CN103515811A - 基于充电器的电源可控插头插座装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于充电器的电源可控插头插座装置及其实现方法，其中装置包括：连接电源的插头、充电电路以及充电接口、MCU处理模块、输入模块、电源控制机构和电器供电插孔；所述MCU处理模块，在所述充电电路提供的TTL电平的供电下，根据所述输入模块获取的人机交互信息，定时控制电源控制机构；所述电源控制机构，在所述MCU处理模块的控制下，控制电源与所述电器供电插孔的连通或断开。本发明提供的装置实现简单、造型小巧。

Description

基于充电器的电源可控插头插座装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及充电器以及智能家电控制技术领域，尤其涉及一种基于充电器的电源可控插头插座装置及其实现方法。

背景技术

在智能家居环境中，用户要求对家电进行定时控制。例如，用户希望对热水器、电饭煲、冰箱等家用电器进行定时启动和关闭。然而，普通的插头没有定时控制功能，目前的插头依靠机械装置，通过物理的办法定时控制市电的开关，但机械装置容易受损而且制造噪声。使用嵌入微处理器的办法，让MCU计时，最后通过继电器等装置控制市电的开关，然而该方案需要市电转为5V直流电，供微处理器电路工作，导致成本上升而功能单一，性价比没有最大限度的发挥优势。

申请(专利)号200520004925的专利文件公开了一种定时无线遥控插头插座装置，其包括一定时无线遥控发射插头模组和一无线遥控接收插座模组或接线盒模组，插头模组包括一电源供应电路、一无线发射模组、一编码产生电路、一定时器状态检测电路和一定时器模组；插座模组或接线盒模组包括一电源供应电路、一无线接收模组、一解码电路和一电源控制电路。该专利将定时器与无线遥控结合在一起，通过安装在插头内的定时器设定时间，控制流经插座内的市电通断，实现定时控制。但是，该专利使用无线，又使用了强电转弱电，不但无线模块需要承担开模的巨大费用，而且电路复杂，功能却单一，性价比不高，造价昂贵，携带非常不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现简单、造型小巧的电源可控插头插座装置及其实现方法。

为此，本发明实施例采用如下技术方案：

一种基于充电器的电源可控插头插座装置，包括：连接电源的插头、充电电路以及充电接口，还包括：MCU处理模块、输入模块、电源控制机构和电器供电插孔；所述MCU处理模块，在所述充电电路提供的TT(Transistor-TransistorLogic)电平的供电下，根据所述输入模块获取的人机交互信息，定时控制电源控制机构；所述电源控制机构，在所述MCU处理模块的控制下，使电源与所述电器供电插孔连通或断开。

所述装置还包括：显示模块，用于在所述MCU处理模块控制下，显示定时信息并指示电源与电器供电插孔是连通还是断开；存储模块，用于存储所述输入模块获取的人机交互信息，作为MCU处理模块以后定时控制的依据。

所述装置还包括：充电控制机构，用于控制所述充电电路与所述充电接口的连接或断开。

所述充电控制机构依据所述充电电路充电电流是否饱和进行控制。

所述电源控制机构和所述充电控制机构采用开关实现；所述显示模块采用液晶或数码管实现；所述存储模块采用EEPROM实现。

所述充电接口采用USB接口形式为智能终端充电；所述电器供电插孔用于插入外部电器的插头。

一种基于充电器的电源可控插头插座装置的实现方法，包括：所述充电器将电源转换为TTL电平；所述充电器在所述TTL电平的供电下，根据获取的人机交互信息，定时控制电源与外部电器的连通或断开。

所述方法还包括：显示定时信息并指示电源与电器供电插孔是连通还是断开；存储所述人机交互信息，作为以后定时控制的依据。

所述方法还包括：依据充电电流变化控制充电器与被充电终端的连接或断开。

对于上述技术方案的技术效果分析如下：

本发明所述装置和方法，与现有技术相比，一式两用：在该装置上既能实现传统的充电功能，还可以作为可控的插座，控制外部电器的电源导通或断开。通过市电转直流电的固定开销，实现数码产品充电及控制市电，克服现有技术中存在浪费社会资源、社会资源没有得到最优化的配置的问题，本发明提出的装置节省成本、功能多样化且携带方便。

在作为电源控制插座使用时，具有记忆参数的功能，设计更加人性化，，每次插头上电后，MCU都从EEPROM里面调出用户习惯的定时参数，实现一次性输入，永久式运用。

优选地，对于传统充电功能进行改进，即在对电池充电电后断开充电器与电池的连接，避免对电池进行过度充电，延长电池寿命。

附图说明

图1为本发明优选的基于充电器的电源可控插头插座装置结构示意图；

图2为本发明优选的基于充电器的电源可控插头插座装置外形示意图。

具体实施方式

目前的充电器(例如，用于给手机、数码相机、MP3等进行充电的充电器)需要将市电转为TTL电平，但不具备定时功能。本发明利用现有充电器将市电转换为TTL电平的特点，结合MCU的定时控制功能，对现有充电器进行改进，从而实现电源可控的插头插座装置。

另外，现有充电器在电池充满电后，充电器还是对电池进行充电，导致电池寿命下降。在本发明的优选实施例中，对该问题进行克服。

参考图1，示出了优选的基于充电器的电源可控插头插座装置。该装置可划分为两部分：第一部分是由充电电路10、充电控制机构20和充电接口30构成的充电实现部分，该第一部分在传统的充电器实现功能上增加充电控制机构，控制在对电池充满电后断开与电池的电气连接，从而避免对电池进行反复充电；第二部分是由MCU处理模块40、输入模块50、显示模块60、存储模块70、电源控制机构80和电器供电插孔90构成的对外部电器进行电源控制的部分，该第二部分是在传统充电器基础上新增的部分，利用MCU定时控制功能，通过电源控制机构控制电源与外部电器的连通与断开。需要说明的是，第二部分为了实现基本的电源控制功能，仅MCU处理模块40、输入模块50、电源控制机构80和电器供电插孔90即可实现，而优选的情况下再包括显示模块60和存储模块70，使设计更加人性化。

各模块的功能为：

充电电路10：传统的充电电路，其能够将220V市电转换为TTL电平(以下以5V说明)。

充电控制机构20：控制充电电路10与充电接口30的连接或断开，即控制充电电路10与被充电终端(以下以手机为例)的电气连接。例如，可采用开关实现。

充电接口30：连接手机的接口，例如USB接口。

MCU处理模块40：微处理器模块，具有定时控制功能，其利用充电电路10输出的5V电平供电工作，对输入模块50、显示模块60、存储模块70和电源控制机构80进行控制。

输入模块50：用于获取用户输入的时间信息和/或命令。

显示模块60：用于显示时间，并指示电源是接通还是断开。例如采用液晶模块或数码模块以及指示灯实现。

存储模块70：用于存储人机交互信息，作为MCU下次控制的依据。可采用EEPROM形式的存储器。

电源控制机构80：控制电源与电器供电插孔90的电气连接，即，控制是否向外部电器进行供电。实现形式可以是开关。

电器供电插孔90：在传统充电器上另外开具的供电插孔，用于插入外部电器的插头。

模块之间的工作关系为：

充电电路10的输出作为手机的充电电流输入源，当手机充满电时，充电控制机构20会切掉充电电路10与手机的电气连接，该过程不需MCU的支配。

MCU处理模块40用以计时，并控制电源控制机构80；电源控制机构80控制市电与电器供电插孔90的电气连接；输入模块50用以输入参数，设置电源控制机构80的工作，从而控制市电与电器供电插孔90的电气连接，最终对外部电器的工作时间段起控制作用；显示模块60指示一天24小时内，外部电器不同工作状态的持续时间段，或者可以显示电器工作状态持续剩余时间；存储模块70用以存储上几次用户通过输入模块50输入的设置参数，上电后，如果用户没有输入新的参数，那么依用户上一次的设置参数为准。另外，用户还可以通过按键调用自己设过的历史参数。

本发明提供的电源可控插头插座装置的实施方法为：

对手机：

上电后，对手机进行充电；电池充满电，充电电路可以检测到电流变小，充电控制机构状态取反，断开对手机的充电。

对外部电器：

第一步：上电后，MCU从EEPROM里面读取上一次用户输入的设置参数。作为操控外部电器的时钟基准。

第二步：如果用户不需要改变参数，则直接进入第三步，否则通过人机接口重新设置一天24小时里面操控外部电器工作的时间段，或调用历史参数。

第三步：MCU从0时刻开始计时，每到达一次人机接口的预设制时间点，电源控制机构的工作状态取反一次，从而带动外部电器的通电与断电。

参考图2，为本发明提供的基于充电器的电源可控插头插座装置的外形示意图。该装置外形上具有连接市电电压的插头、用于给手机等进行充电的USB接口、控制状态切换键、时间指示切换键、指示灯、液晶或数码管以及连接外部电器的电器供电插孔。该装置小巧、携带方便。

其中插头(例如，钮扣式)与市电电源相接，该插头插入市电后，可通过USB接口对手机等进行充电，充电控制机构不受MCU的支配，当充电电路充电饱和时，充电电路依充电电流的变化，切换充电控制机构的工作状态，从而控制充电电池与充电电路的导通或断开。

另外，按压控制状态切换键，控制状态切换指示灯亮灭交替显示，控制状态指示灯亮表示当前液晶所指示的时间到时，或者数码管所显示的时间减到0时，电源控制机构工作，使得市电与电器供电插孔相导通；反之市电与市电插孔断开，不对外部电器供电。按压时间指示切换键，设置液晶或数码管的时间，长按该键可切换小时、分钟。在控制状态切换键与时间指示切换键的配合下，液晶上依次显示一天24小时里面，外部电器的不同工作状态的若干个时间段，如果使用数码管，则数码管实时显示每种工作状态的剩余时间。该配置全部写入EEPROM中，供下次使用该装置时调用。

本发明所述装置和方法，与现有技术相比，一式两用：在该装置上既能实现传统的充电功能，还可以作为可控的插座，控制外部电器的电源导通或断开。通过市电转直流电的固定开销，实现数码产品充电及控制市电，克服现有技术中存在浪费社会资源、社会资源没有得到最优化的配置的问题，本发明提出的装置节省成本、功能多样化且携带方便。

在作为电源控制插座使用时，具有记忆参数的功能，设计更加人性化，每次插头上电后，MCU都从EEPROM里面调出用户习惯的定时参数，实现一次性输入，永久式运用。

优选地，对于传统充电功能进行改进，即在对电池充电电后断开充电器与电池的连接，避免对电池进行过度充电，延长电池寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于充电器的电源可控插头插座装置，包括：连接电源的插头、充电电路以及充电接口，

其特征在于，还包括：MCU处理模块、输入模块、电源控制机构和电器供电插孔；

所述MCU处理模块，在所述充电电路提供的TTL电平的供电下，根据所述输入模块获取的人机交互信息，定时控制电源控制机构；

所述电源控制机构，在所述MCU处理模块的控制下，使电源与所述电器供电插孔连通或断开。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

显示模块，用于在所述MCU处理模块控制下，显示定时信息并指示电源与电器供电插孔是连通还是断开；

存储模块，用于存储所述输入模块获取的人机交互信息，作为MCU处理模块以后定时控制的依据。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：

充电控制机构，用于控制所述充电电路与所述充电接口的连接或断开。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述充电控制机构依据所述充电电路充电电流是否饱和进行控制。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电源控制机构和所述充电控制机构采用开关实现；所述显示模块采用液晶或数码管实现；所述存储模块采用EEPROM实现。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述充电接口采用USB接口形式为智能终端充电；所述电器供电插孔用于插入外部电器的插头。

7.一种基于充电器的电源可控插头插座装置的实现方法，其特征在于，包括：

所述充电器将电源转换为TTL电平；

所述充电器在所述TTL电平的供电下，根据获取的人机交互信息，定时控制电源与外部电器的连通或断开。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

显示定时信息并指示电源与电器供电插孔是连通还是断开；

存储所述人机交互信息，作为以后定时控制的依据。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，还包括：依据充电电流变化控制充电器与被充电终端的连接或断开。

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