一种便携式电动工具数据采集盒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工具领域，具体地涉及一种便携式电动工具数据采集盒。
【背景技术】
[0002]电动工具数据采集系统通常是在实验室完成的，设备的运行是以模拟方式进行的；原因在于采集设备的体积比较大，采用PLC作为系统核心，可以同时控制设备的启停及负载模式；但是模拟运行的缺点比较多，如:系统采集数据的速率往往达不到数据分析的要求，模拟运行与实际运行的差异等。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种便携式电动工具数据采集盒；本发明能够将工具的试用与数据获取在同一时间完成，在工具的试用期间可以采集将真实的运行数据存储到SD卡中，工具返回后通过计算机对SD卡中的数据进行分析，就可以得到工具的试验结果；本发明通过这种方法获得的结果要比实验室获得的结果更加可靠，而且设备的成本也比较低，一台普通的以PLC为核心的数据采集系统的价格就能够应付几十个便携式数据采集盒。
[0004]为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0005]本发明一种便携式电动工具数据采集盒，包括核心控制单元、SD Card ;其结构要点是:所述SD Card内部包括D0、/CS、SCLK、DI端口，所述SD Card的DO端口连接核心控制单元的P3.0端口，所述SD Card的/CS端口连接核心控制单元的P3.1端口，所述SD Card的SCLK端口连接核心控制单元的P3.2端口，所述SD Card的DI端口连接核心控制单元的P3.3端口 ；所述核心控制单元的输入端口 P6.0连接放大电路模块的输出端，所述放大电路模块的输入端连接电压跟随模块的输出端，所述电压跟随模块的输入端连接整流电路的输出端，所述整流电路的输入端连接变压器的输出端，所述变压器的输入端连接到电源；所述核心控制单元的输入端口 P6.1连接放大电路模块的输出端，所述放大电路模块的输入端连接电压跟随模块的输出端，所述电压跟随模块的输入端连接电流电压转换电路的输出端，所述电流电压转换电路的输入端连接电流互感器。
[0006]作为本发明的一种优选方案，所述核心控制单元采用MSP430F149，所述MSP430F149单片机内部集成了 8通道12位的模数转换模块。
[0007]作为本发明的另一种优选方案，所述变压器采用的是ADBEI28-14W5Z1VA ;所述电流互感器采用型号为ZCT220B40A/20mA的互感器。
[0008]本发明的有益效果是。
[0009]1、本发明提供了一种便携式电动工具数据采集盒，由核心控制单元MSP430F149、SD Card、放大电路、整流电路、变压器、电流互感器等组成；其能够将实验室里繁杂的电动工具运行数据采集过程分发到实际用户，得到最贴合实际的运行数据，为工具性能分析提供最可靠的依据，同时也降低了复杂笨重的实验测试设备成本，本发明给出了系统详细的设计过程；设计中通过MSP430 F149的12位的模数转换模块工具的特征参数转换为单片机能处理的数字量，通过硬件乘法器完成功率运算；最后将数据通过SPI总线协议存储到SD卡中保存，从而解决工具运行时需要存储大量数据的问题，通过判断工具是否正在运行来切换单片机的工作模式，在工具停止状态时工作在低功耗模式，一旦工具启动立即唤醒为活动模式，因此可以使系统能够在电池供电的条件下长期稳定运行；该设备通用性强，由于MSP430F14X系列具有八路模拟量采集通道，因此单片机通过增加测量终端的种类，即可以实现众多的数据测量与存储。
[0010]2、本发明完成的数据采集系统能够稳定的工作，在运行一周的SD卡中存在三个数据源，通过PC机上设计的软件分析每组数据，就可以得到工具的实际运行情况；MSP430F149单片机在两节1.5V电池的维持下能够高效持续工作，系统在工具停机后I秒进入待机模式，降低能耗，系统成本低效率高，很有推广前景。
【附图说明】
[0011]图1是本发明一种便携式电动工具数据采集盒的系统模块图。
[0012]图2是本发明一种便携式电动工具数据采集盒的系统工作流程图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，为本发明一种便携式电动工具数据采集盒的系统模块图。图中，包括核心控制单元、SD Card ;其结构要点是:所述SD Card内部包括D0、/CS、SCLK, DI端口，所述SD Card的DO端口连接核心控制单元的P3.0端口，所述SD Card的/CS端口连接核心控制单元的P3.1端口，所述SD Card的SCLK端口连接核心控制单元的P3.2端口，所述SD Card的DI端口连接核心控制单元的P3.3端口 ；所述核心控制单元的输入端口 P6.0连接放大电路模块的输出端，所述放大电路模块的输入端连接电压跟随模块的输出端，所述电压跟随模块的输入端连接整流电路的输出端，所述整流电路的输入端连接变压器的输出端，所述变压器的输入端连接到电源；所述核心控制单元的输入端口 P6.1连接放大电路模块的输出端，所述放大电路模块的输入端连接电压跟随模块的输出端，所述电压跟随模块的输入端连接电流电压转换电路的输出端，所述电流电压转换电路的输入端连接电流互感器。
[0014]所述核心控制单元采用MSP430F149，所述MSP430F149单片机内部集成了 8通道12位的模数转换模块；MSP430F149是16位单片机，CPU的16个寄存器全部是16位的，且具有RISC结构，强大的处理能力可以满足高速数据采集系统的设计的需要；内部集成了看门狗(WDT)、定时器A、定时器B、比较器、串口(USART0，I)、硬件乘法器、液晶驱动器、8路12/16位ADC、48个I/O引脚、基本定时器(Basic Timer)、可在线仿真的FLASH内存、7路PffM输出、以
及内嵌的LCD驱动等的部分或全部，丰富的片内外设可以设计更加紧凑的系统，常规的系统设计甚至仅需要一片MSP430F149单片机就可以完成，节省了成本，缩短了开发周期也提高了可靠性。
[0015]所述变压器采用的是ADBEI28-14W5Z1VA，所述ADBEI28-14W5Z1VA发热量低，可以安装在设计紧凑的系统中，不同的电压等级可以采用不同的变压器；所述电流互感器采用型号为ZCT220B40A/20mA的互感器，适合额定电流为20A以下的设备，原因是电动工具的启动电流通常是空载运行电流的5~7倍，20A的设备空载电流通常在5A到7A，因具体设备而变化。
[0016]本发明软件上定时取样采集的电流值，如果小于一个设定值就使系统进入低功耗状态，当采集的电流值大于另一个设定值时，认为设备已经启动，同时唤醒系统进入工作状态，因此设备可以自动进入相应工作模式保证系统的能量消耗最低。本发明所述系统工作流程图以模块化结构进行设计；如图2所示，为本发明一种便携式电动工具数据采集盒的系统工作流程图。图中，包括系统初始化、电压采集、电流采集、功率运算、数据存储等模块。
[0017]可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种便携式电动工具数据采集盒，包括核心控制单元、SD Card ;其特征在于:所述SD Card内部包括DO、/CS、SCLK, DI端口，所述SD Card的DO端口连接核心控制单元的P3.0端口，所述SD Card的/CS端口连接核心控制单元的P3.1端口，所述SD Card的SCLK端口连接核心控制单元的P3.2端口，所述SD Card的DI端口连接核心控制单元的P3.3端口 ；所述核心控制单元的输入端口 P6.0连接放大电路模块的输出端，所述放大电路模块的输入端连接电压跟随模块的输出端，所述电压跟随模块的输入端连接整流电路的输出端，所述整流电路的输入端连接变压器的输出端，所述变压器的输入端连接到电源；所述核心控制单元的输入端口 P6.1连接放大电路模块的输出端，所述放大电路模块的输入端连接电压跟随模块的输出端，所述电压跟随模块的输入端连接电流电压转换电路的输出端，所述电流电压转换电路的输入端连接电流互感器。2.根据权利要求1所述的一种便携式电动工具数据采集盒，其特征在于:所述核心控制单元采用MSP430F149，所述MSP430F149单片机内部集成了 8通道12位的模数转换模块。3.根据权利要求1所述的一种便携式电动工具数据采集盒，其特征在于:所述变压器采用的是ADBEI28-14W5Z1VA ;所述电流互感器采用型号为ZCT220B40A/20mA的互感器。
【专利摘要】一种便携式电动工具数据采集盒。本发明采集系统工作稳定、成本低，效率高，很有推广前景。本发明包括核心控制单元、SDCard；其结构要点是：所述SDCard内部包括DO、/CS、SCLK、DI端口，所述SDCard的DO端口连接核心控制单元的P3.0端口，所述SDCard的/CS端口连接核心控制单元的P3.1端口，所述SDCard的SCLK端口连接核心控制单元的P3.2端口，所述SDCard的DI端口连接核心控制单元的P3.3端口；所述核心控制单元的输入端口P6.0连接放大电路模块的输出端，所述放大电路模块的输入端连接电压跟随模块的输出端，所述电压跟随模块的输入端连接整流电路的输出端，所述整流电路的输入端连接变压器的输出端，所述变压器的输入端连接到电源。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105652733
【申请号】
【发明人】李晓波
【申请人】李晓波
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月16日