CN209653627U - 一种基于无线充电电路的智能锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线充电电路的智能锁，涉及电子智能锁领域；其包括智能锁本体和设置在智能锁本体上的控制组件，控制组件包括单片机、触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池，触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池分别与单片机电性连接，控制组件还包括A/D采集电路和无线充电电路，无线充电电路输入端连接单片机，输出端连接电池，A/D采集电路输入端连接电池，输出端连接单片机，用于检测电量后进行无线充电。本实用新型设置A/D采集电路和无线充电电路，定时检测电量和进行无线充电，避免因电池低电量导致无法锁门或者锁死的缺点，达到了保证供电稳定和充足，提高智能锁的安全性和实用性的效果。

Description

一种基于无线充电电路的智能锁

技术领域

本实用新型涉及电子智能锁领域，尤其是一种基于无线充电电路的智能锁。

背景技术

传统的机械锁具不断更新，其功能逐渐完善和优化，但是，随着科技的发展，现有的传统机械锁具已经不能满足现代人们对锁具高可靠性、高安全性、信息化、智能化的要求，因此智能锁应运而生，智能锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具，同时使门禁系统中锁门的执行部件。现有的智能锁分为三类，一、用户ID识别类，如指纹锁、虹膜识别门禁等，采用生物识别技术，安全性高，不存在丢失损坏；但不方便配置，成本高；二、非接触类，如磁卡、射频卡，安全性较高，塑料材质，配置携带较方便，价格低廉；三、接触类，如TM卡，安全性很高，不锈钢材质，配置携带极为方便，价格较低；现有的智能锁根据使用的地点、场景等需求，功能逐渐完善，但是现有的智能锁若采用电池供电，则存在供电不足时，智能锁无法正常工作即无法完成基本的锁门的功能或者直接锁死，可能对用户的人身安全和财产安全造成了极大的威胁，也可能造成生活上的不便，因此，需要一种智能锁可以解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种基于无线充电电路的智能锁，解决了现有的智能锁采用电池供电在电量不足时导致无法锁门或者锁死，从而导致其安全性和实用性差的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于无线充电电路的智能锁，包括智能锁本体和设置在智能锁本体上的控制组件，所述控制组件包括单片机、触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池，所述触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池分别与单片机电性连接，所述控制组件还包括A/D采集电路和无线充电电路，所述无线充电电路输入端连接单片机，输出端连接电池，所述A/D采集电路输入端连接电池，输出端连接单片机，用于检测电量后进行无线充电。

优选地，所述无线充电电路包括充电芯片、分别与充电芯片连接的滤波电路、电流调节电路和用于防止电池电流倒灌烧毁设备的保护电路。

优选地，所述无线充电电路设置有输入端、输出端和充电输入端，所述保护电路包括PMOS管Q1和PMOS管Q2；保护电路与充电芯片U1的电路连接如下：PMOS管Q1的1脚连接充电芯片U1的8脚，PMOS管Q1的3脚连接输出端，PMOS管Q1的2脚连接PMOS管Q2的2脚，PMOS管Q2的3脚连接输入端，PMOS管Q2的1脚连接充电芯片U1的8脚；PMOS管Q2的3脚还连接充电芯片U1的9脚后连接电容C10后接地。

优选地，所述控制组件还包括用于实现电气隔离的驱动电路，所述单片机、驱动电路和电磁执行器顺次电性连接。

优选地，所述驱动电路包括电源滤波电路、隔离电路和放大电路，所述单片机连接隔离电路后分别连接电源滤波电路和放大电路，所述放大电路还连接电源滤波电路和电磁执行器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型设置A/D采集电路定时采集电池电量情况，单片机根据设定的电量阈值和采集的数值进行比较、分析，判断是否需要无线充电，保证电源供电，避免因电池低电量导致无法锁门或者锁死的缺点，达到了保证供电稳定和充足，提高智能锁的安全性和实用性的效果；

2.本实用新型的无线充电电路包括保护电路，保护电路中通过PMOS管的导通与截止控制充电芯片与外界的通断，防止电流倒灌，实现安全无线充电，利于实现保证供电充足，提高智能锁的安全性和实用性；

3.本实用新型还设置驱动电路控制电磁执行器，实现电气隔离，保证控制的稳定性，提高智能锁的实用性。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的系统框图；

图2是本实用新型的无线充电电路图；

图3是本实用新型的驱动电路图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1-3对本实用新型作详细说明。

本申请解决的技术问题：解决现有的智能锁采用电池供电在电量不足时导致无法锁门或者锁死，从而导致其安全性和实用性差的问题；

解决的技术手段：一种基于无线充电电路的智能锁，包括智能锁本体和设置在智能锁本体上的控制组件，控制组件包括单片机、触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池，触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池分别与单片机电性连接，控制组件还包括A/D采集电路和无线充电电路，无线充电电路输入端连接单片机，输出端连接电池，A/D采集电路输入端连接电池，输出端连接单片机，用于检测电量后进行无线充电。

无线充电电路包括充电芯片、分别与充电芯片连接的滤波电路、电流调节电路和用于防止电池电流倒灌烧毁设备的保护电路。

无线充电电路设置有输入端、输出端和充电输入端，保护电路包括PMOS管Q1和PMOS管Q2；保护电路与充电芯片U1的电路连接如下：PMOS管Q1的1脚连接充电芯片U1的8脚，PMOS管Q1的3脚连接输出端，PMOS管Q1的2脚连接PMOS管Q2的2脚，PMOS管Q2的3脚连接输入端，PMOS管Q2的1脚连接充电芯片U1的8脚；PMOS管Q2的3脚还连接充电芯片U1的9脚后连接电容C10后接地。

控制组件还包括用于实现电气隔离的驱动电路，单片机、驱动电路和电磁执行器顺次电性连接。

驱动电路包括电源滤波电路、隔离电路和放大电路，单片机连接隔离电路后分别连接电源滤波电路和放大电路，放大电路还连接电源滤波电路和电磁执行器。

产生的技术效果：本实用新型设置A/D采集电路定时采集电池电量情况，单片机根据设定的电量阈值和采集的数值进行比较、分析，判断是否需要无线充电，保证电源供电，避免因电池低电量导致无法锁门或者锁死的缺点，达到了保证供电稳定和充足，提高智能锁的安全性和实用性的效果。

实施例1

一种基于无线充电电路的智能锁，包括智能锁本体和设置在智能锁本体上的控制组件，控制组件包括单片机、触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池，触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池分别与单片机电性连接，控制组件还包括A/D采集电路和无线充电电路，无线充电电路输入端连接单片机，输出端连接电池，A/D采集电路输入端连接电池，输出端连接单片机，用于检测电量后进行无线充电。智能锁初次使用时需要设定对应的电量提醒的阈值、检测间隔时间以及设定的密码，用户通过触屏输入密码，单片机将输入的密码与存储的密码相比较，若匹配，则触发声光提醒电路进行开锁成功的闪烁提示和声音提醒，同时触发驱动电路驱动电磁执行器，打开锁具；若不匹配，则进行开锁不成功的闪烁提示和声音提醒；A/D采集电路按设定的检测间隔时间采集电池的电流和电压，根据电流电压计算电量，将检测电量与设定电量提醒阈值相比较，若检测电量高于设定电量提醒阈值，则不进行无线充电，若低于，则单片机触发无线充电电路，将无线线圈的底座放置在智能锁上，无线充电电路的充电输入端与其接触，进行无线充电，底座与智能锁通过两个线圈耦合进行能量的传递，交流电在充电底座线圈上产生变化的磁场，变化的磁场在智能锁上的线圈上产生感应电动势，该电动势经过充电芯片的一系列(滤波、电压电流调整)处理后输出稳定的电压对电池进行充电。单片机采用STM32系列，触屏采用TFT彩屏，A/D采集电路采用的芯片型号为LTC2145，声光报警电路采用通用的声光报警电路，其中采用的扬声器型号为LS100，LED采用普通的发光二极管即可，声光报警电路的声音报警电路如图3所示，输入端连接单片机引脚如P3.1后经由电阻R3连接运放U3A的正相输入端，电阻R3还连接电阻R4后接地，运放U3A的反相输入端接地，运放U3A的输出端经由电容C7连接扬声器一端，扬声器另一端连接串联连接的电阻R8和电容C8后连接运放U3A的输出端，运放采用LM系列均可，无线充电电路如实施例2所示，因此，智能锁的控制组件通过确定的型号的器件可清楚地获取控制组件的电路图，本领域技术人员可根据记载清楚地实现本申请的技术方案。本实用新型设置A/D采集电路定时采集电池电量情况，单片机根据设定的电量阈值和采集的数值进行比较、分析，判断是否需要无线充电，保证电源供电，避免因电池低电量导致无法锁门或者锁死的缺点，达到了保证供电稳定和充足，提高智能锁的安全性和实用性的效果。

实施例2

无线充电电路包括充电芯片、分别与充电芯片连接的滤波电路、电流调节电路和用于防止电池电流倒灌烧毁设备的保护电路；无线充电电路设置有输入端、输出端和充电输入端。

保护电路包括PMOS管Q1和PMOS管Q2；保护电路与充电芯片U1的电路连接如下：PMOS管Q1的1脚连接充电芯片U1的8脚，PMOS管Q1的3脚连接充电器输出端，PMOS管Q1的2脚连接PMOS管Q2的2脚，PMOS管Q2的3脚连接USB充电输入端，PMOS管Q2的1脚连接充电芯片U1的8脚；PMOS管Q2的3脚还连接充电芯片U1的9脚后连接电容C10后接地。

滤波电路一端连接充电输入端，另一端连接充电芯片U1引脚。滤波电路包括电容C82、电容C81、电容C83、电容C86、电容C88、电容C87、电容C89、电容C91、电容C90、电容C91、电容C84和电容C85，电容C86、电容C88、电容C87并联的一端连接充电输入端的1脚，并联的另一端连接并联的电容C82、电容C81、电容C83的一端，还连接充电芯片U1的2引脚，并联的电容C82、电容C81、电容C83的另一端分别连接充电芯片U1的5、6、3引脚，充电输入端的2脚连接并联的电容C89、电容C91、电容C90的一端，其另一端分别连接充电芯片U1的17、15、16引脚，充电芯片U1的19引脚还连接充电输入端的2脚，还连接电容C85至充电芯片U1的2引脚，还连接电容C84至充电芯片U1的2引脚。

电流调节电路包括电阻R69、电阻R68和电容C20，其与充电芯片U1的电路连接如下：充电芯片U1的12引脚通过电阻R68连接充电芯片U1的14引脚，电阻R68与电阻R69串联连接后接地，充电芯片U1的14引脚还连接与电阻R69并联的电容C20后接地，充电芯片U1的1引脚和20引脚均接地。

充电芯片U1采用的型号为BQ51013B，PMOS管采用IRLML6402，电容均采用无极性瓷片电容，电容C10大小为1uf，电容C82大小为470nf，电容C81大小为22nf，电容C83大小为10nf，电容C86大小为68nf，电容C88大小为47nf，电容C84大小为1.8nf，电容C85大小为100nf，电容C20大小为100nf，电阻R68大小为33欧姆，电阻R69大小为187欧姆。

工作原理：

保护电路工作原理：需要无线充电时，无线充电底座接触充电输入端时，单片机给输入端低电平时，充电芯片9引脚得到低电平，芯片内部经过逻辑处理使8引脚输出高电平，两个PMOS管只有一个导通无法形成通路，充电芯片输出端与输入端进行隔离，防止电流倒灌，进行无线充电。无线充电电路包括保护电路，保护电路中通过PMOS管的导通与截止控制充电芯片与外界的通断，防止电流倒灌，实现安全无线充电，利于实现保证供电充足，提高智能锁的安全性和实用性。

实施例3

驱动电路包括电源滤波电路、隔离电路和放大电路，单片机连接隔离电路输入端，隔离电路输出端分别连接电源滤波电路和放大电路输入端，放大电路输出端连接电源滤波电路和电磁执行器。电源滤波电路包括3.3V电源滤波电路和12V电源滤波电路，隔离电路输出端连接3.3V电源滤波电路，12V电源滤波电路连接放大电路输出端。放大电路包括三极管Q1，型号为NPN8050，隔离电路包括光电耦合器，其型号为ULN2003ADR，通过设置隔离和滤波，实现稳定驱动电磁执行器，保证控制的稳定性，提高智能锁的实用性。

Claims (5)

1.一种基于无线充电电路的智能锁，包括智能锁本体和设置在智能锁本体上的控制组件，所述控制组件包括单片机、触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池，所述触屏、电磁执行器、声光提醒电路和电池分别与单片机电性连接，其特征在于：所述控制组件还包括A/D采集电路和无线充电电路，所述无线充电电路输入端连接单片机，输出端连接电池，所述A/D采集电路输入端连接电池，输出端连接单片机，用于检测电量后进行无线充电。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线充电电路的智能锁，其特征在于：所述无线充电电路包括充电芯片、分别与充电芯片连接的滤波电路、电流调节电路和用于防止电池电流倒灌烧毁设备的保护电路。

3.根据权利要求2所述的一种基于无线充电电路的智能锁，其特征在于：所述无线充电电路设置有输入端、输出端和充电输入端，所述保护电路包括PMOS管Q1和PMOS管Q2；保护电路与充电芯片U1的电路连接如下：PMOS管Q1的1脚连接充电芯片U1的8脚，PMOS管Q1的3脚连接输出端，PMOS管Q1的2脚连接PMOS管Q2的2脚，PMOS管Q2的3脚连接输入端，PMOS管Q2的1脚连接充电芯片U1的8脚；PMOS管Q2的3脚还连接充电芯片U1的9脚后连接电容C10后接地。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线充电电路的智能锁，其特征在于：所述控制组件还包括用于实现电气隔离的驱动电路，所述单片机、驱动电路和电磁执行器顺次电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线充电电路的智能锁，其特征在于：所述驱动电路包括电源滤波电路、隔离电路和放大电路，所述单片机连接隔离电路后分别连接电源滤波电路和放大电路，所述放大电路还连接电源滤波电路和电磁执行器。