CN213069614U - 一种智能暖手宝控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能暖手宝控制电路，属于电子电路领域。本实用新型包括MCU控制模块、触摸感应采集模块、加热模块、电源模块，其中，所述MCU控制模块的输入端与触摸感应采集模块的输出端相连，所述触摸感应采集模块的输入端与智能暖手宝的触摸外壳相连，所述加热模块的输入端与MCU控制模块的输出端相连，所述电源模块为整个控制电路供电。本实用新型的有益效果为：增加触摸感应采集模块，采集人体触摸信号，控制智能暖手宝的开关，相比较硬件开关，更加省电节能，在很大程度上也延长了产品的使用寿命。

Description

一种智能暖手宝控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种电子电路，尤其涉及一种智能暖手宝控制电路。

背景技术

暖手宝由于其便于携带，保暖效果好，在冬天是必不可少的保暖佳品，但是，传统暖手宝都是通过机械按键开关控制产品开关，需要使用功能的时候，需要手动打开开关，暖手宝开始工作。产品在开启工作时候，必须记得主动关闭开关才能使产品关闭。如果取暖过程中断，没有及时通过机械开关关闭产品，暖手宝会一直工作，直至电池能量耗尽。再使用时，就需要重新充电，这样就给操作者带来不便。此外，反复充放电，也会影响产品的使用寿命，此外也不利于节能环保。

实用新型内容

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种智能暖手宝控制电路。

本实用新型包括MCU控制模块、触摸感应采集模块、加热模块、电源模块，其中，所述MCU控制模块的输入端与触摸感应采集模块的输出端相连，所述触摸感应采集模块的输入端与智能暖手宝的触摸外壳相连，所述加热模块的输入端与MCU控制模块的输出端相连，所述电源模块为整个控制电路供电。

本实用新型作进一步改进，还包括与MCU控制模块相连的温度检测模块，所述温度检测模块的输出端与MCU控制模块输入端相连。

本实用新型作进一步改进，所述加热模块为能够调节加热功率的加热功率控制模块，包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的G极与MCU控制模块控制端相连，所述MOS管Q1的D极接发热装置接口的引脚1,所述MOS管Q1的S极接地，所述发热装置接口的引脚2接电源。

本实用新型作进一步改进，所述MCU控制模块包括控制芯片U1，及与控制芯片U1相连的轻触开关SW1和拨码开关S1，其中，所述轻触开关SWI的一端接地，另一端接控制芯片U1的引脚14，所述拨码开关S1的常接引脚2为触摸感应采集模块提供电源，所述拨码开关S1的选择引脚1接电源，另一个选择引脚3接地。

本实用新型作进一步改进，所述触摸感应采集模块包括触摸采集芯片U2，所述触摸采集芯片U2设有1个以上的输入引脚，用于采集触摸信号，所述触摸采集芯片U2还设有与输入引脚数量相同的输出引脚，所述输出引脚与MCU控制模块的控制芯片U1输入端相连。

本实用新型作进一步改进，所述触摸感应采集模块还包括模式选择单元，所述模式选择单元包括电阻R2、电阻R3，所述触摸采集芯片U2的电源引脚3通过电阻R3接拨码开关S1的常接引脚2，所述控制芯片U1的引脚7通过电阻R2接电阻R3和拨码开关S1的常接引脚2之间，控制芯片U1通过电阻R2检测触摸采集芯片U2供电状态。电阻R3是经过机械拨码开关S1控制给触摸采集芯片U2供电，有两个目的：一个就是可以在非智能模式情景下，关闭触摸设计，节省电能；另一个就是可以让触摸传感基准具备复位功能。触摸模块每次上电会根据触摸输入环境，以上电时刻为初始电容值为基准值，当人体触摸时，产生变化的电容感应差值来判定感应有效。电阻R2用于检测触摸供电状态，通过检测到触摸模块供电的高电平，给控制芯片U1一个信号判定为智能模式开启，产品工作程序可以切换到智能模式工作。

本实用新型作进一步改进，所述MCU控制模块还包括状态指示单元，所述状态指示单元的输入端与控制芯片U1的输出端相连。

本实用新型作进一步改进，所述状态指示单元为显示数码管和/或LED指示灯。

本实用新型作进一步改进，还包括与电源模块相连的接口模块，所述接口模块包充电接口及放电接口。

本实用新型作进一步改进，所述电源模块包括充电与升压管理单元及锂电保护单元，所述充电与升压管理单元包括电源芯片U5，所述电源芯片U5的引脚8分别与充电接口和放电接口的电源引脚相连，引脚5通过电阻接电池电源，引脚7和引脚2分别接MCU控制模块；所述锂电保护单元与电池相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在传统暖手宝的电路基础上增加了人手触摸感应采集模块，可以通过采集人手的电容触摸信号，当人手触摸时，开始工作，当控制主板检测到人手离开产品后，会主动关闭，停止其工作，从而能更多可能性地节省电能。由于能减少操作就能达到机械按键操作的目的，使产品在使用上更加简便，增加了产品体验好感。更加节能环保，在很大程度上也延长了产品的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型电路框图；

图2为MCU控制模块电路原理图；

图3为触摸感应采集模块电路原理图；

图4为温度传感器和加热功率控制模块电路原理图；

图5为控制主板的接口电路原理图；

图6为电源模块电路原理图

图7为采用本实用新型的智能暖手宝一实施例结构示意图；

图8为图7实施例中金属膜结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型智能暖手宝控制电路包括MCU控制模块、触摸感应采集模块、加热模块、电源模块，其中，所述MCU控制模块的输入端与触摸感应采集模块的输出端相连，所述触摸感应采集模块的输入端与智能暖手宝的触摸外壳相连，所述加热模块的输入端与MCU控制模块的输出端相连，所述电源模块为整个控制电路供电。

如图1和图4所示，本例还包括与MCU控制模块相连的温度传感器NTC，所述温度传感器NTC的输出端与MCU控制模块输入端相连。

本例的加热模块为能够调节加热功率的加热功率控制模块，包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的G极与MCU控制模块控制端相连，所述MOS管Q1的D极接发热装置接口的引脚1,所述MOS管Q1的S极接地，所述发热装置接口的引脚2接电源。当然，本例的加热模块也可以为不能调节加热功率的加热模块，当然，本例的加热模块也可以为不能调节加热功率的加热模块。实现传统智能暖手宝制暖功能。

如图2所示，本例MCU控制模块包括控制芯片U1，及与控制芯片U1相连的轻触开关SW1和拨码开关S1，其中，所述轻触开关SWI的一端接地，另一端接控制芯片U1的引脚14，所述拨码开关S1的常接引脚2为触摸感应采集模块提供电源，所述拨码开关S1的选择引脚1接电源，另一个选择引脚3接地。所述轻触开关SW1实现传统的通过机械开关按键控制智能暖手宝的开关。通过拨码开关S1，能够控制触摸智能模式的开启或关闭。所述MCU控制模块还包括状态指示单元，所述状态指示单元的输入端与控制芯片U1的输出端相连。本例的所述状态指示单元为显示数码管，可以指示电池电量或当前暖手宝的外壳温度。本例的状态指示单元还可以设置为1个以上的LED指示灯。

如图3所示，所述触摸感应采集模块包括触摸采集芯片U2，所述触摸采集芯片U2设有1个以上的输入引脚，用于采集触摸信号，所述触摸采集芯片U2还设有与输入引脚数量相同的输出引脚，所述输出引脚与MCU控制模块的控制芯片U1输入端相连。

如图7和8所示，因本例的智能暖手宝的金属膜10有两部分组成，本例的触摸感应采集模块包括触摸采集芯片U2，所述触摸采集芯片U2的输入引脚5与第一金属膜101相连，输入引脚6与第二金属膜102相连，所述触摸采集芯片U2的输出引脚8与MCU控制模块的控制芯片U1的引脚2相连，所述触摸采集芯片U2的输出引脚7与MCU控制模块的控制芯片U1的引脚3相连。因本例导热外壳的数量为两个，对称设置在所述中框壳体的两侧，所述触摸外壳同样为2个，并联设置，2个触摸外壳的输出端都同时与所述触摸采集芯片U2的两个输入引脚相连。

当然，如果本例的金属膜10为一个整体，本例的触摸采集芯片U2的两个输入引脚也可以分别接两面的两个金属膜10，从而能够采集到单面的触摸信号，控制单面的发热片2工作，更加节能省电。作为本实用新型的另一个实施例，本例还可以同时接触摸采集芯片U2的同一个输入引脚。

本例触摸感应采集模块还包括模式选择单元，所述模式选择单元包括电阻R2、电阻R3，所述触摸采集芯片U2的电源引脚3通过电阻R3接拨码开关S1的常接引脚2，所述控制芯片U1的引脚7通过电阻R2接电阻R3和拨码开关S1的常接引脚2之间，控制芯片U1通过电阻R2检测触摸采集芯片U2供电状态。

本例的电阻R3是经过机械拨码开关S1控制给触摸采集芯片U2供电，有两个目的：一个就是可以在非智能模式情景下，关闭触摸设计，节省电能；另一个就是可以让触摸传感基准具备复位功能。触摸模块每次上电会根据触摸输入环境，以上电时刻为初始电容值为基准值，当人体触摸时，产生变化的电容感应差值来判定感应有效。而产品本身会根据组装或者放置环境有一定变化误差，如果触摸设计一直通着电，那么在组装过程就决定了环境初始值，这样触摸的感应电容差值就会不确定，在实际使用中会增加灵敏度失灵的可能性。

本例电阻R2用于检测触摸供电状态，通过检测到触摸模块供电的高电平，给控制芯片U1一个信号判定为智能模式开启，产品工作程序可以切换到智能模式工作。

本例温度传感器为2个，两个电路图相同，此处为其中1个电路，所示温度传感器的输出端接主控芯片U1的引脚5，另外一个接主控芯片U1的引脚6。

本例的加热功率控制模块同时控制两个发热片2的加热及功率调节，两个发热片分别与接口HOT1和HOT2相连。

如图5所示，还包括与电源模块相连的接口模块，所述接口模块包充电接口及放电接口。其中，所述第一接口USB1为TYPE-C母座，所示第二接口USB2为普通USB接口母座，其中一个为对电池进行充电的充电口，另一个为外部设备提供电源的放电口，充当充电宝，使用更加方便。

如图6所示，所述电源模块包括充电与升压管理单元及锂电保护单元，所述充电与升压管理单元包括电源芯片U5，所述电源芯片U5的引脚8分别与充电接口和放电接口的电源引脚相连，引脚5通过电阻接电池电源，引脚7和引脚2分别接MCU控制模块；所述锂电保护单元与电池相连。提供锂电池保护，防止其过度充电或放电，从而更好的保护电池性能。

如图7和8所示，作为本实用新型应用的一个实施例智能暖手宝，本实用新型在传统暖手宝的基础上增加了人手触摸识别功能，具体的，本例智能暖手宝包括壳体，所述壳体包括由中框4及中框盖7围合的中框壳体及与所述中框壳体固定连接的导热外壳，所述中框壳体内设有控制主板5和电池6，所述导热外壳内侧设有与控制主板5输出端相连的发热片2，本例的中框壳体为绝缘材质，比如塑胶材质，导热外壳为能够感应人手触摸的触摸外壳，所述触摸外壳的输出端通过信号线与控制主板5输入端相连。通过中框壳体，将热源与控制主板隔离，从而防止热源进入中框内，影响暖手宝的性能。

本实用新型在传统暖手宝的基础上增加了人手触摸识别功能，可以通过采集人手的电容触摸信号，当人手触摸时，开始工作，当控制主板检测到人手离开产品后，会主动关闭，停止其工作，从而能更多可能性地节省电能。由于能减少操作就能达到机械按键操作的目的，使产品在使用上更加简便，增加了产品体验好感。更加节能环保，在很大程度上也延长了产品的使用寿命。

本例还包括固定在所述中框4上靠近导热外壳的一面，检测头紧贴导热外壳设置，用于检测导热外壳温度的温度传感器3，所述温度传感器3的输出端通过穿过中框上的导线孔的导线与控制主板5的输入端相连。当检测到导热外壳的温度达到或超过设定温度时，控制主板控制发热片停止工作，或者减小加热功率。

在本例的中框4的侧面，还开有开关口和接口通孔，所述控制主板上还设有电源接口和开关8，所述电源接口与接口通孔对应设置，所述开关8设置在所述开关口内。

本例的触摸外壳非包括非金属导热外壳9，并且在所述非金属导热外壳9内侧或外侧设置金属膜10，所述金属膜10与控制主板的输入端相连。本例的金属膜10起温度均衡传导和触摸信号传感采集的作用，从而使本例暖手宝具有触摸感应功能。所述金属膜10包括第一金属膜101和第二金属膜102，所述第二金属膜102设置在所述第一金属膜101的外围，所述第一金属膜101和第二金属膜102串接在所述控制主板输入端。把单个整体金属膜的组成面积分成两块金属膜组成，外壳两面的内部都安装，两面的2个PAD在电路中是并联；如果是真实的人手握住，就会同时接触第一金属膜101和第二金属膜102，从而只有同时接触第一金属膜101和第二金属膜102，才能开启本实用新型智能暖手宝，这样就能够有效解决了单个手指等点触碰误触发的问题。优选两者非同一平面设置，避免了同一平面接触导电质而开启的几率。

本例的工作原理为：

电池能量通过电路主板控制，再从发热片2把电能转换成热能，经过导热外壳传导，人就能得到发热的体验；发热片2具体发热的温度，通过NTC温度传感器采集反馈回控制主板，使发热的温度可控，人在使用暖手时就体验更好。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能暖手宝控制电路，其特征在于：包括MCU控制模块、触摸感应采集模块、加热模块、电源模块，其中，所述MCU控制模块的输入端与触摸感应采集模块的输出端相连，所述触摸感应采集模块的输入端与智能暖手宝的触摸外壳相连，所述加热模块的输入端与MCU控制模块的输出端相连，所述电源模块为整个控制电路供电。

2.根据权利要求1所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：还包括与MCU控制模块相连的温度检测模块，所述温度检测模块的输出端与MCU控制模块输入端相连。

3.根据权利要求2所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：所述加热模块为能够调节加热功率的加热功率控制模块，包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的G极与MCU控制模块控制端相连，所述MOS管Q1的D极接发热装置接口的引脚1,所述MOS管Q1的S极接地，所述发热装置接口的引脚2接电源。

4.根据权利要求1-3任一项所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：所述MCU控制模块包括控制芯片U1，及与控制芯片U1相连的轻触开关SW1和拨码开关S1，其中，所述轻触开关SWI的一端接地，另一端接控制芯片U1的引脚14，所述拨码开关S1的常接引脚2为触摸感应采集模块提供电源，所述拨码开关S1的选择引脚1接电源，另一个选择引脚3接地。

5.根据权利要求4所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：所述触摸感应采集模块包括触摸采集芯片U2，所述触摸采集芯片U2设有1个以上的输入引脚，用于采集触摸信号，所述触摸采集芯片U2还设有与输入引脚数量相同的输出引脚，所述输出引脚与MCU控制模块的控制芯片U1输入端相连。

6.根据权利要求5所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：所述触摸感应采集模块还包括模式选择单元，所述模式选择单元包括电阻R2、电阻R3，所述触摸采集芯片U2的电源引脚3通过电阻R3接拨码开关S1的常接引脚2，所述控制芯片U1的引脚7通过电阻R2接电阻R3和拨码开关S1的常接引脚2之间，控制芯片U1通过电阻R2检测触摸采集芯片U2供电状态。

7.根据权利要求4所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：所述MCU控制模块还包括状态指示单元，所述状态指示单元的输入端与控制芯片U1的输出端相连。

8.根据权利要求7所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：所述状态指示单元为显示数码管和/或LED指示灯。

9.根据权利要求1-3任一项所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：还包括与电源模块相连的接口模块，所述接口模块包括充电接口及放电接口。

10.根据权利要求9所述的智能暖手宝控制电路，其特征在于：所述电源模块包括充电与升压管理单元及锂电保护单元，所述充电与升压管理单元包括电源芯片U5，所述电源芯片U5的引脚8分别与充电接口和放电接口的电源引脚相连，引脚5通过电阻接电池电源，引脚7和引脚2分别接MCU控制模块；所述锂电保护单元与电池相连。

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