СПОСОБ РАЗМЕЩЕНИЯ ДАТЧИКОВ НА НАКЛАДКЕ К КОММУТАЦИОННОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 2023 года по МПК H05K7/02 H05K13/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится преимущественно к технике связи.

Уровень техники

В сетях передачи данных широко используют коммутационные панели с датчиками, которые позволяют отслеживать кабельные переключения разъемов в портах такой коммутационной панели. Примеры подобных бесконтактных датчиков и панелей приведены в патентах US 8686866 (инфракрасные или ИК датчики) и RU 2583999 (индуктивные датчики сигнала Ethernet).

Очевидно, что, так как упомянутые датчики бесконтактные, систему датчиков можно реализовать в виде накладки на лицевую часть коммутационной панели. К определенному конкретному типу коммутационной панели можно изготовить соответствующую печатную плату, на которую в нужном месте припаять датчики, так чтобы их местоположение совпадало с местоположением порта коммутационной панели.

Если датчики подсоединить к процессорному модулю с помощью проводов, то накладка с датчиками может стать универсальной и независимой от расположения портов на патч-панели. Но в таком случае увеличивается время, затрачиваемое для установки накладки на коммутационную панель. Каждый датчик нужно правильно установить над каждым портом, а затем смонтировать процессорный модуль с корпусом.

Можно с помощью линейки и/или штангенциркуля точно измерить расположение портов на коммутационной панели, записать результат и передать его производителю накладок с датчиками. Производитель затем передаст уже готовую накладку, но выигрыша по времени может и не получиться. Затраты времени на измерения размеров могут оказаться больше, чем на монтаж каждого датчика на коммутационную панель.

Сущность изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является достижение технического результата, заключающегося в уменьшении времени, затрачиваемого на установку накладки с датчиками на коммутационную панель. Причем в упомянутое время включаются и предварительные работы по установке накладки, например, замеры коммутационной панели.

Для достижения указанного технического результата предлагается способ размещения датчиков на накладке к коммутационной панели, заключающийся в том, что изготавливают для каждого из портов коммутационной панели отдельную печатную плату датчиков, содержащую датчик; формируют цифровое изображение лицевой стороны коммутационной панели; используя сформированное изображение, с помощью программного обеспечения автоматически определяют местоположение портов на лицевой стороне упомянутой коммутационной панели; размещают упомянутые печатные платы датчиков в/на упомянутой накладке в соответствии с упомянутым местоположением портов.

В одном из вариантов реализации электрическое соединение плат датчиков с процессорным модулем накладки может осуществляться путем физического контакта упомянутых плат датчиков с электротехническими шинами, образованными дорожками печатной платы. При этом для повышения надежности физический контакт может происходить через подпружиненный электрический контакт, припаянный к печатной плате датчиков.

В другом варианте программное обеспечение для вычисления местоположения порта на лицевой стороне коммутационной панели по вертикали может использовать высоту коммутационной панели. Или же программное обеспечение для вычисления расстояния между портами упомянутой коммутационной панели может использовать геометрические размеры, характерные для розеток и/или вилок типа портов, примененных в упомянутой коммутационной панели.

Еще в одном варианте программное обеспечение может формировать чертеж, содержащий информацию с местоположением портов на упомянутой коммутационной панели. А затем этот чертеж можно использовать для размещения плат датчиков в/на упомянутой накладке.

Для ускорения изготовления накладки программное обеспечение может формировать файл для станка ЧПУ, который способен вырезать шаблон или металлические шины, помогающий позиционированию печатных плат датчиков рядом с портами упомянутой коммутационной панели. Полученный шаблон можно использовать для размещения плат датчиков в/на упомянутой накладке.

И наконец, электрическое соединение плат датчиков с процессорным модулем накладки может осуществляться путем физического соприкосновения контактов упомянутых плат датчиков с шинами, образованными металлическими полосами с отверстиями, через которые пропущен резьбовой крепежный элемент, прижимающий контакты плат датчиков к металлическим полосам.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен вариант электрического соединения плат датчиков и процессорного модуля с помощью дорожек печатной платы.

На фиг. 2 изображен вариант электрического подсоединения плат датчиков к процессорному модулю с помощью шин, вырезанных из металла.

Подробное описание изобретения

Для использования изобретения применяется накладка на коммутационную панель с датчиками, расположение которых можно изменять в пределах корпуса накладки. Как было указано выше, датчики могут присоединяться к процессорному модулю, который обрабатывает их сигналы и передает их результат в базу данных, с помощью гибких проводов, электрически подсоединенных к выводам микропроцессора на печатной плате процессорного модуля. Другим вариантом конструкции накладки может стать шина передачи данных, представленная на Фиг. 1. Группа датчиков порта, например, включающая в себя ИК и/или индуктивный сенсор, расположена на миниатюрной печатной плате 1. На этой же плате могут быть расположены светодиоды индикации и механическая кнопка. Сигналы датчиков, индикации и кнопки могут обслуживаться микропроцессором в миниатюрном корпусе, например, STM32F042T6 в корпусе WLCSP36. С помощью узкой, но длинной (по длине коммутационной панели) печатной платы 2 процессорного модуля (микропроцессор модуля может быть размещен на другой стороне платы) можно организовать электропитание и передачу данных тремя длинными параллельными длинной стороне печатной платы позолоченными дорожками 3 (шинами), к которым электрически подсоединены все платы датчиков. Две дорожки можно использовать для электропитания, а третью для передачи данных по UART в режиме полудуплекс или протоколу 1-wire. Нужную плату датчиков процессорный модуль может выбирать по ID платы датчиков, при этом ID может быть из ПЗУ микропроцессора или задаваться подсоединением выводов GPIO микропроцессора платы датчиков к логическому нулю или единице.

Электрический контакт плат датчиков с шиной может быть обеспечен позолоченными контактными площадками поверхностного монтажа (SMD), например, как на странице https://aliexpress.ru/item/1005002823367992.html, используя клейкую ленту анизотропной проводимости типа 3М 9703 ACF. Но лучше использовать подпружиненные контакты, например, SMD монтажа SMK Corp 415СРВ-239-50F или типа pogo pin, припаянные к печатной плате датчиков и соприкасающиеся с соответствующей шиной 3. Относительно большой ход пружин контактов обеспечит дополнительные технический результат в виде более надежного электрического соединения печатной платы датчиков с шиной в виде дорожки печатной платы. Идеально ровной поверхности дорожек шины достичь невозможно, а подпружененный контакт обеспечит надежное электрическое соединение, в том числе и в условиях вибрации. Для должного прижимание контактов поверх плат датчиков можно закрепить металлическую или пластиковую пластину, которая может служить частью корпуса накладки.

Этот же дополнительный технический результат может быть достигнут, если шины вырезать лазером или фрезерованием из металла, например, нержавейки или меди, как показано на Фиг. 2. В печатных платах датчиков 1 и плате процессорного модуля 2 в контактных площадках, служащих для электрического соединения с шинами 3 сделаны отверстия. Шины 3 к платам 1 можно закрепить с помощью миниатюрных саморезов 4 или винтов с гайками. Отверстия в шинах 3 сделаны так, чтобы платы датчиков 1 после закрепления саморезами 4 находились как раз рядом с соответствующими портами коммутационной панели.

Для достижения технического результата по настоящему изобретению вместо ручного измерения можно сфотографировать (сформировать цифровое изображение) коммутационную панель так, чтобы все ее порты попали на цифровую фотографию. Фото можно сделать с помощью цифрового фотоаппарата или смартфона. При этом на смартфоне можно запустить специализированное приложение, которое сможет оценивать качество снимка, наличие на фото всех портов коммутационной панели или компоновать из нескольких снимков частей коммутационной панели единое цифровое изображение коммутационной панели. Цифровое изображение можно также получить путем обработки видео, запечатлевшего коммутационную панель.

Чтобы получить точные координаты расположения портов (центра и или другой точки порта) на лицевой поверхности коммутационной панели, например, относительно левого верхнего угла коммутационной панели, полученное цифровое изображение коммутационной панели можно обработать специализированным программным обеспечением, используя графические библиотеки (например, OpenCV). С одной стороны цифровое изображение коммутационной панели неизбежно содержит геометрические искажения, препятствующие аккуратному вычислению координат. С другой стороны это же изображение содержит элементы, которые позволят вносить необходимые корректировки в вычисления координат. Высота коммутационной панели кратна 1 юниту (44.45 мм) или равна половине юнита. Причем на фото вследствие искажений левая и правая сторона панели могут иметь разную высоту, но априори известно, что их высота одинаковая. Кроме того, независимо от того, как выглядит на фото, верхний край коммутационной панели является прямой линией. Такие данные позволяют внести необходимые корректировки в вычисления вертикальных координат портов.

Набор типов портов коммутационной панели ограничен. Медные порты обычно могут быть типов RJ45 (МЭК 60603-7), RJ46. Оптические - LC, SC, ST, FC. Каждый из упомянутых типов имеет стандартизованные размеры розеток и вилок. Имея на фото изображение порта и рядом расположенных портов и зная их реальные размеры, хранящиеся в памяти компьютера (базе данных или ПЗУ), можно вносить необходимые корректировки при расчете горизонтального расстояния между этими портами. Тип портов может задаваться пользователем при фотографировании коммутационной панели или распознаваться программным обеспечением автоматически, в том числе используя искусственный интеллект.

Получив информацию о месте расположения портов на коммутационной панели можно с помощью программного обеспечения сформировать и распечатать в масштабе 1:1 чертеж, на котором указано место для размещения печатной платы датчиков портов. Также чертеж можно вывести в масштабе 1:1 на экран компьютера, приложить накладку к экрану (может быть расположенному горизонтально), и размещать платы датчиков с помощью изображения на экране. В более продвинутом варианте можно автоматически сформировать файл, например, DXF или CNC, годный для станков ЧПУ (фрезерных, лазерной резки), которые вырежут шаблон для размещения печатных плат датчиков в корпусе накладки или металлические шины с отверстиями, как на Фиг. 2. Это еще более ускорит, как дополнительный технический результат, процесс изготовления накладки с датчиками, готовой к монтажу на конкретную коммутационную панель.

Причем программное обеспечение по настоящему изобретению может быть организовано в виде относительно независимых модулей или микросервисов. Например, микросервис для вычисления местоположения портов, и микросервис по формированию чертежа, использующий результат работы предыдущего микросервиса.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на конкретные варианты его осуществления, специалистам ясно, что эти иллюстративные примеры, в которых можно сделать различные модификации, не ограничивают объема изобретения, определяемого только прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области изготовления и налаживания блоков электрической аппаратуры, в частности к монтажу элементов схемы на опорной конструкции, а именно к размещению датчиков на накладке к коммутационной панели. Техническим результатом является обеспечение ускорения изготовления и монтажа накладок с датчиками на коммутационные панели за счет автоматического распознавания типов портов, предназначенных для комплектования их датчиками, и получения точных координат расположения портов на лицевой поверхности коммутационной панели. Для этого фотографируют лицевую часть коммутационной панели и с помощью программного обеспечения, используя полученную фотографию, автоматически определяют точное местоположение портов на коммутационной панели. Полученные координаты используют для размещения печатных плат датчиков в/на накладке датчиков коммутационной панели. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ размещения датчиков на накладке к коммутационной панели, заключающийся в том, что:

- изготавливают для каждого из портов коммутационной панели отдельную печатную плату датчиков, содержащую по крайней мере один датчик;

- формируют цифровое изображение лицевой стороны упомянутой коммутационной панели;

- используя упомянутое изображение, с помощью программного обеспечения определяют местоположение портов на лицевой стороне упомянутой коммутационной панели;

- размещают упомянутые платы датчиков в/на упомянутой накладке в соответствии с упомянутым местоположением портов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрическое соединение упомянутых плат датчиков с процессорным модулем упомянутой накладки осуществляется путем физического контакта упомянутых плат датчиков с шинами, образованными дорожками печатной платы.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что упомянутый физический контакт происходит через подпружиненный электрический контакт, припаянный к печатной плате датчиков.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое программное обеспечение для вычисления местоположения порта на лицевой стороне упомянутой коммутационной панели по вертикали использует высоту упомянутой коммутационной панели.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое программное обеспечение для вычисления расстояния между портами упомянутой коммутационной панели использует геометрические размеры, характерные для розеток и/или вилок типа портов, примененных в упомянутой коммутационной панели.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое программное обеспечение формирует чертеж, содержащий информацию с местоположением портов на упомянутой коммутационной панели.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что размещают упомянутые платы датчиков в/на упомянутой накладке, используя упомянутый чертеж.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое программное обеспечение формирует файл для станка ЧПУ, который способен вырезать шаблон или металлические шины, помогающий позиционированию печатных плат датчиков рядом с портами упомянутой коммутационной панели.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что размещают упомянутые платы датчиков в/на упомянутой накладке, используя упомянутый шаблон.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрическое соединение упомянутых плат датчиков с процессорным модулем упомянутой накладки осуществляется путем физического соприкосновения контактов упомянутых плат датчиков с шинами, образованными металлическими полосами с отверстиями, через которые пропущен резьбовой крепежный элемент, прижимающий упомянутые контакты плат датчиков к упомянутым металлическим полосам.