CN203921613U - 绿茶智能茶叶筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绿茶智能茶叶筒。本实用新型包括控制盒、贮藏盒以及金属底座，控制盒采用铁制，置于底座之上；盒内部结构由下至上分为恒温制冷系统、真空贮藏系统、液晶显示屏和按键四个部分；恒温制冷系统包括AT89C51单片机模块电路和恒温制冷控制电路，真空贮藏系统采用微型真空抽气泵的电机结构和气压测量模块电路，贮藏盒是一个半圆柱形双层锡罐，与控制盒相衔接；锡罐底部开有倾茶口，锡罐顶部开有带玻璃小窗的放茶口。本实用新型将智能保鲜技术与贮藏功能集于一体，极大地方便了人们的日常饮茶需求，又极大地延长了茶叶的保质期，减少了不必要的资源浪费。

Description

绿茶智能茶叶筒

技术领域

本实用新型属于智能控制技术领域，涉及一种半导体制冷电路、微型真空抽气泵、压力传感器、单片机的茶叶保鲜存储装置。

背景技术

随着我国人民生活水平和消费水平的提高, 茶叶的贮藏保鲜技术已逐渐受到茶叶生产者、经营者和消费者的重视, 各种先进的保鲜技术的推广, 一方面可以减少储运费用, 另一方面可以极大地提高茶叶的附加值, 增强我国茶叶的市场竞争力,具有较高的社会价值和经济价值。

现有的茶叶保鲜技术主要分为冷藏和干藏，方法单一，很难兼顾茶叶质量保鲜的诸多因素，而市场上目前并未出现兼具智能保鲜技术的茶叶贮藏器具。绿茶智能茶叶筒的开发研制弥补了这方面的空缺，将智能保鲜技术与贮藏功能集于一体，极大地方便了人们的日常饮茶需求，又极大地延长了茶叶的保质期，减少了不必要的资源浪费。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种绿茶智能茶叶筒，弥补了现有产品在市场上的空缺，改进了茶叶保鲜技术中存在的问题。

本实用新型包括控制盒、贮藏盒以及金属底座，控制盒采用铁制，置于底座之上；盒内部结构由下至上分为恒温制冷系统、真空贮藏系统、液晶显示屏和按键四个部分；恒温制冷系统包括AT89C51单片机模块电路和恒温制冷控制电路，真空贮藏系统采用微型真空抽气泵的电机结构和气压测量模块电路，贮藏盒是一个半圆柱形双层锡罐，与控制盒相衔接；锡罐底部开有倾茶口，锡罐顶部开有带玻璃小窗的放茶口。

所述AT89C51单片机模块电路包括AT89C51单片机，晶振Y1，电容C16、C17和C18，排阻RP1，电阻R35和R36，开关S0；单片机AT89C51的9号引脚连接电容C18，电容C18的另一端连接电阻R35，电阻R35的另一端连接开关S0，电容C18与开关S0一同连接电阻R36的一端，电阻R36另一端接地；18号引脚连接电容C17,19号引脚连接电容C16，电容C16和C17一同接地，晶振Y1并联在C16、C17与18、19号引脚之间；32号至39号引脚依次连接排阻RP1的9号至2号引脚，RP1的1号引脚输入5V电压。

所述恒温制冷控制电路分为温度信号采集及处理电路、PWM产生电路、死区电路、光耦隔离电路和H桥驱动电路。温度信号采集及处理电路包括三部分电路，分别为温度信号采集电路、放大电路和加法电路。

温度信号采集电路包括电阻R1、R2、R3和负温度系数的热敏电阻R4；串联的电阻R1、R2与串联的电阻R3、R4并联，电阻R1、R3一端通过开关S0连接电源电压VCC，另一端接地，电阻R1、R2之间输出的是设定温度对应的电压值U1，电阻R3、R4之间输出的是采集温度对应的电压值U2。

温度信号放大电路包括误差放大器F1，电阻R5、R6、R7和R8；电阻R5一端输入电压U1，另一端连接误差放大器F1的负极；电阻R6一端输入电压U2，另一端连接F1的正极；电阻R7一端与电阻R6另一端一同连接F1的正极，另一端接地；电阻R8一端与电阻R5另一端一同连接F1的负极，电阻R8另一端连接误差放大器F1的输出端，误差放大器F1的输出电压为U3。

温度信号加法电路包括运算放大器F2，电阻R9、R10、R11、R12和R13，电容C1；电阻R9一端连接运算放大器F2的负极，另一端接地；电阻R10一端输入电压U3，另一端连接运算放大器F2的正极；电阻R11一端输入电压U4，另一端与电阻R10另一端一同连接运算放大器F2的正极；电阻R12一端与电阻R9另一端一同连接运算放大器F2的负极，电阻R12另一端连接运算放大器F2的输出端；电阻R13一端与电阻R10、R11另一端一同连接运算放大器F2的正极，另一端接地；电容C1与R12并联；运算放大器F2的输出电压为U5。

PWM产生电路包括单片集成PWM控制芯片SG3525，光耦PC817，发光二极管D1，电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20和R21，电容C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8；单片集成PWM控制芯片SG3525的1号引脚分别连接电阻R15、R17一端，电容C6、C7一端和电源VCC，电阻R15的另一端连接15号引脚，电阻R17的另一端连接9号引脚，电容C6与C7的另一端均接地；2号引脚输入电压U5；5号引脚与7号引脚相连接，同时还与电容C2一端连接，电容C2的另一端接地；6号引脚与电阻R14一端连接，电阻R14的另一端接地；8号引脚与电容C3一端连接，电容C3的另一端接地；16号引脚与电容C4连接，电容C4的另一端接地；11号引脚、12号引脚、14号引脚接地；13号引脚连接电阻R16，电阻R16的另一端分别连接电源VCC和电容C5一端,电容C5的另一端接地；13号引脚与电阻R16之间输出PWM方波信号；10号引脚分别连接电阻R18一端和光耦PC817的集电极，电阻R18的另一端接地，光耦PC817的发射极连接电阻R19后再连接电源VCC；光耦PC817与反光二极管LED0组成过滤保护电路；电阻R21与电容C8并联后一端与电阻R20连接后再与LED0的阴极连接，电阻R21另一端连接LED0的阳极。

死区电路包括电阻R22、R23，电容C9和发光二极管LED1；PWM方波信号由PWM产生电路输入到与门电路，信号输入导线直接连接与门电路的1号端，同时还连接了电阻R22，再分别连接与门电路的2号端和电容C9一端，电容C9的另一端接地；与门电路输出端连接电阻R23一端，同时输出信号PWM A，电阻R23的另一端连接发光二极管LED1的阳极，其阴极接地。

光耦隔离电路包括光耦电路、自举电路和负关断电路。

光耦电路与自举电路包括光耦TLP250，二极管D0、D1，稳压管D2，电阻R24、R25、R26和R27，电容C10、C11和C12；死区电路的输出信号PWM A输入到光耦TLP250的1号引脚和2号引脚；3号引脚和4号引脚一同连接电阻R24后接地；12V电压输入到二极管D0的阳极，二极管D0的阴极与TLP250的8号引脚连接；5号引脚与电容C10连接后再连接到二极管D0的阴极，电容C11与C10并联，5号引脚同时与稳压管D2的阳极相连，电阻R25一端接二极管D0的阴极，另一端稳压管D2的阴极，电容C12与稳压管D2并联；6号引脚与7号引脚连接，并引出两条支路，一条由电阻R26组成，另一条由电阻R27和二极管D1组成，二者并联后将信号输出到H桥的A区。

负关断电路包括场效应管Q1和Q2，GD结电容C13和C14，驱动电阻Rg1和Rg2，驱动电路放电管Q3和Q4；GD结电容C13的两端分别连接场效应管Q1的漏极与栅极，GD结电容C14的两端分别连接场效应管Q2的漏极与栅极；场效应管Q1的漏极连接电源VCC，场效应管Q1的源极与场效应管Q2的漏极相连，场效应管Q2的源极接地；驱动电阻Rg1一端输入方波信号PWM，另一端连接场效应管Q1的栅极；驱动电阻Rg2一端与驱动电路放电管Q3的发射极连接，也与驱动电路放电管Q4的集电极连接，另一端连接场效应管Q2的栅极。

H桥驱动电路包括半导体制冷片TEC，场效应管Q3、Q4、Q5和Q6，二极管D3、D4、D5和D6，稳压管D7、D8、D9和D10，电阻R28、R29、R30、R31、R32和R33以及电容C15；二极管D3的阴极与场效应管Q3的漏极连接，其阳极与场效应管Q3的源极连接，同时与电阻R28相连，而电阻R28的另一端又与场效应管Q3的栅极相连，稳压管D7与电阻R28并联，其中稳压管D7的阴极与场效应管Q3的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的A区；二极管D4的阴极与场效应管Q4的漏极连接，其阳极与场效应管Q4的源极连接，同时与电阻R29相连，而电阻R29的另一端又与场效应管Q4的栅极相连，稳压管D8与电阻R29并联，其中稳压管D8的阴极与场效应管Q4的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的B区；二极管D5的阴极与场效应管Q5的漏极连接，其阳极与场效应管Q5的源极连接，同时与电阻R30相连，而电阻R30的另一端又与场效应管Q5的栅极相连，稳压管D9与电阻R30并联，其中稳压管D9的阴极与场效应管Q5的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的C区；二极管D6的阴极与场效应管Q6的漏极连接，其阳极与场效应管Q6的源极连接，同时与电阻R31相连，而电阻R31的另一端又与场效应管Q6的栅极相连，稳压管D10与R31并联，其中稳压管D10的阴极与场效应管Q6的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的D区；A区与C区的漏极相连并输入12V电压；电容C15并联到A区的漏极和B区的源极之间；A区的源极与B区的漏极相连，二者之间输入GND A的电位信号，再连接电阻R32，电阻R32的另一端连接半导体制冷片TEC的负极；C区的源极与D区的漏极相连，二者之间输入GND C的电位信号，再连接半导体制冷片TEC的正极；B区与D区的源极相连并连接电阻R33，电阻R33的另一端接地。

微型真空抽气泵的电机结构包括主控制合模块、马达驱动器、马达、电阻R34和二极管D11、D12、D13、D14；主控制合模块和马达驱动器的内部结构基于MOSFET，主控制合模块连接马达驱动器再连接马达；电机机箱外的PWM信号输入口、特殊控制口、ST/SP口、FG口分别连接二极管D11、D12、D13、D14；电阻R34一端连接FG口，另一端输入5V电压。

气压测量模块电路包括气压传感器SCP1000，电容C19、C20和C21；气压传感器SCP1000的1号和2号引脚接地；3号引脚与AT80C51单片机的4号引脚相连；7号引脚连接电容C20后与4号、6号引脚一同接地；5号引脚输入3.3V电压的同时与电容C19相连并接地；8号、9号、10号、11号、12号引脚依次连接AT89C51的27号、1号、2号、3号、28号引脚；13号引脚输入3.3V电压的同时与电容C21相连并接地；14号引脚接地。

液晶显示屏采用显示模块电路，包括液晶显示器AGM1232G，滑阻R37；液晶显示器AGM1232G的1号引脚接地；2号引脚输入5V电压的同时连接滑阻R37并接地；3号引脚连接R37的滑片；5号、6号引脚一并连接AT89C51单片机的23号引脚；9号、18号引脚分别连接AT89C51单片机的22号、21号引脚；10号至17号引脚依次连接AT89C51单片机的39号至32号引脚；19号引脚接地；20号引脚输入5V电压。

按键采用按键模块电路，包括按键S1至S16，电阻R38、R39、R40和R41；该电路由1至4号行线和5至8号列线组成，按键位于行和列的交叉点上，行和列分别连接到按键开关的左右两端，便构成了4×4的阵列式键盘；电阻R38、R39、R40、R41依次并联到1号、2号、3号、4号行线上，另一端一并输入5V电压。

本实用新型的有益效果是：冷藏技术和真空保鲜技术并用，使茶叶的保质期达到24个月及以上；针对不同种类的茶叶，提供多种茶叶储存模式，适应不同使用者的饮茶习惯；液晶电子屏可实时显示茶叶筒内温度与气压；茶叶筒下方还设置了可通过旋转实现开关的倾茶口，以方便使用者取茶。

附图说明

图1是本实用新型的整体硬件结构示意图；

图2是本实用新型的整体功能模块示意图；

图3是本实用新型的恒温制冷控制电路功能模块示意图；

图4是本实用新型的温度信号采集电路图；

图5是本实用新型的温度信号放大电路图；

图6是本实用新型的温度信号加法电路图；

图7是本实用新型的PWM信号产生电路图；

图8是本实用新型的死区电路图；

图9是本实用新型的光耦隔离电路与自举电路图；

图10是本实用新型的负关断电路图；

图11是本实用新型的H桥驱动电路图；

图12是本实用新型的微型真空抽气泵电机结构示意图；

图13是本实用新型的真空控制系统单片机模块电路图；

图14是本实用新型的气压测量模块电路图；

图15是本实用新型的显示模块电路图；

图16是本实用新型的按键模块电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1中，1.金属底座，2.控制盒，3.恒温制冷系统硬件部分，4.真空贮藏系统硬件部分，5.贮藏盒，6.按键，7.开关，8.液晶显示屏，9.玻璃窗口，10.放茶口，11.插头，12.倾茶口。

如图1所示，本实用新型的硬件结构由三个部分组成，即控制盒、贮藏盒以及金属底座。金属底座不做赘述，现只对其他两部分进行具体说明。首先是控制盒部分，采用铁制，置于底座之上。盒内部结构由下至上分为恒温制冷系统、真空贮藏系统、液晶显示屏和按键四个部分。恒温制冷系统主要包括AT89C51单片机和恒温制冷控制电路，而真空贮藏系统主要包括微型真空抽气泵和气压检测电路。贮藏盒是一个半圆柱形双层锡罐，与控制盒相衔接。锡是最适合茶叶贮藏的金属，化学性质与物理性质均比较稳定，双层的设计是为了更强的防潮能力。倾茶口位于锡罐底部，便于取茶的同时也减少外界空气的进入，以保证罐内温度和气压的稳定。锡罐顶部设计了一个带有玻璃小窗的放茶口，以便观察茶叶余量。

如图2所示，本实用新型的系统功能主要通过四个模块来实现，即恒温制冷控制模块，真空贮藏技术模块，显示模块和按键模块。其中恒温制冷控制模块、真空贮藏技术模块和单片机之间的信息是双向传输的，温度传感器和气压传感器实时反馈数据到单片机。

如图3所示，恒温制冷控制电路分为温度信号采集及处理电路、PWM产生电路、死区电路、光耦隔离电路和H桥驱动电路（可再细分为光耦隔离电路、自举电路、负关断电路和H桥驱动电路）。

如图所示，温度信号采集及处理电路包括三部分电路，分别为温度信号采集电路（如图4所示）、放大电路（如图5所示）和加法电路（如图6所示）。

温度信号采集电路包括电阻R1、R2、R3和负温度系数的热敏电阻NTC（R4）。电阻R1、R2与电阻R3、NTC并联，电阻R1、R3一端连接电源电压VCC，另一端接地，电阻R1、R2之间输出的是设定温度对应的电压值U1，而电阻R3、NTC之间输出的是采集温度对应的电压值U2。

温度信号放大电路包括误差放大器F1，电阻R5、R6、R7和R8。电阻R5一端输入电压U1，另一端连接误差放大器F1的负极。电阻R6一端输入电压U2，另一端连接F1的正极。电阻R7一端与R6一同连接F1的正极，另一端接地。电阻R8一端与R5一同连接F1的负极，另一端连接F1的输出端。F1的输出电压为U3。

温度信号加法电路包括运算放大器F2，电阻R9、R10、R11、R12和R13，电容C1。电阻R9一端连接运算放大器F2的负极，另一端接地。电阻R10一端输入电压U3，另一端连接F2的正极。电阻R11一端输入电压U4，另一端与R10一同连接F2的正极。电阻R12一端与R9一同连接F2的负极，另一端连接F2的输出端。电阻R13一端与R10、R11一同连接F2的正极，另一端接地。电容C1与R12并联。F2的输出电压为U5。

如图7所示，PWM产生电路包括单片集成PWM控制芯片SG3525，光耦PC817，发光二极管D1，电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20和R21，电容C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8。单片集成PWM控制芯片SG3525的1号引脚分别连接电阻R15、R17，电容C6、C7和电源VCC，R15的另一端连接15号引脚，而R17的另一端连接9号引脚，C6与C7的另一端均接地。2号引脚输入电压U5。5号引脚与7号引脚相连接，同时还与电容C2连接，C2的另一端接地。6号引脚与电阻R14连接，R14的另一端接地。8号引脚与电容C3连接，C3的另一端接地。16号引脚与电容C4连接，C4的另一端接地。11号引脚、12号引脚、14号引脚接地。13号引脚连接电阻R16，R16的另一端分别连接电源VCC和电容C5,C5的另一端接地。13号引脚与R16之间输出PWM方波信号。10号引脚分别连接电阻R18和光耦PC817的集电极，R18的另一端接地，PC817的发射极连接电阻R19后再连接电源VCC。PC817与反光二极管LED0组成过滤保护电路。电阻R21与电容C8并联后一端与电阻R20连接后再与LED0的阴极连接，另一端连接LED0的阳极。

如图8所示，死区电路利用了与门电路，包括电阻R22、R23，电容C9和发光二极管LED1。PWM方波信号由PWM产生电路输入到与门电路，信号输入导线直接连接与门电路的1号端，同时还连接了电阻R22，再分别连接与门电路的2号端和电容C9，C9的另一端接地。与门电路输出端（3号端）连接电阻R23，同时输出信号PWM A，R23的另一端连接发光二极管LED1的阳极，其阴极接地。

如图9所示，光耦电路（左）与自举电路（右）包括光耦TLP250，二极管D0（FR107）、D1（IN4148），稳压管D2，电阻R24、R25、R26和R27，电容C10、C11和C12。死区电路的输出信号PWM A输入到光耦TLP250的1号引脚和2号引脚。3号引脚和4号引脚一同连接电阻R24后接地。12V电压输入到二极管D0的阳极，其阴极与TLP250的8号引脚连接。5号引脚与电容C10连接后再连接到D0的阴极.电容C11与C10并联，同时与稳压管D2的阳极相连，电阻R25与C11、D2所在支路并联后接地，电容C12与D2并联。6号引脚与7号引脚连接，并引出两条支路，一条由电阻R26组成，另一条由电阻R27和二极管D1组成，二者并联后将信号输出到H桥的A区（H Bridge A）。

如图10所示，负关断电路包括场效应管Q1和Q2，GD结电容C13和C14，驱动电阻Rg1和Rg2，驱动电路放电管Q3和Q4。GD电容C13的两端分别连接场效应管Q1的漏极与栅极，GD电容C14的两端分别连接场效应管Q2的漏极与栅极，这样就组成了负关断电路的上下两臂。上臂Q1的漏极连接电源VCC，上臂Q1的源极与下臂Q2的漏极相连，下臂Q2的源极接地。驱动电阻Rg1一端输入方波信号PWM，另一端连接上臂Q1的栅极。驱动电阻Rg2一端与驱动电路放电管Q3的发射极连接，也与驱动电路放电管Q4的集电极连接，另一端连接下臂Q2的栅极。

如图11所示，H桥驱动电路包括半导体制冷片TEC，场效应管（IRF540N）Q3、Q4、Q5和Q6，二极管（MBR1045）D3、D4、D5和D6，稳压管D7、D8、D9和D10，电阻R28、R29、R30、R31、R32和R33以及电容C15。二极管D3的阴极与场效应管Q3的漏极连接，其阳极与Q3的源极连接，同时与电阻R28相连，而R28的另一端又与Q3的栅极相连，稳压管D7与R28并联，其中D7的阴极与Q3的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的A区。二极管D4的阴极与场效应管Q4的漏极连接，其阳极与Q4的源极连接，同时与电阻R29相连，而R29的另一端又与Q4的栅极相连，稳压管D8与R29并联，其中D8的阴极与Q4的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的B区。二极管D5的阴极与场效应管Q5的漏极连接，其阳极与Q5的源极连接，同时与电阻R30相连，而R30的另一端又与Q5的栅极相连，稳压管D9与R30并联，其中D9的阴极与Q5的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的C区。二极管D6的阴极与场效应管Q6的漏极连接，其阳极与Q6的源极连接，同时与电阻R31相连，而R31的另一端又与Q6的栅极相连，稳压管D10与R31并联，其中D10的阴极与Q6的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的D区。A区与C区的漏极相连并输入12V电压。电容C15并联到A区的漏极和B区的源极之间。A区的源极与B区的漏极相连，二者之间输入GND A的电位信号，再连接电阻R32，R32的另一端连接半导体制冷片TEC的负极。C区的源极与D区的漏极相连，二者之间输入GND C的电位信号，再连接半导体制冷片TEC的正极。B区与D区的源极相连并连接电阻R33，R33的另一端接地。

如图12所示，微型真空抽气泵的电机结构包括主控制合模块、马达驱动器、马达、电阻R34和二极管D11、D12、D13、D14。主控制合模块和马达驱动器的内部结构基于MOSFET，主控制合模块连接马达驱动器再连接马达。电机机箱外的PWM信号输入口、特殊控制口、ST/SP口、FG口分别连接二极管D11、D12、D13、D14。电阻R34一端连接FG口，另一端输入5V电压。

如图13所示，单片机模块电路包括AT89C51单片机，晶振Y1，电容C16、C17和C18，排阻RP1，电阻R35和R36，开关S0。单片机AT89C51的9号引脚连接电容C18，C18的另一端连接电阻R35，R35的另一端连接开关S0，C18与S0一同连接电阻R36的一端，R36另一端接地。18号引脚连接电容C17,19号引脚连接电容C16，C16和C17一同接地，晶振Y1并联在C16、C17与18、19号引脚之间。32号至39号引脚依次连接排阻RP1的9号至2号引脚，RP1的1号引脚输入5V电压。

如图14所示，气压测量模块电路包括气压传感器SCP1000，电容C19、C20和C21。气压传感器SCP1000的1号和2号引脚接地。3号引脚与AT80C51的4号引脚相连。7号引脚连接电容C20后与4号、6号引脚一同接地。5号引脚输入3.3V电压的同时与电容C19相连并接地。8号、9号、10号、11号、12号引脚依次连接AT89C51的27号、1号、2号、3号、28号引脚。13号引脚输入3.3V电压的同时与电容C21相连并接地。14号引脚接地。

如图15所示，显示模块电路包括液晶显示器AGM1232G，滑阻R37。液晶显示器AGM1232G的1号引脚接地。2号引脚输入5V电压的同时连接滑阻R37并接地。3号引脚连接R37的滑片。5号、6号引脚一并连接AT89C51的23号引脚。9号、18号引脚分别连接AT89C51的22号、21号引脚。10号至17号引脚依次连接AT89C51的39号至32号引脚。19号引脚接地。20号引脚输入5V电压。

如图16所示，按键模块电路包括按键S1至S16，电阻R38、R39、R40和R41。该电路由行线(1至4号导线)和列线（5至8号导线）组成，按键位于行和列的交叉点上，行和列分别连接到按键开关的左右两端，便构成了4×4的阵列式键盘。电阻R38、R39、R40、R41依次并联到1号、2号、3号、4号行线上，另一端一并输入5V电压。

本实用新型的技术特征主要分为两个部分，即恒温制冷和真空贮藏，并辅以按键模块和显示模块（如图2所示）。恒温制冷技术是指将PWM控制H桥驱动半导体制冷片的恒温系统应用于压力传感系统中，压力传感系统放置在一个小型密闭的金属容器里面，该金属容器减弱了电场、磁场以及电磁场的传输路径，起到屏蔽作用。半导体制冷片TEC，也叫热电制冷片，是一种热泵。其工作原理是珀尔帖效应，即当直流电流通过由不同导体连接形成的回路时，在结点会产生吸热或放热的现象。整个系统分为两部分，控制电路和驱动电路，两者之间通过光耦隔离，控制电路中的NTC采集温度，SG3525输出占空比改变PWM，PWM控制H桥电路，H桥电路驱动半导体制冷片，从而实现恒温制冷。其中NTC随温度上升电阻呈指数关系减小，该电路正是利用此特性来感应环境温度的变化，获得环境温度信号U2。然后再利用放大电路将NTC采集的信号U2和U2与U1（设定温度）之差进行放大。而加法电路是为了保证输入到SG3525芯片2号引脚的电压值在0到5.1V之间，因为该引脚也是误差放大器F1的同相输入端。当温度升高时，电压值U5减小，输出方波占空比变小，平均输出电压减小，流过半导体制冷片TEC的平均电流也变小；当温度降低时，电压值U5增大，输出方波占空比变大，平均输出电压增大，流过半导体制冷片TEC的平均电流也变大，通过不断调节占空比，从而保证温度在某一范围内恒定不变。过流保护电路利用了SG3525内部的过流保护功能，R21是阻值小，精确很高的电阻，采集通过TEC的电流，电流正常时，光耦截止，SG3525正常工作；当电流过大时，光耦PC817就会导通，SG3525的10脚电压就会上拉到高电平，这样就会锁定SG3525，此时，就没有输出。死区电路与负关断电路均是为了防止场效应管的爆裂，起到对电路的保护作用。光耦隔离电路将控制电路和驱动电路隔离开，防止驱动电路的强电流对控制电路的弱电流造成损害，起到保护控制电路的作用，另外还可以驱动场效应管。自举电路也叫升压电路，本质是利用电容两端电压不能瞬间突变的特点来改变电路中某一点的瞬时电位，是一种特殊形式的正反馈，利用白举升压二极管，自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高，具体是为了实现H Bridge A（H Bridge C）与GND A（GND C）之间产生电位差，从而驱动H桥电路的场效应管Q3、Q4、Q5和Q6。由H桥驱动电路可知，当H Bridge A为高电平，H Bridge B为低电平，H Bridge C为低电平，H Bridge D为高电平时，Q3和Q6导通，Q4和Q5截止，电流从左往右流经半导体制冷片TEC。当H Bridge A为低电平，H Bridge B为高电平，HBridge C为高电平，H Bridge D为低电平时，Q3和Q6截止，Q4和Q5导通，电流从右往左流过半导体制冷片TEC，从而实现温度的精确调节。

真空系统的调节主要通过气压传感器SCP1000来采集贮藏盒内气压信号，再与设定气压值进行比较后，通过AT89C51单片机处理来驱动微型真空抽气泵对盒内空气进行抽取，从而保证其真空度，同时单片机还将调节后气压值与温度值一并显示在液晶屏上。

本实用新型绿茶智能茶叶筒的工作过程如下：使用者可以用本实用新型对茶叶进行长期贮藏。智能茶叶筒最多可以承装1.5斤茶叶，并通过控制盒精确控制贮藏盒内温度保持在茶叶的最适温度，同时保证盒内的真空环境，从而大大保证了茶叶的品质，延长了茶叶的保质期。智能茶叶筒还提供了多种茶叶的贮藏模式，对应的温度值与气压值会显示在液晶屏上，以供使用者通过按键进行选择。使用者可以通过旋转倾茶口来获取盒内茶叶，通过贮藏盒上方的放茶口放入茶叶，同时放茶口的盒盖是绝对密封的。

Claims (1)

1. 绿茶智能茶叶筒，包括控制盒、贮藏盒以及金属底座，其特征在于：控制盒采用铁制，置于底座之上；盒内部结构由下至上分为恒温制冷系统、真空贮藏系统、液晶显示屏和按键四个部分；恒温制冷系统包括AT89C51单片机模块电路和恒温制冷控制电路，真空贮藏系统采用微型真空抽气泵的电机结构和气压测量模块电路，贮藏盒是一个半圆柱形双层锡罐，与控制盒相衔接；锡罐底部开有倾茶口，锡罐顶部开有带玻璃小窗的放茶口；

所述AT89C51单片机模块电路包括AT89C51单片机，晶振Y1，电容C16、C17和C18，排阻RP1，电阻R35和R36，开关S0；单片机AT89C51的9号引脚连接电容C18，电容C18的另一端连接电阻R35，电阻R35的另一端连接开关S0，电容C18与开关S0一同连接电阻R36的一端，电阻R36另一端接地；18号引脚连接电容C17,19号引脚连接电容C16，电容C16和C17一同接地，晶振Y1并联在C16、C17与18、19号引脚之间；32号至39号引脚依次连接排阻RP1的9号至2号引脚，RP1的1号引脚输入5V电压；

所述恒温制冷控制电路分为温度信号采集及处理电路、PWM产生电路、死区电路、光耦隔离电路和H桥驱动电路；

温度信号采集及处理电路包括三部分电路，分别为温度信号采集电路、放大电路和加法电路；

温度信号采集电路包括电阻R1、R2、R3和负温度系数的热敏电阻R4；串联的电阻R1、R2与串联的电阻R3、R4并联，电阻R1、R3一端通过开关S0连接电源电压VCC，另一端接地，电阻R1、R2之间输出的是设定温度对应的电压值U1，电阻R3、R4之间输出的是采集温度对应的电压值U2；

温度信号放大电路包括误差放大器F1，电阻R5、R6、R7和R8；电阻R5一端输入电压U1，另一端连接误差放大器F1的负极；电阻R6一端输入电压U2，另一端连接F1的正极；电阻R7一端与电阻R6另一端一同连接F1的正极，另一端接地；电阻R8一端与电阻R5另一端一同连接F1的负极，电阻R8另一端连接误差放大器F1的输出端，误差放大器F1的输出电压为U3；

温度信号加法电路包括运算放大器F2，电阻R9、R10、R11、R12和R13，电容C1；电阻R9一端连接运算放大器F2的负极，另一端接地；电阻R10一端输入电压U3，另一端连接运算放大器F2的正极；电阻R11一端输入电压U4，另一端与电阻R10另一端一同连接运算放大器F2的正极；电阻R12一端与电阻R9另一端一同连接运算放大器F2的负极，电阻R12另一端连接运算放大器F2的输出端；电阻R13一端与电阻R10、R11另一端一同连接运算放大器F2的正极，另一端接地；电容C1与R12并联；运算放大器F2的输出电压为U5；

PWM产生电路包括单片集成PWM控制芯片SG3525，光耦PC817，发光二极管D1，电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20和R21，电容C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8；单片集成PWM控制芯片SG3525的1号引脚分别连接电阻R15、R17一端，电容C6、C7一端和电源VCC，电阻R15的另一端连接15号引脚，电阻R17的另一端连接9号引脚，电容C6与C7的另一端均接地；2号引脚输入电压U5；5号引脚与7号引脚相连接，同时还与电容C2一端连接，电容C2的另一端接地；6号引脚与电阻R14一端连接，电阻R14的另一端接地；8号引脚与电容C3一端连接，电容C3的另一端接地；16号引脚与电容C4连接，电容C4的另一端接地；11号引脚、12号引脚、14号引脚接地；13号引脚连接电阻R16，电阻R16的另一端分别连接电源VCC和电容C5一端,电容C5的另一端接地；13号引脚与电阻R16之间输出PWM方波信号；10号引脚分别连接电阻R18一端和光耦PC817的集电极，电阻R18的另一端接地，光耦PC817的发射极连接电阻R19后再连接电源VCC；光耦PC817与反光二极管LED0组成过滤保护电路；电阻R21与电容C8并联后一端与电阻R20连接后再与LED0的阴极连接，电阻R21另一端连接LED0的阳极；

死区电路包括电阻R22、R23，电容C9和发光二极管LED1；PWM方波信号由PWM产生电路输入到与门电路，信号输入导线直接连接与门电路的1号端，同时还连接了电阻R22，再分别连接与门电路的2号端和电容C9一端，电容C9的另一端接地；与门电路输出端连接电阻R23一端，同时输出信号PWM A，电阻R23的另一端连接发光二极管LED1的阳极，其阴极接地；

光耦隔离电路包括光耦电路、自举电路和负关断电路；

光耦电路与自举电路包括光耦TLP250，二极管D0、D1，稳压管D2，电阻R24、R25、R26和R27，电容C10、C11和C12；死区电路的输出信号PWM A输入到光耦TLP250的1号引脚和2号引脚；3号引脚和4号引脚一同连接电阻R24后接地；12V电压输入到二极管D0的阳极，二极管D0的阴极与TLP250的8号引脚连接；5号引脚与电容C10连接后再连接到二极管D0的阴极，电容C11与C10并联，5号引脚同时与稳压管D2的阳极相连，电阻R25一端接二极管D0的阴极，另一端稳压管D2的阴极，电容C12与稳压管D2并联；6号引脚与7号引脚连接，并引出两条支路，一条由电阻R26组成，另一条由电阻R27和二极管D1组成，二者并联后将信号输出到H桥的A区；

负关断电路包括场效应管Q1和Q2，GD结电容C13和C14，驱动电阻Rg1和Rg2，驱动电路放电管Q3和Q4；GD结电容C13的两端分别连接场效应管Q1的漏极与栅极，GD结电容C14的两端分别连接场效应管Q2的漏极与栅极；场效应管Q1的漏极连接电源VCC，场效应管Q1的源极与场效应管Q2的漏极相连，场效应管Q2的源极接地；驱动电阻Rg1一端输入方波信号PWM，另一端连接场效应管Q1的栅极；驱动电阻Rg2一端与驱动电路放电管Q3的发射极连接，也与驱动电路放电管Q4的集电极连接，另一端连接场效应管Q2的栅极；

H桥驱动电路包括半导体制冷片TEC，场效应管Q3、Q4、Q5和Q6，二极管D3、D4、D5和D6，稳压管D7、D8、D9和D10，电阻R28、R29、R30、R31、R32和R33以及电容C15；

二极管D3的阴极与场效应管Q3的漏极连接，其阳极与场效应管Q3的源极连接，同时与电阻R28相连，而电阻R28的另一端又与场效应管Q3的栅极相连，稳压管D7与电阻R28并联，其中稳压管D7的阴极与场效应管Q3的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的A区；

二极管D4的阴极与场效应管Q4的漏极连接，其阳极与场效应管Q4的源极连接，同时与电阻R29相连，而电阻R29的另一端又与场效应管Q4的栅极相连，稳压管D8与电阻R29并联，其中稳压管D8的阴极与场效应管Q4的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的B区；

二极管D5的阴极与场效应管Q5的漏极连接，其阳极与场效应管Q5的源极连接，同时与电阻R30相连，而电阻R30的另一端又与场效应管Q5的栅极相连，稳压管D9与电阻R30并联，其中稳压管D9的阴极与场效应管Q5的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的C区；

二极管D6的阴极与场效应管Q6的漏极连接，其阳极与场效应管Q6的源极连接，同时与电阻R31相连，而电阻R31的另一端又与场效应管Q6的栅极相连，稳压管D10与R31并联，其中稳压管D10的阴极与场效应管Q6的源极连接，这样就组成了H桥驱动电路的D区；

A区与C区的漏极相连并输入12V电压；电容C15并联到A区的漏极和B区的源极之间；A区的源极与B区的漏极相连，二者之间输入GND A的电位信号，再连接电阻R32，电阻R32的另一端连接半导体制冷片TEC的负极；C区的源极与D区的漏极相连，二者之间输入GND C的电位信号，再连接半导体制冷片TEC的正极；B区与D区的源极相连并连接电阻R33，电阻R33的另一端接地；

微型真空抽气泵的电机结构包括主控制合模块、马达驱动器、马达、电阻R34和二极管D11、D12、D13、D14；主控制合模块和马达驱动器的内部结构基于MOSFET，主控制合模块连接马达驱动器再连接马达；电机机箱外的PWM信号输入口、特殊控制口、ST/SP口、FG口分别连接二极管D11、D12、D13、D14；电阻R34一端连接FG口，另一端输入5V电压；

气压测量模块电路包括气压传感器SCP1000，电容C19、C20和C21；气压传感器SCP1000的1号和2号引脚接地；3号引脚与AT80C51单片机的4号引脚相连；7号引脚连接电容C20后与4号、6号引脚一同接地；5号引脚输入3.3V电压的同时与电容C19相连并接地；8号、9号、10号、11号、12号引脚依次连接AT89C51的27号、1号、2号、3号、28号引脚；13号引脚输入3.3V电压的同时与电容C21相连并接地；14号引脚接地；

液晶显示屏采用显示模块电路，包括液晶显示器AGM1232G，滑阻R37；液晶显示器AGM1232G的1号引脚接地；2号引脚输入5V电压的同时连接滑阻R37并接地；3号引脚连接R37的滑片；5号、6号引脚一并连接AT89C51单片机的23号引脚；9号、18号引脚分别连接AT89C51单片机的22号、21号引脚；10号至17号引脚依次连接AT89C51单片机的39号至32号引脚；19号引脚接地；20号引脚输入5V电压；

按键采用按键模块电路，包括按键S1至S16，电阻R38、R39、R40和R41；该电路由1至4号行线和5至8号列线组成，按键位于行和列的交叉点上，行和列分别连接到按键开关的左右两端，便构成了4×4的阵列式键盘；电阻R38、R39、R40、R41依次并联到1号、2号、3号、4号行线上，另一端一并输入5V电压。