CN213638073U - 一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于音箱技术领域，公开了一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱，蓝牙音箱本体内部固定有主控芯片，主控芯片分别与灯带、霍尔传感器、无线套件、功放芯片、单片机、语音识别芯片和蓝牙模块电连接。本实用新型中将无线供电模块和磁悬浮相结合，对新一代年轻人来说体现了很大的便利性，结合蓝牙模块的使用，摆脱了线的束缚，结合语音模块，更便利年轻人生活。本实用新型的创新除了实现了磁悬浮更在于完成了浮子的无线充电和通过动作浮子完成与音响的交互。这样不仅“科技感”十足，更可以避免音箱与不同材质界面接触而发出不同程度的共振噪音，让音箱的音质更纯净。本实用新型集科技性，功能性，娱乐性，装饰性实用性为一体。

Description

一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱

技术领域

本实用新型属于音箱技术领域，尤其涉及一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱。

背景技术

目前，在繁忙的都市生活中，音乐成为了年轻人不可或缺的一样的东西，随着市场上推出音箱越来越多，磁悬浮音箱也应用而生，目前市面上常见的磁悬浮式音箱，运用磁悬浮的科学手段，也就是磁路定律和磁场区域产生磁力的动力学原理，由控制器和执行器两部分而组成。只要让磁场方向和上方的磁铁几何重心保护在一条直线上，且此时的磁力和上方的磁铁的重力相同时，即可让上方的特体悬浮在空中某一点，这种磁悬浮音箱有一定的娱乐性；但缺乏实用性方面用途，一般用户使用一阶段新鲜感过后就丢到一边，使得这种产品有一种华而不实感，也不利于一个新技术的延续性拓展。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的音箱缺乏实用性方面用途，使得这种产品有一种华而不实感，也不利于一个新技术的延续性拓展。

解决以上问题及缺陷的难度为：如何让浮子保持在中心的位置悬挂，并且克服重力现象。如何让浮子悬挂的更加稳定，并且可以使其他的功能正常使用。台灯的和蓝牙音箱供电方式如何解决。浮子如何承受起台灯和蓝牙模块。

解决以上问题及缺陷的意义为：利用霍尔传感器在浮子正下方，检测浮子的位置，当检测到浮子向左运动时，两边的线圈一个吸一个拉，把它推向右；反之如果浮子想右运动，那么两个线圈的电流都反向，两边的线圈一个拉一个吸，把它推向右。总共两组共四个这样的线圈，就可以把浮子限制在二维平面之内了。但是线圈产生的力是比较小的，因此只能够推动浮子在水平面移动，要克服浮子的重力让它悬浮起来，就要在四个线圈下面再加一个大的环形磁铁提供斥力。为了让悬浮更加稳定，采用了PID控制的平衡算法，即比例-积分-微分控制。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或者得不到精确的数学模型时，其他的控制方法难以采用，那么控制器的结构和参数必须结合经验和现场调试来决定，在这种情况下采用PID调节最为方便。首先，比例控制是一种最简单的控制方式，就像胡克公式中的比例系数一样，当控制器的输出与输入信号成比例关系，那么就可以得到一个比例系数。其次，积分控制是指控制器的输出与输入的误差信号的积分有关。就如同电路中的电感元件，某个时刻的电压与电流的积分有关。类似的，有时候信号的输出必须综合之前信号的输入，而这种综合往往是求和关系，因此使用积分控制简单易行。最后，微分控制是指控制器的输出与输入信号的微分有关。最简单的微分关系就是速度是位矢的微分。我们在控制悬浮物的平衡时，光知道悬浮物偏离平衡位置的位移从而采用比例控制是不够的，对于同样的偏离位移，悬浮物可能有不同的速度，那么要求我们对悬浮物有不同的处理方法，而恰恰速度是位矢的微分，于是我们可以通过对位移输入数据进行微分操作，来实现对悬浮物的精确实时控制。可见，PID控制器是一种那个动态的控制机制。无线充电的台灯是无线线圈单独供电，以上就是实现下推式磁悬浮的基本原理，借助以上的基本原理，结合一定的软件算法实现，我就可以对悬浮物进行动态控制，二此贴上面的小灯颜色和声音大小也可以通过一定的程序实现。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱。

本实用新型是这样实现的，一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱，所述磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱设置有蓝牙音箱本体；

蓝牙音箱本体内部固定有主控芯片，主控芯片分别与RGB灯带、霍尔传感器、无线套件、功放芯片、单片机、LD3320语音识别芯片和蓝牙模块电连接；

所述主控芯片通过导线与电源模块连接，所述主控芯片进一步分别与电压比较器、滤波电容、稳压二极管连接，所述功放芯片采用PAM功放板，PAM功放板与扬声器电连接。

进一步，所述单片机为STC12C5A60S单片机，STC12C5A60S单片机的15，16拐角分别与晶振电路的两端相连接，复位电路与STC12C5A60S单片机4拐角相连接。

进一步，所述电源模块为无线供电模块，包括合规型发送器原型套件、收器原型套件和电源适配器。

进一步，所述RGB灯带设置有串口。

进一步，所述滤波电容设置有独石电容和瓷片电容。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：

(1)本实用新型当浮子浮起来之后，浮子语音播报已连接并且充电时候指示灯显示为绿色；配合两个灯带，当浮子不使用音箱功能时可以当作台灯来使用，灯光大小亮度可通过蓝牙模块和人实现人机互动；底部通电浮子受到磁铁的推力，当音量发生大小改变时，浮子可以根据音量大小上下移动，reg灯带的颜色发生改变，灯带颜色可以自己选择。浮子可以无线充电，当检测到电量不足时，浮子落下开始充电，不影响音乐的播放。本实用新型中主控芯片通过导线与电源模块连接，为主控芯片供电。本实用新型中主控芯片进一步分别与电压比较器、滤波电容、稳压二极管连接，电压比较器，用于设定好阈值以实现按压后将分流出的霍尔传感器的电压二分为高低电平已完成对单片机中断的产生。滤波电容由独石电容、瓷片电容组成负责过滤信号中的干扰，防止特别是蓝牙模块对功放的干扰。稳压二极管，用以防止下级电路对霍尔传感器造成影响。本实用新型中功放芯片采用PAM功放板，PAM功放板与扬声器电连接，把电信号转变为声信号。

(2)本申请中单片机为STC12C5A60S单片机，STC12C5A60S单片机的15，16拐角分别与晶振电路的两端相连接，复位电路与STC12C5A60S单片机4拐角相连接，用以控制各个器件的运行。

(3)本实用新型中电源模块为无线供电模块，方便进行充电。

(4)本申请中RGB灯带设置有串口，通过串口可以自由进行RGB发光，完成动态效果。

(5)本申请中滤波电容设置有独石电容和瓷片电容，滤波电容由独石电容、瓷片电容组成负责过滤信号中的干扰，防止特别是蓝牙模块对功放的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱结构示意图；

图中：1、电源模块；2、主控芯片；3、RGB灯带；4、霍尔传感器；5、无线套件；6、功放芯片；7、STC12C5A60S单片机；8、蓝牙模块；9、LD3320语音识别芯片。

图2是本实用新型实施例提供的L298N和线圈连接电路图。

图3是本实用新型实施例提供的STC12C5A60S原理图

图4本实用新型实施例提供的PWR插座连接C1和C2两个220u电容器连接电路图。

图5本实用新型实施例提供的CON6连接L298N驱动放大器在连接线圈电路图。

图6本实用新型实施例提供的LM3324运算放大器电路图。

图7本实用新型实施例提供的磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱的流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示，本实用新型中主控芯片2分别与RGB灯带3、霍尔传感器4、无线套件5、功放芯片6、STC12C5A60S单片机7和蓝牙模块8连接LD3320语音模块9；主控芯片2通过导线与电源模块1连接。同时本实用新型中主控芯片2进一步分别与电压比较器、滤波电容、稳压二极管连接。本实用新型由下方的磁铁提供基本推力，霍尔传感器4实时监测浮子的位置，线圈通电在XY轴上产生推吸的力量，将浮子保持在平衡位置。蓝牙模块8和功放元件以及单片机组成音乐控制模块。STC12C5A60单片机7和LD33209组成语音模块。霍尔元件和主控芯片2检测浮子的动作，完成浮子动作的检测和对音乐播放时灯光的控制。

如图2所示，本实用新型实施例提供的L298N和线圈连接电路为：一个L293D芯片和四个线圈(LX1、LX2、LY1、LY2),其中LX1和LX2串联，两端分别接L293D芯片的OUT2和OUT4口，LY1和LY2串联，两端分别接L293D芯片的OUT1和OUT3口.L293D芯片的IN1、IN2、IN3、IN4是输入端，EN2与VSS端向连接接入+5v电压，VS接入+12v电压。

如图3所示，本实用新型实施例提供的STC12C5A60S原理图。由STC12C560s2单片机，晶振电路以及复位按键电路组成。晶振电路的两端分别与单片机的15，16拐角相连接。复位电路与单片机的4拐角相连接。

如图4所示，本实用新型实施例提供的PWR插座连接C1和C2两个220u电容器连接电路图；

PWR插座连接C1和C2两个220u电容器，其中C1电压为12v，经过降压模块C2电压变为5V，连接到J5单片机上。

如图5所示，本实用新型实施例提供的CON6连接L298N驱动放大器在连接线圈电路图；

CON6连接L298N驱动放大器在连接线圈，其中p1.5端口1连接INT4,P1.3端口2连接INT3，P1.4端口3连接INT2INT2，P1.6端口4连接INT1，SENSEA和SENSEB是电流检测端不用时连接地线，端口5高电平连接ENB，端口6高电平连接ENA，OUT1,OUT2,OUT3,OUT四个输出端分别连接四个线圈。

如图6所示，本实用新型实施例提供的LM3324运算放大器电路图；R6为一个10K滑动变阻器，它主要是调节运放电路的基本电压，从而调整LM3324运算放大器，霍尔元器件，其中R1、R2、分别为5.1K电阻，R3、R4为100K电阻，电阻越小，运放电路的稳定性越高，从而霍尔信号也更加稳定。

如图7所示，本实用新型实施例提供的磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱工作方式为；当连接12V电源，打开开关，线圈开始工作，首先会初始化参数，其次传感器检测是否有浮子，当传感器检测到有浮子时，控制单片机完成相应的功能，当传感器没有检测到浮子时，会继续检测，直到检测到浮子为止，从而完成一系列功能。

下面结合实施例对本实用新型的技术方案作进一步的描述。

电源模块1为无线供电模块，包括1IDT15WQi合规型发送器原型套件(P9242-R-EVK)、收器原型套件(P9025AC-R-EVK)和电源适配器(12v2A)。

主控芯片2采用stm32f103芯片。

RGB灯带3，通过串口可以自由进行RGB发光，完成动态效果。

霍尔传感器4，负责获得浮子的位置，将浮子的磁场转化为电压值送给控制部分。

功放芯片6，采用PAM功放板，将自信号源的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音；并且PAM功放板与5w扬声器电连接，把电信号转变为声信号。

STC12C5A60S单片机7，负责灯带的驱动、adc的接受转换、浮子动作的判断、蓝牙播放歌曲的切换和暂停播放。

蓝牙模块8，负责歌曲的接收和播放。

语音控制模块9，负责完成语音交互和语音控制功能。

电压比较器，用于设定好阈值以实现按压后将分流出的霍尔传感器的电压二分为高低电平已完成对单片机中断的产生。

滤波电容由独石电容、瓷片电容组成负责过滤信号中的干扰，防止特别是蓝牙模块对功放的干扰。

稳压二极管，用以防止下级电路对霍尔传感器造成影响

本实用新型底端通电之后，音箱外围的RGB彩灯显示为绿色，并且语音播报已充电，当没有连接蓝牙时，本实用新型充当台灯使用，完成照明功能，灯光颜色可以通过非特定或特定人语音切换选择，当音箱连接蓝牙之后，蓝牙音箱部分悬浮起来，蓝牙音箱不仅可以播放音乐还具有语音播报和人机对话的功能，当音乐音量发生改变时，通过pwm波形改变电压电流大小进而控制音箱上下浮动，科技感十足。本实用新型中将无线供电模块和磁悬浮相结合，对新一代年轻人来说体现了很大的便利性，结合蓝牙模块的使用，摆脱了线的束缚，便利年轻人生活。本实用新型的创新除了实现了磁悬浮更在于完成了浮子的无线充电和通过动作浮子完成与音响的交互。这样不仅“科技感”十足，更可以避免音箱与不同材质界面接触而发出不同程度的共振噪音，让音箱的音质更纯净。本实用新型集科技性，功能性，娱乐性，装饰性实用性为一体。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱，其特征在于，所述磁悬浮无线充电交互式蓝牙音箱设置有：

蓝牙音箱本体；

蓝牙音箱本体内部固定有主控芯片，主控芯片分别与RGB灯带、霍尔传感器、无线套件、功放芯片、单片机、LD3320语音识别芯片和蓝牙模块电连接；

所述主控芯片通过导线与电源模块连接，所述主控芯片分别与电压比较器、滤波电容、稳压二极管连接，所述功放芯片采用PAM功放板，PAM功放板与扬声器电连接；

所述单片机为STC12C5A60S单片机，STC12C5A60S单片机的15，16拐角分别与晶振电路的两端相连接，复位电路与STC12C5A60S单片机4拐角相连接；

所述电源模块为无线供电模块，包括合规型发送器原型套件、收器原型套件和电源适配器；

所述RGB灯带设置有串口；

所述滤波电容设置有独石电容和瓷片电容。

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