生活電器
智能水杯方案開發(fā)
冬季來臨，天氣逐漸變得寒冷，外出帶一個(gè)智能保溫杯在身邊，但是較長時(shí)間過后，保溫杯里的水就會(huì)恢復(fù)到常溫的狀態(tài)，等想要喝水時(shí)水已冷卻。而無線充電智能水杯能將水溫保持在自己設(shè)定的溫度值內(nèi)，顯示屏?xí)?shí)時(shí)顯示溫度，并且能夠使用太陽能對(duì)其內(nèi)部電池充電，而不受無電源充電的限制，解決人們想要的保溫效果以及電源對(duì)其充電功能的局限性。在冬季，保溫杯隨著時(shí)間的推移也就變回了常溫狀態(tài)。針對(duì)這一問題，主要研究保溫杯的自動(dòng)加熱、溫度設(shè)置設(shè)計(jì)，因?yàn)槭亲詣?dòng)加熱，所以其充電設(shè)計(jì)也顯得尤為重要，為考慮方便節(jié)能，充電模塊主要研究無線充電和太陽能充電設(shè)計(jì)。
一、系統(tǒng)總設(shè)計(jì)方案
本項(xiàng)目杯子外殼部分裝有太陽能板充電裝置，可對(duì)其內(nèi)部電池充電（一般的USB插口也可對(duì)其充電）；水杯內(nèi)部通過溫度傳感器來測量水溫，杯子外殼設(shè)有LED顯示屏，顯示杯內(nèi)水溫以及設(shè)定的溫度值，實(shí)時(shí)顯溫度值；人們使用時(shí)可以通過溫度設(shè)定按鈕自行設(shè)定自己需要的溫度，當(dāng)杯子里面的水溫降到我們所設(shè)定的溫度下限值時(shí)，電池給加熱器供電使其工作，當(dāng)水溫達(dá)到溫度設(shè)定上限值時(shí)，加熱器斷電，這樣就可以將水溫控制在一個(gè)使用溫度范圍內(nèi)。
二、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.充電模塊
本設(shè)計(jì)有兩種充電模式：
（1）太陽能充電部分
主要由4塊16V太陽能板組成，使陽光對(duì)太陽能板的照射通過
內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路自動(dòng)為內(nèi)部電池充電。
（2）以USB為主來進(jìn)行充電。
本產(chǎn)品還是以USB充電為主。
2.溫度控制模塊
本部分主要由HT-1型溫度傳感器來進(jìn)行溫度的測量，把信號(hào)傳
遞給溫度控制儀，根據(jù)溫度信號(hào)我們來設(shè)定一個(gè)適合自己需要保持
的溫度值，使 LED顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示溫度。
其優(yōu)點(diǎn)：
（1）使用方便、簡單。
（2）可以直接通過顯示屏顯示溫度。
（3）價(jià)格便宜、比較節(jié)能。
3.加熱模塊
本部分的加熱器件是12V直流加熱器，通過溫度控制儀來進(jìn)行
加熱器的工作與否。
其優(yōu)點(diǎn)：
（1）具有恒定溫度、可調(diào)溫度、自動(dòng)控制溫度的特性；
（2）加熱時(shí)沒有發(fā)紅現(xiàn)象、無明火、安全可靠；
（3）重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝；
（4）使用壽命長；
（5）具有節(jié)能功能。
三、主要模塊電路
（1）首先需要自己通過溫度設(shè)置，設(shè)置一個(gè)最低溫度和最高溫度，當(dāng)水溫小于最低溫度，加熱模塊開始加熱，超過最大溫度停止加熱。無線充電模塊主要是通過一個(gè)發(fā)射模塊和一個(gè)接收模塊來進(jìn)行對(duì)保溫杯內(nèi)部電池充電，太陽能充電部分主要由4塊16V太陽能板組成，使陽光對(duì)太陽能板的照射通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路自動(dòng)為內(nèi)部電池充電（如圖）。
（2）發(fā)射模塊由555電路構(gòu)成其驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)電源電壓Vcc供電于發(fā)發(fā)射模塊電路時(shí)，由發(fā)射模塊電路仿真電路可知，此時(shí)電路中的電容C1達(dá)到三分之一驅(qū)動(dòng)電壓開始充電，在電容C1充電時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路輸出端輸出高電平；
四、系統(tǒng)功能預(yù)測
（1）通過無線充電模塊對(duì)內(nèi)部電池充電。
（2）太陽能對(duì)其內(nèi)部電池充電。
（3）USB插口可對(duì)其內(nèi)部電池充電。
（4）保溫溫度根據(jù)自己所需而設(shè)定。
（5）LED顯示屏顯示杯內(nèi)溫度和所設(shè)
本項(xiàng)目杯子外殼部分裝有太陽能板充電裝置，可對(duì)其內(nèi)部電池充電（一般的USB插口也可對(duì)其充電）；水杯內(nèi)部通過溫度傳感器來測量水溫，杯子外殼設(shè)有LED顯示屏，顯示杯內(nèi)水溫以及設(shè)定的溫度值，實(shí)時(shí)顯示溫度值；人們使用時(shí)可以通過溫度設(shè)定按鈕自行設(shè)定自己需要的溫度，當(dāng)杯子里面的水溫降到我們所設(shè)定的溫度下限值時(shí)，電池給加熱器供電使其工作，當(dāng)水溫達(dá)到溫度設(shè)定上限值時(shí)，加熱器斷電，這樣就可以將水溫控制在一個(gè)使用溫度范圍內(nèi)。
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