一种智能水杯控制系统电路技术方案

一种智能水杯控制系统电路，包括主控制器电路、电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路；主控制器电路分别连接电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路。本实用新型专利技术一种智能水杯控制系统电路，基于低功耗且内置驱动器的单片机而设计，可以计算人们的饮水量，通过饮水提醒能实时显示饮水量、饮水时间；并提醒人们合理的饮水。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种控制系统电路，具体是一种智能水杯控制系统电路。
技术介绍
水是生命之源，每天2000mL以上的饮水才能保持身体水分平衡。然而，随着生活节奏的加快，许多人常常忘记饮水，等到想饮水的时候，身体内其实已经严重缺水。水杯是饮水常用的器具，而现有的水杯大都只有单纯的饮水功能，并没办法按时提醒人们饮水，使用者也不知道自己一天喝了多少水量，也不能知道自己的饮水量是否能达到自身健康要求。而目前现有技术中提出的智能水杯，主要是涉及到智能水杯结构上以及功能上的设计。
技术实现思路
本技术提供一种智能水杯控制系统电路，基于低功耗且内置驱动器的单片机而设计，可以计算人们的饮水量，通过饮水提醒能实时显示饮水量、饮水时间；并提醒人们合理的饮水。本技术采取的技术方案为：一种智能水杯控制系统电路，包括主控制器电路、电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路；主控制器电路分别连接电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路。所述电源管理控制电路包括R7F0C002单片机，R7F0C002单片机连接LCD控制器/驱动器，输出信号；所述电源管理控制电路包括两级DC/DC调整电路、IR6402型MOS管，初级DC/DC调整电路用于将温差发电片SP1848-27145产生的不规则电压，调整为最大2.7V给超级电容充电；次级DC/DC调整电路用于将超级电容电压调整为3.0V，给系统供电；IR6402型MOS管连接R7F0C002单片机；所述水温与水量采集电路包括J4接口、10K热敏电阻组成的半桥测量电路、A/D转换芯片HX711；所述J4接口用于连接桥式称重传感器模块；所述半桥测量电路用于测量水的温度，其中半桥测量电路中的稳压电源选用A/D转换芯片HX711内部集成的稳压电源输出；A/D转换芯片HX711内部有两路可选增益的差分输入通道，其中：128倍增益的通道A采集水量的变化；32倍增益的通道B采集水温变化，并将数据传给主控制器电路。所述饮水/倒水判断电路包括倾角开关U4、陀螺仪模块，倾角开关U4连接主控制器电路，主控制器电路连接陀螺仪模块。所述蜂鸣器驱动电路包括按键驱动电路、蜂鸣器，按键驱动电路连接蜂鸣器，所述按键驱动电路包括3个独立按键：SW1、SW2、SW3，用于完成各个任务的切换；默认状态下，按键输入为高电平，当有按键按下时，按键输入为低电平。所述R7F0C002单片机外接32.768KHz的晶振XT1；R7F0C002单片机ANI1引脚为A/D通道，用于采集超级电容的放电电压；R7F0C002单片机的ANI0引脚，用于采集基准电压模块电压；R7F0C002单片机的P147引脚，用于输入24位AD模块时钟信号；R7F0C002单片机的P146引脚，用于输入24位AD模块数据信号；R7F0C002单片机的P141引脚，用于控制蜂鸣器输出；R7F0C002单片机的P12引脚、P11引脚，分别为发送数据更改陀螺仪模块设置与接收陀螺仪模块输出数据。所述按键驱动电路中并联了0.1uF的电容。所述主控制器电路通过LCD接口电路连接LCD显示模块。本技术一种智能水杯控制系统电路，控制系统的电路电源由水杯内水温与室温温差发电与备用电池共同供电。根据超级电容的电压来判断是否开启备用电池供电；根据压力传感器和温度传感器可以分别测得此时水杯中的水量与温度；当闭合温度使能开关，温度超过人体所能正常饮用水的温度时，此时通过蜂鸣器产生警示信号；当闭合倾角开关时，若发现水杯倾斜角度超过100°时，则判断为倒水动作。此时通过压力传感器测量变化的水量用以计算使用人的饮水量，通过饮水提醒使能和时间/饮水总量显示，可以实时显示饮水量并提醒用户合理的饮水。附图说明图1为本技术的系统控制框图。图2为本技术的主控制器电路原理图；图3为本技术的电源管理控制电路图。图4为本技术的水温与水量采集电路图。图5为本技术的饮水/倒水判断电路图。图6为本技术的蜂鸣器驱动电路图。具体实施方式一种智能水杯控制系统电路，包括主控制器电路、电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路；主控制器电路分别连接电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路。所述主控制器电路通过LCD接口电路连接LCD显示模块。该控制系统主要包含以下几个任务：时间显示任务、时间设置任务、水温获取任务、水量获取任务、24小时内饮水累计任务、提醒温度设置任务、提醒时间设置任务、温度/时间提醒任务，自供电与备用电池供电切换任务。图2所示为主控制器电路原理图，本技术选用的为R7F0C002单片机，该单片机可以省期间，它具有集成LCD液晶驱动电路，省去外部LCD驱动电路；具有集成硬件RTC时钟，可以进行温度补偿，省去外部时钟电路；内存容量大，可满足各种功能要求；集成dataflash，可以省去外挂储存电路；宽电压工作，集成上下点检测电路，省去外部电源管理电路。主控制器电路外接32.768KHz的晶振，主控制器端口SEG0～SEG13、SEG17～SEG21、SEG23～SEG25与SEG31～SEG33连接LCD控制器/驱动器的信号输出。引脚ANI1为A/D通道，采集超级电容的放电电压；引脚ANI0采集基准电压模块电压；引脚P147输入24位AD模块时钟信号，引脚P146输入24位AD模块数据信号；引脚P141控制蜂鸣器输出。引脚P12、P11分别为发送数据更改陀螺仪模块MPU6050设置与接收陀螺仪模块MPU6050输出数据。图3为电源管理控制电路图，该电路采用两级DC/DC调整电路调整后给系统供电，采用BLB8530-30升压芯片，初级电压DC/DC调整电路将温差发电片产生的不规则电压调整为最大2.7V给超级电容充电；次级DC/DC调整电路将超级电容电压调整为3.0V，给系统供电。通过控制P沟道IR6402型MOS管来决定是否启用备用电池供电。当单片机检测到超级电容放电电压过低时，控制导通IR6402型MOS管，切换至备用电池供电，这时温差片产生的能量只用于超级电容充电，当超级电容电压达到系统供电要求时，切换为自供电模式。电路选用的温差发电片为SP1848-27145，其电参数如下：在温差20℃时，开路电压0.97V，发电电流为225mA；温差40℃时，开路电压1.8V，发电电流为368mA；温差60℃时，开路电压2.4V，发电电流为469mA；温差80℃时，开路电压3.6V，发电电流为558mA。图4为水温与水量采集电路图，电路是使用电阻应变片组成的桥式称重传感器测量水的重量，然后再转换成水的体积，如图中J4接口用于连接桥式称重传感器模块。使用10K热敏电阻组成半桥测量电路测量水的温度，其中测量电路中的稳压电源选用24位A/D转换芯片内部集成的稳压电源输出，提高测量的精确度。电路选用A/D转换芯片HX711实现水温及水量的采集。A/D转换芯片HX711为高精度24位A/D转换芯片，内部集成了稳压电源，片内时钟振荡器等外围电路。该芯片内部有两路可选增益的差分输入通道，其中通道A的可编程增益为128或6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能水杯控制系统电路，包括主控制器电路、电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路；主控制器电路分别连接电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路；其特征在于：所述电源管理控制电路包括单片机，单片机连接LCD控制器/驱动器；所述电源管理控制电路包括两级DC/DC调整电路、MOS管，初级DC/DC调整电路用于将温差发电片产生的不规则电压，调整为最大2.7V给超级电容充电；次级DC/DC调整电路用于将超级电容电压调整为3.0V，给系统供电；MOS管连接单片机；所述水温与水量采集电路包括J4接口、半桥测量电路、A/D转换芯片；所述J4接口用于连接桥式称重传感器模块；所述半桥测量电路用于测量水的温度，其中半桥测量电路中的稳压电源选用A/D转换芯片内部集成的稳压电源输出；A/D转换芯片内部有两路可选增益的差分输入通道，其中：128倍增益的通道A采集水量的变化；32倍增益的通道B采集水温变化，并将数据传给主控制器电路；所述饮水/倒水判断电路包括倾角开关U4、陀螺仪模块，倾角开关U4连接主控制器电路，主控制器电路连接陀螺仪模块；所述蜂鸣器驱动电路包括按键驱动电路、蜂鸣器，按键驱动电路连接蜂鸣器，所述按键驱动电路包括3个独立按键：SW1、SW2、SW3，用于完成各个任务的切换；默认状态下，按键输入为高电平，当有按键按下时，按键输入为低电平。...

【技术特征摘要】
1.一种智能水杯控制系统电路，包括主控制器电路、电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路；主控制器电路分别连接电源管理控制电路、水温与水量采集电路、饮水/倒水判断电路、蜂鸣器驱动电路；其特征在于：所述电源管理控制电路包括单片机，单片机连接LCD控制器/驱动器；所述电源管理控制电路包括两级DC/DC调整电路、MOS管，初级DC/DC调整电路用于将温差发电片产生的不规则电压，调整为最大2.7V给超级电容充电；次级DC/DC调整电路用于将超级电容电压调整为3.0V，给系统供电；MOS管连接单片机；所述水温与水量采集电路包括J4接口、半桥测量电路、A/D转换芯片；所述J4接口用于连接桥式称重传感器模块；所述半桥测量电路用于测量水的温度，其中半桥测量电路中的稳压电源选用A/D转换芯片内部集成的稳压电源输出；A/D转换芯片内部有两路可选增益的差分输入通道，其中：128倍增益的通道A采集水量的变化；32倍增益的通道B采集水温变化，并将数据传给主控制器电路；所述饮水/倒水判断电路包括倾角开关U4、陀螺仪模块，倾角开关U4连接主控制器电路，主控制器电路连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕红续，李文迪，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42