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--- pd_power [2022/04/26 14:52]
gongyusu [发明内容]
+++ pd_power [2022/04/26 16:16] (当前版本)
gongyusu
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-## 一种用于办公桌/实验台的模块化USB PD供电装置
+## 一种用于办公桌/实验台/电视柜等的模块化USB PD供电装置
 ### 背景技术
-此发明使用日趋成熟的USB Type C PD（power delivery）技术为办公桌桌面上的各种电器产品（电脑、显示器、手机充电器、电路板、开发板系统等）或实验室的各种设备（焊接设备、调试设备等）提供即插即用的、可自动适配直流电压需求的电源装置，它的安装方式是在办公桌的线孔盖上。
+此发明使用日趋成熟的USB Type C PD（power delivery）技术为办公桌桌面上的各种电器产品（电脑、显示器、手机充电器、电路板、开发板系统等），实验室的各种设备（焊接设备、调试设备等）或家用电视柜（路由器、机顶盒、充电器）提供即插即用的、可自动适配直流电压需求的电源装置，它的安装方式是采用按嵌的方式安装在桌、柜的穿线孔上，最顶层为无线充电板模块，其它电源、蓝牙音箱等模块在不用的时候可以隐藏在桌面下，使用的时候可以点按顶层的充电板弹出来使用。整个供电装置可以提供总计300W的功率，能够支持桌面显示器、笔记本电脑或便携式主机等大功率供电以及一系列小功率电器的使用。
 {{drawio>deskpowerpd.png}}
+{{ :chuanxiankong.jpg |}}
-FPGA（现场可编程逻辑门阵列）器件，通过移植RISC-V软核+片内数据计算+自适应缩放来对采集到的数据根据上位机（PC、工控机或移动终端）的指令对数据进行处理，只将需要在显示屏上显示的数据传输到上位机上，免去了上位机的数据处理，大大降低了同上位机之间的数据传输量，扩展了数据传输的方式，可以用低速的传输方式（串口、蓝牙等）应用在高速的数据采集、示波器中，另外在片内移植了RISC-V软核，实现对上位机指令的高效解析和执行。
-{{ ::dpinfpga1.png |}}
 #### 1 现有技术情况
-目前基于PC或移动终端显示的数据采集系统、虚拟示波器都是通过高速总线将ADC量化后的数据传输到电脑、服务器或手机、平板上，通过电脑、服务器或手机、平板的处理器对收到的数据进行处理以后，显示在电脑、服务器或手机、平板的屏幕上，数据采集端和上位机之间的数据传输一般都是通过高速的总线比如USB2.0，以太网等。
+目前的办公桌、实验桌或家用电视机柜的供电方式一般是通过一个多孔的插线板+ 多个电源适配器的方式为桌面上的电器提供电力，有的插线板上已经带有USB端口，能够提供固定5V的直流电压，但电流一般都比较小。
+{{ :powerplug.jpg |}}
 #### 2 现有技术缺陷
-有两个缺陷：
+  * 现有的电源插线板不能提供自动可变电压的PD的输出，如果要支持多种不同电压、电流需求的电器，就要在其220V的交流通过插不同适配器来供电，导致桌面杂乱、体积大、综合成本高、电源使用效率低。
-  - 需要高速的数据总线来进行数据的传输，无法使用普遍使用的串口（UART）、蓝牙/BLE等低速总线，成本高，系统设计复杂；
+  * 对于一些便携式的设备，比如笔记本、便携式主机等，需要同时携带电源适配器，如果在单位、家都安装了这个供电装置，则不需要任何适配器即可，增加了便携性。
-  - 上位机需要对接收到的数据进行处理以后再进行显示，消耗了上位机的处理器资源，程序编写复杂。
+  * 桌面风扇、蓝牙音箱、监控摄像头等在办公空间越来越流行，但分立的设备也会多占用桌面空间以及电源端口
 ### 发明内容
 #### 1 发明内容/改进点
-波形和数据显示的处理放置在FPGA中，通过FPGA中植入RISC-V软核来便捷地解析上位机发送来的指令，进而控制数据处理单元对采集到的数据进行数字信号处理，同时根据上位机传来的显示控制命令，对处理后的数据做自动显示处理，仅将在屏幕上显示的数据发送到上位机
+  * 利用办公桌上的穿线孔，植入该装置，通过自动按弹的方式在使用的时候弹出，在不使用的时候收藏起来
+  * 采用模块化的方式将多个模块通过磁吸的方式将它们连接起来，每个模块制作成圆柱状，都有24V 直流电压和接地触点和其它模块进行供电连接
+  * 支持多端口PD供电，给不同电压/电流需求的电器提供即插即用的供电，其中至少两个100W输出能力的端口
+  * 将蓝牙音箱和风扇也作为模块
 {{drawio>pd_power_block.png}}
 #### 2 该发明的创新之处
-  - FPGA内采用RISC-V软核对上位机的控制命令进行解析
+  - 采用24V直流电压作为每个模块的输入电压，所有模块都使用24V直流电压供电，简化了电源的设计，降低了成本
-  - “采集数据”和“远程显示映射存储”双存储结构
+  - 采用圆形电极触点 + 磁吸连接的方式支持模块化，方便用户灵活配置以及未来的功能升级
-  - 采用“远程显示映射”协议和算法，自适应上位机屏幕显示的数据空间
+  - 利用桌、柜的穿线孔嵌入该供电装置，简化了交流电源的连接以及使用时的整洁性
 #### 3 该发明的有益效果
-  * 大大降低了数据采集单元和上位机之间的数据传数量，数据的传输可靠性得到提升
+  * 大大简化桌面的整洁度，一个不用时可以隐藏的装置，能够支持桌面所有电器的供电使用
-  * 可以采用更通用的低速传输总线比如UART、蓝牙/BLE等来支持高速数据采集的显示
+  * 相对于一个电源插线板 + 多个电源适配器的方案，降低了系统的总体成本
-  * 大大降低了上位机的处理器资源需求，简化了上位机的程序设计
+  * 增强了电器设备的便携性，如果家里、办公室都有这种装置，使用者仅需携带必要的电器（笔记本、显示器、iPad、开发板）等
-### 内部构成框图
-{{ ::dpinfpga3.png |}}