CN204635847U - 一种可自动开启或关断电源的光启动智能水杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可自动开启或关断电源的光启动智能水杯，智能水杯的电路板上设置有CPU处理器、电池、水检测传感器和光开启/关断电路，光开启/关断电路包括光敏三极管、开关管、第一三极管、第二三极管、六个电阻、四个电容、二极管和电源芯片，水杯外壳设置有透明的玻璃窗，光敏三极管安装在玻璃窗处。本实用新型可自动完全地关断电池的电源输出，使处理器断电，节省了电池能量，全面实现电池保护，节约能源的同时，也自动排除了由于处理器长期在某些特殊环境中工作带来的安全隐患。

Description

一种可自动开启或关断电源的光启动智能水杯

技术领域

本实用新型属于物联网及传感技术领域，属于家居行业中的饮水器具，具体涉及一种可自动开启或关断电源的光启动智能水杯。

背景技术

目前的智能水杯在出厂时，多数是采用电池与杯子分开放置或是处理器低功耗运行的方式，也有采用触碰开关的方式实现单键开机的情形，给用户的体验不好，同时也存在一些安全风险。现有的智能水杯，多数采用低功耗的CPU，在不使用时，CPU处在低功耗(睡眠)模式下，给使用者造成错觉：以为智能水杯是不工作的、断电的，这就带来了安全隐患。如在乘坐飞机时，常常会忘记关掉智能水杯的电源或拔下智能水杯的电池，给飞行安全带来隐患。遇到这种情况，现有的智能水杯总是要拆卸电池，安装电池，极不方便。对于长时间不使用的智能水杯，传统的低功耗技术不能完全关断电池的电源输出，放置一段时候后，电池能量累计消耗比较严重，更有甚者，使电池欠压，长期则容易导致电池失效，导致智能水杯的智慧功能不能使用，变成普通杯。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具备自动开关电源供给的光启动智能水杯。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种可自动开启或关断电源的光启动智能水杯，包括水杯内胆及水杯外壳，所述水杯内胆与所述水杯外壳之间设置有电路板，所述电路板上设置有CPU处理器、电池和水检测传感器，所述电路板上还设置有光开启/关断电路，所述光开启/关断电路包括光开启器件、开关管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、 第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、二极管和电源芯片，所述光开启器件为光敏三极管，所述水杯外壳设置有透明的玻璃窗，所述光敏三极管安装在所述玻璃窗处，所述电池的负极、所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的发射极、所述第五电阻的第一端和所述CPU处理器的接地端均接地，所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接并接地，所述第二电容的第一端同时与所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端和所述电源芯片的VSS端口连接并接地，所述电池的正极同时与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述开关管的源极连接，所述第一电阻的第二端与所述光敏三极管的的集电极连接，所述光敏三极管的发射极同时与所述第三电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第一三极管的基极和所述CPU处理器的AD_IN0端口连接，所述第一三极管的集电极同时与所述第二电阻的第二端、所述开关管的栅极和所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述CPU处理器的IO1端口连接，所述开关管的漏极同时与所述第四电阻的第一端和所述二极管的正极连接，所述第四电阻的第二端同时与所述第五电阻的第二端和所述CPU处理器的AD_IN1端口连接，所述二极管的负极同时与所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述电源芯片的CE端口和所述电源芯片的Vin端口连接，所述电源芯片的Vout端口与所述CPU处理器的VCC端口连接，所述CPU处理器的IO2端口与所述水检测传感器的信号输出端连接。

进一步地，所述水杯外壳上贴有用于遮挡所述玻璃窗的光炫贴膜。

进一步地，所述电路板通过三防漆层处理后固定在所述水杯内胆的底部

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型不采用硬件按钮开关，而使用光开启技术，在可自动完全地关断电池的电源输出，继而使处理器断电不工作，极致地节省电池的能量，实现了智能水杯出厂或是长时间不用时的电池保护，节约能源的同时，也自动排除了由于处理器长期工作可能带来的安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型所述可自动开启或关断电源的光启动智能水杯的局部剖视结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型所述光开启/关断电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括水杯内胆1及水杯外壳2，水杯内胆1与水杯外壳2之间设置有电路板3，电路板3上设置有CPU处理器U2、电池BT1和水检测传感器U3，电路板3上还设置有光开启/关断电路，光开启/关断电路包括光开启器件7、开关管T1、第一三极管Q2、第二三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、二极管D1和电源芯片U1，光开启器件7为光敏三极管Q1，水杯外壳2设置有透明的玻璃窗6，光敏三极管Q1安装在玻璃窗6处，电池BT1的负极、第一三极管Q2的发射极、第二三极管Q3的发射极、第五电阻R5的第一端和CPU处理器U2的接地端均接地，第一电容C1的第一端与第三电阻R3的第一端连接并接地，第二电容C2的第一端同时与第三电容C3的第一端、第四电容C4的第一端和电源芯片U1的VSS端口连接并接地，电池BT1的正极同时与第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的 第一端和开关管T1的源极连接，第一电阻R1的第二端与光敏三极管Q1的的集电极连接，光敏三极管Q1的发射极同时与第三电阻R3的第二端、第一电容C1的第二端、第一三极管Q2的基极和CPU处理器U2的AD_IN0端口连接，第一三极管Q2的集电极同时与第二电阻R2的第二端、开关管T1的栅极和第二三极管Q3的集电极连接，第二三极管Q3的基极与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与CPU处理器U2的IO1端口连接，开关管T1的漏极同时与第四电阻R4的第一端和二极管D1的正极连接，第四电阻R4的第二端同时与第五电阻R5的第二端和CPU处理器U2的AD_IN1端口连接，二极管D1的负极同时与第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、电源芯片U1的CE端口和电源芯片U1的Vin端口连接，电源芯片U1的Vout端口与CPU处理器U2的VCC端口连接，CPU处理器U2的IO2端口与水检测传感器U3的信号输出端连接。

水杯外壳2上贴有用于遮挡玻璃窗6的光炫贴膜4，此光炫贴膜，在正常使用后，可用不透光杯套作为代替部件，作为遮挡光的部件。

电路板3通过三防漆层5固定在水杯内胆1的底部。

本实用新型所述光开启/关断电路中一些元器件的作用原理如下：

电池BT1：给智能水杯的CPU处理器U2提供电源；

光敏三极管Q1：通过光照，光敏三极管Q1会出现大的阻值变化，从无穷大到有限的几欧；

CPU处理器U2：其型号选用msp430G2553，它是智能水杯的心脏，负责处理各种数据和运算，以及输出显示等；

电源芯片U1：其型号选用XC6210B332MR，主要实现电池BT1电源Vbat到VCC的电源转换；

第一三极管Q2和第二三极管Q3：在CPU处理器U2和光敏三极管Q1的配合控制下,开启或关断开关管T1。

开关管T1：通过光敏三极管Q1、第一三极管Q2和第二三极管Q3控制，或通过CPU处理器U2的IO配合控制，在无光照射光敏三极管Q1时，处于关断状态，即电池BT1供电开关；

二极管D1：在开关管T1开通的情况下，起隔离电池BT1的Vbat和电源芯片U1输入Vin的作用；

CPU处理器U2的电源控制输入输出脚IO1：用于保持输出，输出1时，保持第二三极管Q3导通，从而保证开关管T1导通；

本实用新型在开启模式时，CPU处理器U2的控制脚IO1的输出为“0/高阻”，并保持10分钟或更长时间，在操作时，杯子置于光线照射环境中，光敏三极管Q1开通，第一三极管Q2和第二三极管Q3导通，开关管T1导通；电池BT1通过二极管D1给电源芯片U1供电，CPU处理器U2带电工作。

进入关断模式，将智能水杯光敏感区域(即玻璃窗6)遮挡住，使光不能照射到光敏三极管Q1，光敏三极管Q1关断；又因CPU处理器U2的控制脚IO1的输出为“0/高阻”，第一三极管Q2和第二三极管Q3关闭，开关管T1关断；电池BT1不能通过开关管T1和二极管D1给电源芯片U1供电，CPU处理器U2不工作。

光炫开启，撕下光炫贴膜4，智能水杯处于光照环境下，光敏三极管Q1开通，开关管T1导通；电池BT1通过二极管D1给电源芯片U1供电，CPU处理器U2带电工作；CPU处理器U2工作后，将控制脚IO1的输出为“1”，保持第一三极管Q2和第二三极管Q3一直导通，开关管T1导通，电池BT1一直通过二极管D1给电源芯片U1供电。

本实用新型中，光开启器件7为光敏三极管Q1，利用其无光照射时完全关断的特性，使开关管T1处于完全关断的状态，极致的节省电池BT1的能量。利用其无光照射时完全关断的特性，再通过水检测传感器U3辅以检测杯中是否有水，可以完成飞行登机前的预置操作。其具体实现方法或手段是：在监测到无光/微弱光照的情况下，再辅以检测杯中是否有水，此两个条件作为登机前的预置条件，同时来解决登上飞机前的自动关机触发，避免跟晚间使用智能杯的场景重叠；即在监测到无光/微弱光照的情况下，同时检测到杯中无水，则是快速提前关闭处理器的光开启保持，使开关管T1处于关断状态，从而使智能杯快速进入关机状态。

本实用新型所采用方法的特征是：不采用硬件按钮开关，有光照才会开启电源，关闭电源是通过CPU处理器U2控制，符合普通人的使用习惯或贴近普通人的使用习惯。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种可自动开启或关断电源的光启动智能水杯，包括水杯内胆及水杯外壳，所述水杯内胆与所述水杯外壳之间设置有电路板，所述电路板上设置有CPU处理器、电池和水检测传感器，其特征在于：所述电路板上还设置有光开启/关断电路，所述光开启/关断电路包括光开启器件、开关管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、二极管和电源芯片，所述光开启器件为光敏三极管，所述水杯外壳设置有透明的玻璃窗，所述光敏三极管安装在所述玻璃窗处，所述电池的负极、所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的发射极、所述第五电阻的第一端和所述CPU处理器的接地端均接地，所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接并接地，所述第二电容的第一端同时与所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端和所述电源芯片的VSS端口连接并接地，所述电池的正极同时与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述开关管的源极连接，所述第一电阻的第二端与所述光敏三极管的的集电极连接，所述光敏三极管的发射极同时与所述第三电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述第一三极管的基极和所述CPU处理器的AD_IN0端口连接，所述第一三极管的集电极同时与所述第二电阻的第二端、所述开关管的栅极和所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述CPU处理器的IO1端口连接，所述开关管的漏极同时与所述第四电阻的第一端和所述二极管的正极连接，所述第四电阻的第二端同时与所述第五电阻的第二端和所述CPU处理器的AD_IN1端口连接，所述二极管的负极同时与所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述电源芯片的CE端口和所述电源芯片的Vin端口连接，所述电源芯片的Vout端口与所述CPU处理器的VCC端口连接，所述 CPU处理器的IO2端口与所述水检测传感器的信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的可自动开启或关断电源的光启动智能水杯，其特征在于：所述水杯外壳上贴有用于遮挡所述玻璃窗的光炫贴膜。

3.根据权利要求1所述的可自动开启或关断电源的光启动智能水杯，其特征在于：所述电路板通过三防漆层处理后固定在所述水杯内胆的底部。