信号输入输出及光源控制器的制作方法

1.本实用涉及注塑机模内保护领域，特别涉及信号输入输出及光源控制器。


背景技术：

2.目前市面上模内保护监视器的信号输入输出控制器没有光源控制系统，只能使用市面上光源厂家的光源控制器。有以下几点不便：
3.1、一台主机需要外挂两个盒子(信号输入输出控制器和光源控制器)才能使用。安装布线不方便，成本浪费。
4.2、使用常见的恒流源光源。主机不能有效控制光源，只能常亮，不节能。而且led灯珠有寿命限制，常亮会急剧减少led灯珠的寿命。


技术实现要素：

5.本实用解决的技术问题是提供一种节能、增加led灯珠寿命的信号输入输出及光源控制器。
6.本实用解决其技术问题所采用的技术方案是：信号输入输出及光源控制器，包括mcu 模块、rs422通信模块、电源模块、光源控制模块和继电器驱动模块，
7.所述电源模块输出端分别与mcu模块和rs422通信模块连接，所述mcu模块分别和 rs422通信模块与继电器驱动模块连接；
8.所述光源控制模块包括光源主回路模块，光源电流采集模块、光源调光控制模块和光源快速亮灭切换模块；
9.所述光源主回路模块包括led光源，所述led光源连接所述led光源负极连接电感 l1，所述电感l1另一端连接大功率mos管u1的d极，所述大功率mos管u1的s极连接电阻r17，所述电阻r17另一端接地；
10.所述光源电流采集模块包括与电阻r17连接的电流采集芯片u7，所述电流采集芯片u7 与mcu模块连接；
11.所述光源调光控制模块包括三极管q1、三极管q3、三极管q5，所述mcu模块连接三极管q3的b极，三极管q3的c极连接三极管q1和三极管q5的b极，所述三极管q1和三极管q5的e极与大功率mos管u1的驱动端连接；
12.所述光源快速亮灭切换模块包括与mcu模块电性连接的三极管q7，所述三极管q7的 c极与三极管q1和三极管q5的b极连接。
13.进一步的是：还包括光源短路检测模块，所述光源短路检测模块包括与光源主回路模块串联的电阻r7和电阻r14，所述电阻r14一端接地，电阻r14另一端与光电耦合器u5的输入端连接，所述u5的输出端与mcu模块的输入端连接。
14.进一步的是：所述电源模块与mcu模块和rs422通信模块之间设置有电源降压芯片u16 和稳压芯片u17。
15.进一步的是：所述继电器驱动模块包括与mcu模块输出端连接的光电耦合器u11和
l1，所述电感l1另一端连接大功率mos管u1的d极，所述大功率mos管u1的s极连接电阻r17，所述电阻r17另一端接地；
32.所述光源电流采集模块包括与电阻r17连接的电流采集芯片u7，电流采集芯片u7型号可为：ina226，所述电流采集芯片u7与mcu模块连接，电流采集电路主要监测电阻r17 上的电压，并把当前监测到的电压信号放大后转换成数字信号，mcu模块通过iic控制器和电流采集芯片u7通信，实时读取u7电流值寄存器当前值，完成电流采集监控；
33.所述光源调光控制模块包括三极管q1、三极管q3、三极管q5，所述mcu模块连接三极管q3的b极，三极管q3的c极连接三极管q1和三极管q5的b极，所述三极管q1和三极管q5的e极与大功率mos管u1的驱动端连接，工作时，当mcu模块输出端的pwm 信号输出为高电平时，三极管q3导通，三极管q1截止，三极管q5导通，大功率mos管 u1关闭，光源控制主回路断开，led灯珠不发光，当mcu模块输出端的pwm输出为低电平时，三极管q3断开截止，三极管q1导通，三极管q5截止，大功率mos管u1打开，光源控制主回路模块接通，led灯珠发光，如此往复控制大功率mos管打开/关闭的时间不一样，实现光源调光；
34.所述光源快速亮灭切换模块包括与mcu模块连接的三极管q7，所述三极管q7的c极与三极管q1和三极管q5的b极连接，工作时，当mcu模块控制光源快速亮灭引脚为高电平时，三极管q7导通，直接导致三极管q1一直截止，三极管q5一直导通，大功率mos 管u1控制端一直为低电平，光源控制主回路断开，led灯珠不发光，当mcu模块控制光源快速亮灭引脚为低电平时，三极管q7截止，由单片机pwm控制引脚输出的脉冲宽度控制光源亮灭。
35.在上述基础上，还包括光源短路检测模块，所述光源短路检测模块包括与电源模块串联的电阻r7和电阻r14，所述电阻r14一端接地，电阻r14另一端与光电耦合器u5的输入端连接，所述u5的输出端与mcu模块的输出端连接，工作时，当外部光源出现短路时，24v 电压流经电阻r7、电阻r14分压，电阻r14对地电压用于驱动光电耦合器u5输入端，当出现短路时，光电耦合器u5输出端导通，单片机识别到光源短路，立即控制大功率mos管 u1断开，从而起到光源短路保护的作用。
36.在上述基础上，所述电源模块与mcu模块和rs422通信模块之间设置有电源降压芯片 u16和稳压芯片u17，此种设置可将24v电压降至3.3v为mcu模块、rs422通信芯片和电流采集芯片供电。
37.在上述基础上，所述继电器驱动模块包括与mcu模块输出端连接的光电耦合器u11和光电耦合器u12，所述光电耦合器u11和光电耦合器u12的输出端与继电器的驱动端连接，从而对注塑机各模块实现控制。
38.在上述基础上，如图4所示，mcu模块外围电路包括用于提供8mhz频率基准时钟的晶振y1，由电阻r62、电容c8组成上电自动复位电路，由电阻r63、跳线接头j6、电阻r37、电阻r45组成的mcu模块启动选择电路，用于选择mcu模块从串口或者内部flash启动。
39.在上述基础上，如图3所示，rs422通信模块包括rs422芯片，外部rs422信号分别经过电阻r48、电阻r50、电阻r51、电阻r52限流，连接rs422芯片的5、6、7、8脚，rs422 芯片的2、3连接mcu模块通信收发数据。
40.此外，如图7和图8所示，外部输入电压信号经过限流电阻连接双向光电耦合器u15 和u13，双向光电耦合器u15和u13的输出端连接单片机io口做输入。
41.以上所述的具体实施例，对本实用的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详
细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用的具体实施例而已，并不用于限制本实用，凡在本实用的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用的保护范围之内。


技术特征：
1.信号输入输出及光源控制器，其特征在于：包括mcu模块、rs422通信模块、电源模块、光源控制模块和继电器驱动模块，所述电源模块输出端分别与mcu模块和rs422通信模块连接，所述mcu模块分别和rs422通信模块与继电器驱动模块连接；所述光源控制模块包括光源主回路模块，光源电流采集模块、光源调光控制模块和光源快速亮灭切换模块；所述光源主回路模块包括led光源，所述led光源连接所述led光源负极连接电感l1，所述电感l1另一端连接大功率mos管u1的d极，所述大功率mos管u1的s极连接电阻r17，所述电阻r17另一端接地；所述光源电流采集模块包括与电阻r17连接的电流采集芯片u7，所述电流采集芯片u7与mcu模块电性连接；所述光源调光控制模块包括三极管q1、三极管q3、三极管q5，所述mcu模块连接三极管q3的b极，三极管q3的c极连接三极管q1和三极管q5的b极，所述三极管q1和三极管q5的e极与大功率mos管u1的驱动端连接；所述光源快速亮灭切换模块包括与mcu模块连接的三极管q7，所述三极管q7的c极与三极管q1和三极管q5的b极连接。2.如权利要求1所述的信号输入输出及光源控制器，其特征在于：还包括光源短路检测模块，所述光源短路检测模块包括与电源模块串联的电阻r7和电阻r14，所述电阻r14一端接地，电阻r14另一端与光电耦合器u5的输入端连接，所述u5的输出端与mcu模块的输入端连接。3.如权利要求1所述的信号输入输出及光源控制器，其特征在于：所述电源模块与mcu模块和rs422通信模块之间设置有电源降压芯片u16和稳压芯片u17。4.如权利要求1所述的信号输入输出及光源控制器，其特征在于：所述继电器驱动模块包括与mcu模块输出端连接的光电耦合器u11和光电耦合器u12，所述光电耦合器u11和光电耦合器u12的输出端与继电器的驱动端连接。

技术总结
本实用公开了信号输入输出及光源控制器，包括MCU模块、RS422通信模块、电源模块、光源控制模块和继电器驱动模块，所述电源模块输出端分别与MCU模块和RS422通信模块连接，所述MCU模块分别和RS422通信模块与继电器驱动模块连接所述光源控制模块包括光源主回路模块，光源电流采集模块、光源调光控制模块和光源快速亮灭切换模块，本结构只需要一块电路板就可以实现输入输出通信和光源控制，且通过对光源的控制可实现直接控制光源亮度以及亮与灭，同时通过对电流采集电路和控制电路的优化，使控制的电流精度更高。电流精度更高。电流精度更高。


技术研发人员：向贵良
受保护的技术使用者：苏州光子云光电有限公司
技术研发日：2020.12.24
技术公布日：2021/9/14