专利名称：一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法
技术领域：
本发明属于红外感应控制技术领域，具体涉及一种超低功耗红外线感应垃圾桶电
路控制方法。
背景技术：
目前，现有使用的垃圾桶，其结构是在垃圾筒的上端口装有活动轴接的盖子，有的 还装有用脚踩来进行开关垃圾桶盖子的机构。其不足之处是人在往垃圾筒内倒垃圾时都是 手动或脚踩打开盖子的，也就是说当人往垃圾桶内倒垃圾时，首先用手或脚踩打开垃圾筒 桶盖子，在倒完垃圾时还要用手或脚踩把盖子合上，给使用者带来了不便，更重要的是存在 有卫生感染这一隐患。后来人们设计了红外感应式的垃圾桶，但是目前红外感应垃圾桶控 制电路的缺点是多数采用4节5号一次性电池作为其电能，由于在控制方法上未作太多的 将耗处理，4节5号电池最长也只能使用3个月。红外线感应垃圾桶的普及，给人们带来方 遍的同时，电池的不合理利用增加了能源消耗，也给环境温升带来不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种超低功耗红外线 感应垃圾桶电路控制方法，通过该方法可以大幅度提高电池的利用率，延长感应垃圾桶电 路所使用的一次性电源的寿命，极大的减少了用户在使用感应垃圾桶时对一次性电源的浪费。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种超低功耗红外线感应垃圾桶
电路控制方法，包括单片机，其特征是本电路控制方法包括手动模式、感应模式以及欠压
模式三种模式，所述的手动模式包括手动打开垃圾桶盖和手动关闭垃圾桶盖，所述的感应
模式包括自动打开垃圾桶盖和自动关闭垃圾桶盖，所述的单片机上分别连接有第一按钮以
及第二按钮，第一按钮用来实现手动模式和感应模式的转换，第二按钮用来控制退出手动
模式，且当电池电压过低，单片机控制电路进入欠压工作模式。
为优化上述方案采取的措施具体包括 在上述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，所述的单片机上分别连 接有红外感应电路和电源，红外感应电路包括红外发射电路和红外接收电路，红外接收电 路由接收管、一级放大电路、二级放大电路、波形整形电路、波形反相电路、接收电路电源组 成，且接收管、一级放大电路、二级放大电路、波形整形电路、波形反相电路依次连接，波形 反相电路输出端与单片机相连接，接收电路电源与单片机相连接，单片机的一个输出端上 连接有电机，单片机与电机之间还连接有电机驱动电路，单片机与电源之间连接有用于稳 定电源电压的稳压电路，单片机的一个输出端上连接有用于在电路工作时对电池电压进行 监控的电池电压检测电路。 在上述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，本电路控制方法在默认 状态下单片机控制执行感应模式，在感应模式下垃圾桶根据感应头前方感应范围内是否有遮挡物，若有遮挡物，单片机控制感应垃圾桶自动打桶盖，若遮挡物消失后，感应垃圾桶自 动关闭桶盖；当用户选择手动模式按下第一按钮，则进入手动工作模式并且打开垃圾桶桶 盖，此时垃圾桶桶盖将一直保持打开状态，只有当用户选择按下第二按钮退出手动模式后， 退出手动模式后并关闭垃圾桶桶盖，然后进入感应模式。 在上述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，单片机控制电路在工作 时对电池电压进行监控，通过电池电压检测电路检测电池电压，如果电池电压过低，电池电 压检测电路将传递信号给单片机，单片机将进入欠压工作模式通过LED灯指示电池已欠 压，并且单片机将控制更多时间来驱动电机保证垃圾桶正常打开。 在上述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，本电路控制方法还包括 工作指示，所述的工作指示包括手动模式下的工作指示、感应模式下的工作指示和欠压模 式下的工作指示，所述的工作指示通过连接在单片机上LED灯来实现。 在上述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，本电路控制方法在装入 电池后，单片机控制感应垃极桶的内部电路上电后先执行进入上电复位阶段，然后再执行 看门狗复位阶段时判断出是由上电引起的复位，则在LED灯显示3秒钟并清除手动模式标 志，接下来若用户没有按下第一按钮，则电路进入默认的感应模式。 在上述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，本电路控制方法在进入 感应模式后，执行检测电压是否正常阶段，检测通过电池电压检测电路检测电池电压是否 正常，若正常LED灯每3秒闪一下显示绿光；若欠压LED灯每3秒闪一下显示黄光。
在上述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，本电路控制方法在电池 电压检测结束后，单片机控制进入开启LM358电源、开启中断阶段开启红外接收电路电源， 在发射100us窄脉冲阶段单片机通过驱动器和发射管发射一次100微秒的窄脉冲，使其向 外界发射红外线光束，然后延时5毫秒进入关闭LM358电源、关闭中断阶段，关闭红外接收 电路电源，当光束前方有遮挡物体时，产生反射，此时红外接收管有微弱的信号接收到，信 号经一级放大电路、二级放大电路、波形整形电路、波形反相电路，将收到的信号传给单片 机处理，进入抗干扰处理阶段判断信号是否有效，若有效则由单片机发出信号给电机驱动 电路，驱动电机，通过电机打开垃圾桶盖，在打开的同时单片机控制LED灯指示绿灯亮；打 开垃圾桶盖之后，当光束前方无遮挡物体时，所述的单片机发出关闭信号给电机驱动电路， 通过电机关闭垃圾桶盖，关闭垃圾桶的同时LED灯指示红灯亮。 与现有技术相比，本发明的优点在于具有手动模式、自动模式和欠压模式三种模 式，并且在手动模式、自动模式和欠压模式下工作的电路分别进行电源管理，因此可以大幅 度提高电池的利用率，延长感应垃圾桶电路所使用的一次性电源的寿命，极大的减少了用 户在使用感应垃圾桶时对一次性电源的浪费，提高用户对产品的信赖度及满意度。
图1是本超低功耗红外线感应垃圾桶电路原理方框图； 图2是本超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法的控制流程图。
具体实施例方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。 如图1至图2所示，图中，单片机1 ;红外接收电路2 ;接收管21 ;—级放大电路22 ; 二级放大电路23 ;波形整形电路24 ;波形反相电路25 ;接收电路电源26 ;红外发射电路3 ; 发射管31 ;驱动器32 ;第一按钮41 ;第二按钮42 ;电池电压检测电路5 ;电源6 ;稳压电路 7 ;电机驱动电路8 ;电机9 ;LED灯10。 本超低功耗红外线感应垃圾桶控制器的电路包括单片机1、红外感应电路以及电 机9等，单片机1上分别连接有红外感应电路和电源6，这里电源6为4节5号电池，红外感 应电路包括红外发射电路3和红外接收电路2，单片机1的一个输出端上连接有电机9，红 外感应电路包括红外发射电路3和红外接收电路2，其中红外发射电路3包括发射管31和 驱动器32组成；红外接收电路2由接收管21、一级放大电路22、二级放大电路23、波形整 形电路24、波形反相电路25、接收电路电源26组成，且接收管21、一级放大电路22、二级放 大电路23、波形整形电路24、波形反相电路25依次连接，波形反相电路25输出端与单片机 1相连接，接收电路电源26与单片机1相连接。单片机1与电源6之间连接有用于稳定电 源6电压的稳压电路7，单片机1的一个输出端上连接有用于在电路工作时对电池电压进行 监控的电池电压检测电路45。 本电路控制方法包括手动模式、感应模式以及欠压模式，所述的手动模式包括手 动打开垃圾桶盖和手动关闭垃圾桶盖，所述的感应模式包括自动打开垃圾桶盖和自动关闭 垃圾桶盖，单片机1上分别连接有用来实现手动模式和感应模式的转换第一按钮41以及用 来控制退出手动模式的第二按钮42，单片机1上连接有用于显示工作状态的LED灯10，为 了驱动电机9工作，单片机1与电机9之间还连接有电机驱动电路8。本电路控制方法还包 括工作指示，所述的工作指示包括手动模式下的工作指示、感应模式下的工作指示和欠压 模式下的工作指示，所述的工作指示通过连接在单片机1上LED灯10来实现，所述的LED 灯10具有红、黄、绿三种显示颜色。 用户可以选择上感应垃圾桶工作于手动模式或感应模式，默认状态下，单片机1 控制执行感应模式，在感应模式下垃圾桶根据前方感应范围内是否有遮挡物，若有遮挡物， 单片机1控制感应垃圾桶自动打桶盖，若遮挡物消失后，感应垃圾桶自动关闭桶盖，若用户 选择手动模式按下第一按钮41，则进入手动工作模式并且打开垃圾桶桶盖，此时垃圾桶桶 盖将一直保持打开状态，只有当用户选择退出手动模式按下第二按钮42后，则退出手动模 式并关闭垃圾桶桶盖，然后进入感应模式；在电路工作时还对电池电压进行监控，通过电池 电压检测电路45检测电池电压，如果电池电压过低，电池电压检测电路45将传递信号给单 片机l，单片机1将进入欠压工作模式，一方面通过LED灯IO指示电池已欠压，告知用户需 要更换电池，另一方面由于电池电压过低，单片机1控制将产生更多时间来驱动电机9保证 垃圾桶正常打开，从而延长了电池使用寿命。 本发明提供的超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法的过程如下用户初次使 用红外感应垃极桶时，将4节5号电池按装于垃极桶的电池盒内，此时感应垃极桶内部控制 电路上电先执行进入第100阶段的上电复位，然后在执行第101阶段的看门狗复位时判断 出是由上电引起的复位，则在第117阶段中，LED灯10显示3秒钟并清除手动模式标志；接 下来在第104阶段的第一按钮41按下，若用户没有按下第一按钮41，则电路进入默认的感 应模式；进入感应模式后，执行第105阶段电压是否正常，检测通过电池电压检测电路45检测电池电压是否正常，若正常LED灯10每3秒闪一下显示绿光，若欠压LED灯10每3秒闪 一下显示黄光；电池电压检测结束后，单片机1控制进入第109阶段的开启LM358电源开启 中断，开启接收电路电源26，在第110阶段的发射lOOus窄脉冲中单片机1通过驱动器32 和发射管31发射一次100微秒的窄脉冲，使其向外界发射红外线光束，然后延时5毫秒进 入第112阶段的关闭LM358电源、关闭中断，关闭接收电路电源26。当光束前方有遮挡物 体时，既产生反射，此时红外接收管21有微弱的信号接收到，信号经一级放大电路22、二级 放大电路23、波形整形电路24、波形反相电路25，将收到的信号传给单片机1处理，进入第 113阶段的抗干扰处理，判断信号是否有效，若有效则由单片机1发出信号给电机驱动电路 8，驱动电机9，通过电机9打开垃圾桶盖。在打开的同时LED灯10指示绿灯亮。打开垃圾 桶盖之后，当光束前方无遮挡物体时，所述的单片机1发出关闭信号给电机驱动电路8，通 过电机9关闭垃圾桶盖。关闭垃圾桶的同时LED灯IO指示红灯亮。在打开和关闭垃圾桶 的时候，在无欠压状态下，打开和关闭垃圾桶盖的时间都为l秒钟。当工作于欠压状态时， 打开和关闭垃圾桶盖的时间都为1. 5秒钟，保证垃圾桶盖正常打开和关闭。
本发明的优点在于具有手动模式、自动模式和欠压模式三种模式，并且在手动模 式、自动模式和欠压模式下工作的电路分别进行电源管理，因此可以大幅度提高电池的利 用率，延长感应垃圾桶电路所使用的一次性电源的寿命，极大的减少了用户在使用感应垃 圾桶时对一次性电源的浪费，提高用户对产品的信赖度及满意度。 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。
权利要求
一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，包括单片机(1)，其特征是本电路控制方法包括手动模式、感应模式以及欠压模式三种模式，所述的手动模式包括手动打开垃圾桶盖和手动关闭垃圾桶盖，所述的感应模式包括自动打开垃圾桶盖和自动关闭垃圾桶盖，在单片机(1)上分别连接有第一按钮(41)以及第二按钮(42)，第一按钮(41)用来实现手动模式和感应模式的转换，第二按钮(42)用来控制退出手动模式，当电池电压过低，单片机(1)控制电路进入欠压工作模式。
2. 根据权利要求1所述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，其特征是 所述的单片机(1)上分别连接有红外感应电路和电源(6)，红外感应电路包括红外发射电 路(3)和红外接收电路(2)，红外接收电路(2)由接收管(21)、一级放大电路(22)、二级放 大电路(23)、波形整形电路(24)、波形反相电路(25)、接收电路电源(26)组成，且接收管 (21)、一级放大电路(22)、二级放大电路(23)、波形整形电路(24)、波形反相电路(25)依 次连接，波形反相电路(25)输出端与单片机(1)相连接，接收电路电源(26)与单片机(1) 相连接，单片机(1)的一个输出端上连接有电机(9)，单片机(1)与电机(9)之间还连接有 电机驱动电路(8)，单片机(1)与电源(6)之间连接有用于稳定电源(6)电压的稳压电路 (7)，单片机(1)的一个输出端上连接有用于在电路工作时对电池电压进行监控的电池电 压检测电路(45)。
3. 根据权利要求2所述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，其特征是 本电路控制方法在默认状态下单片机(1)控制执行感应模式，在感应模式下垃圾桶根据感 应头前方感应范围内是否有遮挡物，若有遮挡物，单片机(1)控制感应垃圾桶自动打桶盖， 若遮挡物消失后，感应垃圾桶自动关闭桶盖；当用户选择手动模式按下第一按钮(41)，则 进入手动工作模式并且打开垃圾桶桶盖，此时垃圾桶桶盖将一直保持打开状态，只有当用 户选择按下第二按钮(42)后则退出手动模式，退出手动模式后并关闭垃圾桶桶盖，然后进 入感应模式。
4. 根据权利要求3所述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，其特征是 所述的单片机(1)控制电路在工作时对电池电压进行监控，通过电池电压检测电路(5)检 测电池电压，如果电池电压过低，电池电压检测电路(5)将传递信号给单片机(l)，单片机 (1)将进入欠压工作模式通过LED灯(10)指示电池已欠压，并且单片机(1)将控制更多时 间来驱动电机(9)保证垃圾桶正常打开。
5. 根据权利要求4所述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，其特征是 本电路控制方法还包括有工作指示，所述的工作指示包括手动模式下的工作指示、感应模 式下的工作指示和欠压模式下的工作指示，所述的工作指示通过连接在单片机(1)上LED 灯(10)来实现。
6. 根据权利要求5所述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，其特征是 本电路控制方法在装入电池后，单片机(1)控制感应垃极桶的内部电路上电后先执行进入 上电复位阶段，然后再执行看门狗复位阶段时判断出由上电引起的复位，则在LED灯(10) 显示3秒钟并清除手动模式标志，接下来若用户没有按下第一按钮(41)，则电路进入默认 的感应模式。
7. 根据权利要求6所述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，其特征是 本电路控制方法在进入感应模式后，执行检测电压是否正常阶段，检测通过电池电压检测电路(5)检测电池电压是否正常，若正常LED灯(10)每3秒闪一下显示绿光；若欠压LED 灯(10)每3秒闪一下显示黄光。
8.根据权利要求7所述的一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，其特征是 本电路控制方法在电池电压检测结束后，单片机(1)控制进入开启LM358电源、开启中断阶 段开启接收电路电源(26)，在发射lOOus窄脉冲阶段单片机(1)通过驱动器(32)和发射 管(31)发射一次100微秒的窄脉冲，使其向外界发射红外线光束，然后延时5毫秒进入关 闭LM358电源、关闭中断阶段，关闭接收电路电源(26)，当光束前方有遮挡物体时，产生反 射，此时红外接收管(21)有微弱的信号接收到，信号经一级放大电路(22)、二级放大电路 (23)、波形整形电路(24)、波形反相电路(25)，将收到的信号传给单片机(1)处理，进入抗 干扰处理阶段判断信号是否有效，若有效则由单片机(1)发出信号给电机驱动电路(8)驱 动电机(9)，通过电机(9)打开垃圾桶盖，在打开的同时单片机(1)控制LED灯(10)指示绿 灯亮；打开垃圾桶盖之后，当光束前方无遮挡物体时，所述的单片机(1)发出关闭信号给电 机驱动电路(8)，通过电机(9)关闭垃圾桶盖，关闭垃圾桶的同时LED灯(10)指示红灯亮。
全文摘要
本发明提供了一种超低功耗红外线感应垃圾桶电路控制方法，包括单片机，本电路控制方法包括手动模式、感应模式以及欠压模式，手动模式包括手动打开垃圾桶盖和手动关闭垃圾桶盖，感应模式包括自动打开垃圾桶盖和自动关闭垃圾桶盖，单片机上分别连接有第一按钮以及第二按钮，第一按钮用来实现手动模式和感应模式的转换，第二按钮用来控制退出手动模式，当电池电压过低，单片机控制电路进入欠压工作模式。本发明的优点在于在手动模式、自动模式和欠压模式下工作的电路分别进行电源管理，可以大幅度提高电池的利用率，延长感应垃圾桶电路使用的一次性电源的寿命，极大的减少了用户在使用感应垃圾桶时对一次性电源的浪费。
文档编号G05B19/042GK101776872SQ201010108480
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者沈海桥 申请人:沈海桥