述单片机ic1的接地引脚gnd与标准电压源ic2的接地端及采样分压电阻网络1a的接地端并联后通过第一接线端子j1的接地端子与所述外部接线模块6相连。所述单片机ic1的串口引脚(rx、tx)通过第一接线端子j1与蓝牙通信模块2相连；单片机ic1将测量得到的数据通过蓝牙通信模块2传递给调试者智能手机上的app软件，同时单片机ic1能够接收调试者通过无线蓝牙传来的操作指令设定所述继电器jd1动作的设定值。

如图3所示，所述采样分压电阻网络1a由6个分压电阻组成，第七分压电阻r7和第八分压电阻r8串联、第九分压电阻r9和第十分压电阻r10串联、第十一分压电阻r11和第十二分压电阻r12串联，所述第七分压电阻r7、第九分压电阻r9、第十一分压电阻r11选取阻值为1mω的相同电阻；第八分压电阻r8、第十分压电阻r10、第十二分压电阻r12选取100kω的相同电阻，第七分压电阻r7、第九分压电阻r9、第十一分压电阻r11的一端分别连接第一接线端子j1的三个接线端子上，第七分压电阻r7、第九分压电阻r9、第十一分压电阻r11的另一端分别连接单片机ic1的ad1、ad2、ad3端脚；第八分压电阻r8、第十分压电阻r10、第十二分压电阻r12的一端分别连接单片机ic1的ad1、ad2、ad3端脚，第八分压电阻r8、第十分压电阻r10、第十二分压电阻r12的另一端并联后连接第一接线端子j1的接地端子，单片机ic1需要将测得的每个测量点电压值放大11倍后再与ad0标准电压值进行比较，计算得到测量点电压的真实值。

如图2所示，所述标准电压源ic2的参考电压输出与所述单片机ic1的一个ad采样端子相连(即所述单片机ic1的ad0端子)。

如图3所示，所述采样分压电阻网络1a的多个输出端分别与所述单片机ic1的多个ad采样端子(即所述单片机ic1的ad1～ad4端子)一一相连；所述采样分压电阻网络1a的输入端通过所述第一接线端子j1与所述外部接线模块6相连；所述单片机ic1的电源引脚vcc通过所述第一接线端子j1的v2+端子与所述单片机电源模块5的电源正极相连；所述单片机ic1的接地引脚gnd与所述标准电压源ic2的接地端及所述采样分压电阻网络的接地端并联后通过所述第一接线端子j1的接地端子与所述外部接线模块6相连；所述单片机ic1的串口引脚通过所述第一接线端子j1与所述蓝牙通信模块2相连；所述单片机ic1将测量数据通过蓝牙通信模块2传递给调试者智能手机上的app软件，所述单片机ic1还可接收调试者通过无线蓝牙传来的操作命令或设定值命令。

如图4所示，所述蓝牙通信模块2由蓝牙串口芯片ic3、工作指示灯led1、限流电阻r1、第二接线端子j2组成，所述蓝牙串口芯片ic3的串口引脚通过第二接线端子j2与所述单片机测量控制模块的单片机ic1的串口相连，所述蓝牙串口芯片ic3的一个io端口与所述工作指示灯led1的一端相连，所述工作指示灯led1的另一端与所述限流电阻r1的一端相连，所述限流电阻r1的另一端与所述第二接线端子j2的接地端子相连，所述蓝牙串口芯片ic3的gnd引脚通过所述第二接线端子j2的接地端子与所述外部接线模块6相连，所述蓝牙串口芯片ic3的vcc引脚通过所述第二接线端子j2的v2+端子与所述单片机电源模块5的电源正极相连，所述蓝牙通信模块2起到本装置与调试者智能手机专用app软件的蓝牙通信接口作用。

如图5所示，所述继电器驱动电路模块3由控制三极管qt1、继电器驱动三极管qt2、4个限流电阻、第三接线端子j3组成；其中4个限流电阻分别为：第三限流电阻r3，阻值为1kω；第四限流电阻r4，阻值为10kω，第五限流电阻r5，阻值为100kω；第六限流电阻r6，阻值为200ω。

所述控制三极管qt1的基极连接第三限流电阻r3的一端，第三限流电阻r3的另一端通过第三接线端子j3与所述单片机测量控制模块1中单片机ic1的io0端口相连，所述控制三极管qt1的集电极连接第四限流电阻r4的一端，第四限流电阻r4的另一端通过第三接线端子j3的v1+端子连接所述继电器驱动电源模块4的电源正极，所述控制三极管qt1的发射极同时连接所述继电器驱动三极管qt2的基极和第五限流电阻r5的一端，第五限流电阻r5的另一端连接所述第三接线端子j3的接地端子，所述继电器驱动三极管qt2的集电极连接所述继电器jd1励磁线圈的一个引脚(第三接线端子j3的xq端子)，所述继电器jd1励磁线圈的另一引脚通过第三接线端子j3连接至所述继电器驱动电源模块4的电源正极，所述继电器驱动三极管qt2的发射极同时连接第六限流电阻r6的一端和所述继电器jd1的一对常闭触点的一端(通过第三接线端子j3的cb端子)，第六限流电阻r6的另一端和所述继电器jd1的常闭触点的另一端并联后连接所述第三接线端子j3的接地端子，第三接线端子j3的接地端子连接至所述外部接线模块6的接地端子。

当所述单片机ic1的io0端口输出高电平时，控制三极管qt1导通，进而继电器驱动三极管qt2导通，继电器jd1励磁，继电器jd1的常开触点闭合、常闭触点断开，此时第六限流电阻r6电阻接入继电器jd1的励磁回路进行限流，以减少所述继电器驱动电源模块4的电源能量消耗，从而延长继电器jd1的动作保持时间，以使调试人员在异常情况下操作时有足够时间进行反应并断开被测装置的工作电源。

如图6所示，所述继电器驱动电源模块4由第一锂电池p1、第四接线端子j4组成，所述第一锂电池p1的正极通过所述第四接线端子j4连接所述继电器驱动电路模块3的v1+端子，所述第一锂电池p1的负极通过所述第四接线端子j4连接所述外部接线模块6的接地端子，所述第一锂电池p1为所述继电器驱动电路模块3提供控制电源。

如图7所示，所述单片机电源模块5由第二锂电池p2、第五接线端子j5组成，所述第二锂电池p2的正极通过所述第五接线端子j5连接所述单片机测量控制模块1和蓝牙通信模块2的v2+端子，所述第二锂电池p2的负极通过所述j5连接所述外部接线模块6的接地端子，所述第二锂电池p2为单片机测量控制模块1和蓝牙通信模块2提供工作电源。

如图8所示，所述外部接线模块6由外部接线插座j7、第六接线端子j6组成，所述外部接线插座j7有多个测量接入端子、1个接地端子、多个io输出端子、1个所述继电器jd1常开触点输出端子ck，所述外部接线插座j7用于连接外部的接线线缆，所述继电器jd1的常开触点和常闭触点的公共端连接所述第六接线端子j6的接地端子。

所述第六接线端子j6的接地端子还与所述外部接线插座j7的接地端子相连，所述第六接线端子j6的接地端子还与单片机测量控制模块1、蓝牙通信模块2、电器驱动电路模块3、继电器驱动电源模块4、单片机电源模块5的接地端子相连，所述外部接线插座j7的多个量测接入端子通过第六接线端子j6与所述单片机测量控制模块1的采样分压电阻网络1a的多个输入端子一一相连，所述外部接线插座j7的多个io输出端子通过第六接线端子j6与所述单片机测量控制模块1的多个io输出端子一一相连，所述外部接线插座j7上的继电器jd1常开触点输出端子ck直接与所述继电器jd1的一对常开触点的非公共端引脚相连，所述继电器jd1的一对常闭触点的非公共端引脚通过所述第六接线端子j6与所述继电器驱动电路模块3相连，所述外部接线插座j7上的所述继电器jd1励磁线圈的两引脚通过第六接线端子j6与所述继电器驱动电路模块3相连。

本发明在应用时首先需要确定目标测试装置的局部电路中需要串接继电器jd1常开接点的位置，其中低电位串接点通过外部线缆连接所述外部接线模块6的外部接线插座j7的接地端子，高电位串接点通过外部线缆连接所述外部接线模块6的外部接线插座j7的ck端子，两点的最大电压差和流过的最大电流不能超过所述继电器jd1的最大耐受电压(250v)和电流；其次需要确定目标装置中需要保护的重要元器件的电压测量点，并将这个测量点通过外部线缆连接到所述外部接线模块6的外部接线插座j7的第一个量测接入端子，待测电路的其它测量点通过外部线缆一一连接到所述外部接线模块6的外部接线插座j7的其它量测接入端子。随后，调试者打开本发明便携式调试用微型蓝牙测控继电器一体装置的电源后，可通过智能手机上的专用app软件连接该装置，可远距离接收并显示该装置发来的测量数据，设定所述jd1的动作值。在目标装置上电运行后，调试者发现在测试电路中有异常情况发生时可随时给该装置下发命令断开回路，或由装置自动断开回路，调试者再接近目标装置进行操作，断开目标测试装置的工作电源，进行下一步调试。

本发明体积小巧，能够提供多路电压同时测量和保护控制功能，调试者可通过智能手机对装置进行远方监控，装置使用简便，适应性强，解决了技术人员经常遇到的对有一定危险性的局部电路进行临时测量和保护控制困难的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。