一種可自動(dòng)開啟或關(guān)斷電源的光啟動(dòng)智能水杯及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)及傳感技術(shù)領(lǐng)域，屬于家居行業(yè)中的飲水器具，具體涉及一種可自動(dòng)開啟或關(guān)斷電源的光啟動(dòng)智能水杯及實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的智能水杯在出廠時(shí)，多數(shù)是采用電池與杯子分開放置或是處理器低功耗運(yùn)行的方式，也有采用觸碰開關(guān)的方式實(shí)現(xiàn)單鍵開機(jī)的情形，給用戶的體驗(yàn)不好，同時(shí)也存在一些安全風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有的智能水杯，多數(shù)采用低功耗的CPU，在不使用時(shí)，CPU處在低功耗(睡眠)模式下，給使用者造成錯(cuò)覺:以為智能水杯是不工作的、斷電的，這就帶來了安全隱患。如在乘坐飛機(jī)時(shí)，常常會(huì)忘記關(guān)掉智能水杯的電源或拔下智能水杯的電池，給飛行安全帶來隱患。遇到這種情況，現(xiàn)有的智能水杯總是要拆卸電池，安裝電池，極不方便。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間不使用的智能水杯，傳統(tǒng)的低功耗技術(shù)不能完全關(guān)斷電池的電源輸出，放置一段時(shí)候后，電池能量累計(jì)消耗比較嚴(yán)重，更有甚者，使電池欠壓，長(zhǎng)期則容易導(dǎo)致電池失效，導(dǎo)致智能水杯的智慧功能不能使用，變成普通杯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種具備自動(dòng)開關(guān)電源供給的光啟動(dòng)智能水杯及實(shí)現(xiàn)方法，即不采用硬件開關(guān)而采用光開啟的方法，輔以水杯中是否有水的檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)智能杯開關(guān)機(jī)的設(shè)置處理。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0005]一種可自動(dòng)開啟或關(guān)斷電源的光啟動(dòng)智能水杯，包括水杯內(nèi)膽及水杯外殼，所述水杯內(nèi)膽與所述水杯外殼之間設(shè)置有電路板，所述電路板上設(shè)置有CPU處理器、電池和水檢測(cè)傳感器，所述電路板上還設(shè)置有光開啟/關(guān)斷電路，所述光開啟/關(guān)斷電路包括光開啟器件、開關(guān)管、第一普通三極管、第二普通三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、二極管和電源芯片，所述光開啟器件為光敏三極管，所述水杯外殼設(shè)置有透明的玻璃窗，所述光敏三極管安裝在所述玻璃窗處，所述電池的負(fù)極、所述第一普通三極管的發(fā)射極、所述第二普通三極管的發(fā)射極、所述第五電阻的第一端和所述CPU處理器的接地端均接地，所述第一電容的第一端與所述第三電阻的第一端連接并接地，所述第二電容的第一端同時(shí)與所述第三電容的第一端、所述第四電容的第一端和所述電源芯片的VSS端口連接并接地，所述電池的正極同時(shí)與所述第一電阻的第一端、所述第二電阻的第一端和所述開關(guān)管的源極連接，所述第一電阻的第二端與所述光敏三極管的的集電極連接，所述光敏三極管的發(fā)射極同時(shí)與所述第三電阻的第二端、所述第一電容的第二端、所述第一普通三極管的基極和所述CPU處理器的AD_IN0端口連接，所述第一普通三極管的集電極同時(shí)與所述第二電阻的第二端、所述開關(guān)管的柵極和所述第二普通三極管的集電極連接，所述第二普通三極管的基極與所述第六電阻的第一端連接，所述第六電阻的第二端與所述CPU處理器的1l端口連接，所述開關(guān)管的漏極同時(shí)與所述第四電阻的第一端和所述二極管的正極連接，所述第四電阻的第二端同時(shí)與所述第五電阻的第二端和所述CPU處理器的AD_IN1端口連接，所述二極管的負(fù)極同時(shí)與所述第二電容的第二端、所述第三電容的第二端、所述第四電容的第二端、所述電源芯片的CE端口和所述電源芯片的Vin端口連接，所述電源芯片的Vout端口與所述CPU處理器的VCC端口連接，所述CPU處理器的102端口與所述水檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述水杯外殼上貼有用于遮擋所述玻璃窗的光炫貼膜。
[0007]進(jìn)一步地，所述電路板通過三防漆層處理后固定在所述水杯內(nèi)膽的底部
[0008]一種可自動(dòng)開啟或關(guān)斷電源的光啟動(dòng)智能水杯的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0009]Al:光照射到光敏三極管，光開啟模塊啟動(dòng)，CPU處理器工作；
[0010]A2:檢測(cè)電池是否欠電壓，如果是欠電壓，則執(zhí)行步驟A9，如果不是欠電壓，則繼續(xù)執(zhí)行步驟A3 ；
[0011]A3:檢測(cè)光照亮度是否足夠，如果光照不充分，則執(zhí)行步驟A4，如果光照充分，則執(zhí)行步驟A6 ；
[0012]A4:檢測(cè)智能水杯中是否盛裝水，如果盛裝有水，則執(zhí)行步驟A6，如果沒有盛裝有水，則執(zhí)行步驟A5 ;
[0013]A5:CPU處理器的1l端口輸出低電平，不保持輸出，并記錄不保持開始的時(shí)間，通過CPU處理器控制光開啟/關(guān)斷電路中的開關(guān)管斷開，實(shí)現(xiàn)快速關(guān)機(jī)；
[0014]A6:檢測(cè)是否離上一次關(guān)斷時(shí)間太近，如果時(shí)間太近，則執(zhí)行步驟A9，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，則執(zhí)行步驟A7;
[0015]A7:CPU處理器的1l端口輸出高電平，保持輸出，并記錄保持開始的時(shí)間；
[0016]AS:CPU處理器正常運(yùn)行，并跳轉(zhuǎn)至步驟A2 ;
[0017]A9:CPU處理器的1l端口輸出低電平，不保持輸出，并記錄不保持開始的時(shí)間；
[0018]AlO:CPU處理器低功耗運(yùn)行，并跳轉(zhuǎn)至步驟A2。
[0019]進(jìn)一步地，CPU處理器內(nèi)部的實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于對(duì)每個(gè)控制動(dòng)作進(jìn)行記錄，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)不做相反的控制操作。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:
[0021]本發(fā)明不采用硬件按鈕開關(guān)，而使用光開啟技術(shù)，在同時(shí)沒有光照和杯內(nèi)無水的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)快速關(guān)機(jī)，配合處理器處理邏輯，在智能水杯在包裝/收納后，可自動(dòng)地、完全地關(guān)斷電池的電源輸出，繼而使處理器斷電不工作，極致地節(jié)省電池的能量，實(shí)現(xiàn)了智能水杯出廠或是長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)的電池保護(hù)，節(jié)約能源的同時(shí)，也自動(dòng)排除了由于處理器長(zhǎng)期工作可能帶來的安全隱患。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明所述可自動(dòng)開啟或關(guān)斷電源的光啟動(dòng)智能水杯的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是圖1中A處的局部放大圖；
[0024]圖3是本發(fā)明所述光開啟/關(guān)斷電路的原理圖；
[0025]圖4是本發(fā)明所述可自動(dòng)開啟或關(guān)斷電源的光啟動(dòng)智能水杯的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0027]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明包括水杯內(nèi)膽I及水杯外殼2，水杯內(nèi)膽I與水杯外殼2之間設(shè)置有電路板3，電路板3上設(shè)置有CPU處理器U2、電池BTl和水檢測(cè)傳感器U3，電路板3上還設(shè)置有光開啟/關(guān)斷電路，光開啟/關(guān)斷電路包括光開啟器件7、開關(guān)管Tl、第一普通三極管Q2、第二普通三極管Q3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、二極管Dl和電源芯片Ul，光開啟器件7為光敏三極管Ql，水杯外殼2設(shè)置有透明的玻璃窗6，光敏三極管Ql安裝在玻璃窗6處，電池BTl的負(fù)極、第一普通三極管Q2的發(fā)射極、第二普通三極管Q3的發(fā)射極、第五電阻R5的第一端和CPU處理器U2的接地端均接地，第一電容Cl的第一端與第三電阻R3的第一端連接并接地，第二電容C2的第一端同時(shí)與第三電容C3的第一端、第四電容C4的第一端和電源芯片Ul的VSS端口連接并接地，電池BTl的正極同時(shí)與第一電阻Rl的第一端、第二電阻R2的第一端和開關(guān)管Tl的源極連接，第一電阻Rl的第二端與光敏三極管Ql的的集電極連接，光敏三極管Ql的發(fā)射極同時(shí)與第三電阻R3的第二端、第一電容Cl的第二端、第一普通三極管Q2的基極和CPU處理器U2的AD_IN0端口連接，第一普通三極管Q2的集電極同時(shí)與第二電阻R2的第二端、開關(guān)管Tl的柵極和第二普通三極管Q3的集電極連接，第二普通三極管Q3的基極與第六電阻R6的第一端連接，第六電阻R6的第二端與CPU處理器U2的1l端口連接，開關(guān)管Tl的漏極同時(shí)與第四電阻R4的第一端和二極管Dl的正極連接，第四電阻R4的第二端同時(shí)與第五電阻R5的第二端和CPU處理器U2的AD_IN1端口連接，二極管Dl的負(fù)極同時(shí)與第二電容C2的第二端、第三電容C3的第二端、第四電容C4的第二端、電源芯片Ul的CE端口和電源芯片Ul的Vin端口連接，電源芯片Ul的Vout端口與CPU處理器U2的VCC端口連接，CPU處理器U2的102端口與水檢測(cè)傳感器U3的信號(hào)輸出端連接。
[0028]水杯外殼2上貼有用于遮擋玻璃窗6的光炫貼膜4，此光炫貼膜，在正常使用后，可用不透光杯套作為代替部件，作為遮擋光的部件。
[0029]電路板3通過三防漆層5固定在水杯內(nèi)膽I的底部。
[0030]本發(fā)明所述光開啟/關(guān)斷電路中一些元器件的作用原理如下:
[0031]電池BTl:給智能水杯的CPU處理器U2提供電源；
[0032]光敏三極管Ql:通過光照，光敏三極管Ql會(huì)出現(xiàn)大的阻值變化，從無窮大到有限的幾歐；
[0033]CPU處理器U2:其型號(hào)選用msp430G2553，它是智能水杯的心臟，負(fù)責(zé)處理各種數(shù)據(jù)和運(yùn)算，以及輸出顯示等；
[0034]電源芯片Ul:其型號(hào)選用XC6210B332MR，主要實(shí)現(xiàn)電池BTl電源Vbat到VCC的電源轉(zhuǎn)換；
[0035]第一普通三極管Q2和第二普通三極管Q3:在CPU處理器U2和光敏三極管Ql的配合控制下，開啟或關(guān)斷開關(guān)管Tl。
[0036]開關(guān)管Tl:通過光敏三極管Q1、第一普通三極管Q2和第二普通三極管Q3控制，或通過CPU處理器U2的1配合控制，在無光照射光敏三極管Ql時(shí)，處于關(guān)斷狀態(tài)，即電池BTl供電開關(guān)；
[0037]二極管Dl:在開關(guān)管Tl開通的情況下，起隔離電池BTl的Vbat和電源芯片Ul輸Λ Vin的作用；
[0038]CPU處理器U2的電源控制輸入輸出腳1l:用于保持輸出，輸出I時(shí)，保持第二普通三極管Q3導(dǎo)通，從而保證開關(guān)管Tl導(dǎo)通；
[0039]本發(fā)明在開啟模式時(shí)，CPU處理器U2的控制腳1l的輸出為“0/高阻”，并保持10分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間，在操作時(shí)，杯子置于光線照射環(huán)境中，光敏三極管Ql開通，第一普通三極管