智能取液器控制电路的制作方法

文档序号:15106706发布日期:2018-08-04 17:06阅读:210来源:国知局

本实用新型属于取液器控制电路技术领域,尤其涉及的是一种智能取液器控制电路。



背景技术:

洗手液主要的功能是起到清洁护肤的作用,有些特定的成分可以起到消毒、杀菌的作用。洗手液通常用取液器来灌装,使用的场合非常广,尤其是在医护领域中,医生在一天中通常需要洗很多次的手。目前,取液器通常是手动按压式的,使用者通过按压取液器的按压头来进行取液,十分的不方便,而且容易导致按压头的污染。此外,在要求多次洗手的场合中,例如是医院要求医生每天定时地需要去洗一次手,然而目前的取液器并无法获知是否洗手及何时洗手等等的这种情况,很容易导致医生忽视定期洗手这件事情,而这是应当避免的。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能取液器控制电路,可实现自动取液。

为解决上述问题,本实用新型提出一种智能取液器控制电路,包括:电源模块、MCU芯片、红外收发模块、电机控制模块及低频信号触发模块;

所述电源模块连接各个模块,提供供电电压信号;所述红外收发模块连接所述MCU芯片,与所述MCU芯片之间传输用以控制红外光发射的红外控制信号、及因接收反射的红外光而生成的红外感应信号;所述MCU芯片连接所述电机控制模块和所述低频信号触发模块,所述MCU芯片可向所述电机控制模块发送电机控制信号、及向所述低频信号触发模块发送低频控制信号。

根据本实用新型的一个实施例,所述电源模块包括:

电池,提供电压信号;

第一滤波电路,输入侧连接所述电池,用以对所述电池的电压信号进行滤波输出;

电压转换芯片,输入侧连接所述第一滤波电路的输出侧,接收滤波后的电压信号进行转换,并在输出侧输出转换后的电压信号;

第二滤波电路,连接所述电压转换芯片的输出侧,以对所述电压信号进行滤波后输出所需的供电电压信号。

根据本实用新型的一个实施例,所述红外收发模块包括红外发射电路和红外接收电路;

所述红外发射电路包括红外发射管、第一NPN三极管;所述第一NPN三极管的基极通过电阻连接所述MCU芯片的红外发射控制端,所述第一NPN三极管的发射极接地,所述第一NPN三极管的集电极连接所述红外发射管的控制端;

所述红外接收电路包括红外接收管、NMOS开关管及上拉电阻;所述NMOS开关管的栅极连接所述MCU芯片的红外接收控制端,所述NMOS开关管的源极连接供电电压端,所述NMOS开关管的漏极连接所述红外接收管的供电端;所述红外接收管的接地端接地,所述红外接收管的输出端连接所述MCU芯片的红外数据输出端;所述上拉电阻连接在所述红外接收管的供电端和红外数据输出端之间。

根据本实用新型的一个实施例,所述电机控制模块包括第一驱动芯片和电机;

第一驱动芯片的第一输入端和第二输入端分别连接所述MCU芯片的两个电机控制端,第一驱动芯片的输出端连接电机,所述第一驱动芯片在所述MCU芯片的控制下驱动所述电机转动或停转。

根据本实用新型的一个实施例,所述电机控制模块还包括过载保护电路,包括第二NPN三极管;所述第二NPN三极管的基极连接所述第一驱动芯片的电源地端,所述第二NPN三极管的发射极接地,所述第二NPN三极管的集电极通过电阻接供电电压端且连接所述MCU芯片的过载反馈端;在过载时所述第二NPN三极管导通,以向所述MCU芯片发送过载信号。

根据本实用新型的一个实施例,所述电机控制模块还包括行程开关;所述行程开关设置在电机所带动对象的行程始端位置处,连接所述MCU芯片的行程反馈端,以将行程信息反馈给所述MCU芯片。

根据本实用新型的一个实施例,所述低频信号触发模块包括:开关控制电路、第二驱动芯片及线圈电路;所述开关控制电路连接所述MCU芯片,在所述MCU芯片的PWM信号控制下输出低频触发控制信号;所述第二驱动芯片连接所述开关控制电路和所述线圈电路,所述第二驱动芯片响应于所述低频触发控制信号而驱动所述线圈电路发射低频信号。

根据本实用新型的一个实施例,所述开关控制电路包括:PNP三极管、第一电阻和第二电阻;

所述PNP三极管的基极通过所述第一电阻连接所述MCU芯片的低电平输出端,所述PNP三极管的发射极连接所述MCU芯片的PWM信号输出端,所述PNP三极管的集电极通过所述第二电阻接地,且所述PNP三极管的集电极输出低频触发控制信号。

根据本实用新型的一个实施例,所述第二驱动芯片为有刷电机驱动芯片。

根据本实用新型的一个实施例,还包括LED指示电路,连接在所述MCU芯片的发光控制端上,受控于所述MCU芯片而发光。

采用上述技术方案后,本实用新型相比现有技术具有以下有益效果:

智能取液器控制电路可以用在取液器上,MCU芯片作为总控制器,红外收发模块可以持续红外光并根据反射回来的反射光生成红外感应信号,MCU芯片便可根据红外感应信号控制电机控制模块驱动电机运转,从而实现自动取液,还可根据红外感应信号控制低频信号触发模块生成低频信号并发射,从而可通知低频信号接收设备已取液洗手信息,以实现对取液洗手自动化监控。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的智能取液器控制电路的结构框图;

图2为本实用新型一实施例的MCU芯片的电路连接结构示意图;

图3为本实用新型一实施例的电源模块的电路连接结构示意图;

图4为本实用新型一实施例的红外收发模块的电路连接结构示意图;

图5为本实用新型一实施例的电机控制模块的电路连接结构示意图;

图6为本实用新型一实施例的低频信号触发模块的电路连接结构示意图;

图7为本实用新型一实施例的LED指示电路的电路连接结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广,因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1,在一个实施例中,智能取液器控制电路包括:电源模块、MCU芯片、红外收发模块、电机控制模块及低频信号触发模块。本实用新型实施例的智能取液器控制电路可以用在按压式的取液器上,电机控制模块通过控制电机工作来驱动取液器的按压头进行按压来实现出液,当然也不限于此,其他方式出液的取液器同样也适用,只要选择合适的传动机构保证电机动作能实现取液即可。

所述电源模块连接MCU芯片、红外收发模块、电机控制模块及低频信号触发模块等,为这些模块提供供电电压信号。也就是说,电源模块为智能取液器控制电路整体进行供电,电源模块的输出端即为整个控制电路的供电电压端。

所述红外收发模块连接所述MCU芯片,与所述MCU芯片之间传输用以控制红外光发射的红外控制信号、及因接收反射的红外光而生成的红外感应信号。红外收发模块可以发射红外光,也可以接收该反射光因人体阻挡而反射回来的红外光。红外收发模块的红外光发射可以由MCU芯片来控制,为了保证在任意需要洗手的时机下均可保持工作,MCU芯片可以控制红外收发模块持续发射红外光,发射的频率例如是38KHz,具体不限。在人体靠近该红外收发模块时会将其所发射的红外光阻挡回来,红外收发模块根据回来的红外光而生成红外感应信号,说明需要进行取液,MCU芯片接收该红外感应信号而可作出相应控制。MCU芯片例如可以选择型号MSP430的控制芯片。

所述MCU芯片连接所述电机控制模块和所述低频信号触发模块,所述MCU芯片可向所述电机控制模块发送电机控制信号、及向所述低频信号触发模块发送低频控制信号。MCU芯片响应于该红外感应信号而生成电机控制信号和低频控制信号,并分别输出给电机控制模块和低频信号触发模块。电机控制模块根据该电机控制信号而转动或停转,来实现取液操作。低频信号触发模块根据该电机控制模块而发射一低频信号,该低频信号触发模块可以与低频信号接收设备来配对使用(例如取液者可以佩戴相应的具有低频信号接收功能的卡片),所发射的低频信号可由低频信号接收设备来接收,实现了低频信号触发模块向该低频信号接收设备进行已取液信息的通知,由此在低频信号接收设备可以掌握该取液信息并可进行相应的时间记录,实现了对取液洗手自动化监控。

智能取液器控制电路可以用在取液器上,MCU芯片作为总控制器,红外收发模块可以持续红外光并根据反射回来的反射光生成红外感应信号,MCU芯片便可根据红外感应信号控制电机控制模块驱动电机运转,从而实现自动取液,还可根据红外感应信号控制低频信号触发模块生成低频信号并发射,从而可通知低频信号接收设备已取液洗手信息,以实现对取液洗手自动化监控。

参看图2和图3,在一个实施例中,电池、第一滤波电路、电压转换芯片U2及第二滤波电路。图3中示出的P2为一接口,可以供电池连接。

电池可以提供电压信号,例如可以是9V或者6V,具体不限。电源模块设置电池作为电源来源,可以增强定位指示器的便携性及扩大可定位的范围。

第一滤波电路的输入侧连接所述电池,用以对所述电池的电压信号进行滤波输出;电压转换芯片U2的输入侧连接所述第一滤波电路的输出侧,接收滤波后的电压信号进行转换,并在输出侧输出转换后的电压信号;第二滤波电路连接所述电压转换芯片U2的输出侧,以对所述电压信号进行滤波后输出所需的供电电压信号。

具体来说,第一滤波电路可以包括二极管D1、电容C4和电容C1,二极管D1的正极连接电池的正极,二极管D1的负极连接电容C4的第一端,电容C4的第二端连接电池的负极并接地,电容C4和电容C1并联,电容C4的第一端还电压转换芯片U2的输入脚。第一滤波电路当然不限于此,还可以是其他的可实现滤波的滤波电路,可以对电池输入到电压转换芯片U2的信号进行滤波。

电压转换芯片U2例如可以是能实现9V到3.3V的直流电压转换芯片,具体不限,NR脚可以通过电容C7接地。第二滤波电路可以包括电容C2和电容C16,并联在电压转换芯片U2的输出端可地端之间。第二滤波电路可以对电压转换芯片U2输出的供电电压信号进行滤波。滤波后,供电电压端VDD3.3输出的供电电压信号为3.3V,可以图中示出的各个模块的3.3V电压端进行供电。

参看图2和图4,在一个实施例中,所述红外收发模块包括红外发射电路和红外接收电路。红外发射电路可以在MCU芯片U4的控制下发射红外光,在人体阻挡下红外光会反射到红外接收电路,红外接收电路因而生成相应的红外感应信号。红外收发模块所针对的红外光与人体红外处于光谱中的不同位置,波长不同。参看图4,P4为一接口,可以为一插接接口,2脚和3脚连接红外发射管,4-6脚连接红外接收管。

所述红外发射电路包括红外发射管(图中未示出,可连接至接口P4的2脚和3脚)、第一NPN三极管Q6;所述第一NPN三极管Q6的基极通过电阻R24连接所述MCU芯片U4的红外发射控制端Ira_TX,所述第一NPN三极管Q6的发射极接地,所述第一NPN三极管Q6的集电极连接所述红外发射管的控制端,该第一NPN三极管Q6的集电极可以通过电阻R22连接红外发射管的控制端,可控制红外发射管的红外光发射。红外发射管当然还可以连接电压端等,在图4中,红外发射管的输出端还通过电阻R23连接MCU芯片U4的反馈指示端STS_LED1,将发射红外光的工作情况通知MCU芯片U4,MCU芯片U4可控制指示电路进行指示。

继续参看图4,所述红外接收电路包括红外接收管(图中未示出,可连接至接口P4的4-6脚)、NMOS开关管Q5及上拉电阻R20。所述NMOS开关管Q5的栅极可通过电阻R19连接所述MCU芯片U4的红外接收控制端IRa_PWR_Ctrl,所述NMOS开关管Q5的源极连接供电电压端VDD3.3,所述NMOS开关管Q5的漏极连接所述红外接收管的供电端,在红外接收控制端IRa_PWR_Ctrl输出高电平时,NMOS开关管Q5导通,从而向红外接收管供电使其工作。所述红外接收管的接地端接地,可以在接地端和地之间并联电容C14和电容C15来进行滤波,所述红外接收管的输出端可通过电阻R21连接所述MCU芯片U4的红外数据输出端IRa_RX,在红外接收管感应到反射回来的红外光。图4中,所述上拉电阻R20连接在所述红外接收管的供电端和红外数据输出端之间,由于红外数据输出端的电压较弱,因而将其通过上拉电阻R20进行上拉,可增强信号强度。

参看图2和图5,所述电机控制模块包括第一驱动芯片U1和电机。第一驱动芯片U1是可驱动该电机的驱动芯片,具体不限。P1是一接口,1-3脚可用来连接电机。

第一驱动芯片U1的第一输入端INA和第二输入端INB分别连接所述MCU芯片U4的两个电机控制端,第一驱动芯片U1的输出端连接电机,所述第一驱动芯片U1在所述MCU芯片U4的控制下驱动所述电机转动或停转。控制第一输入端INA和第二输入端INB的信号可以有不同的逻辑结果,从而可以控制电机正转、反转、刹车等,通过MCU芯片的两个电机控制端输出相应的信号可实现。

图5中,第一驱动芯片U1的逻辑电源端通过连接供电电压端VDD3.3,对其内的逻辑电路进行供电,其功率电源端则可连接其他供电电压Vin,例如是9V,同时,可在该功率电源端与地之间连接电容C5和电容C6,实现滤波。

优选的,继续参看图2和图5,所述电机控制模块还包括过载保护电路,可以对电机进行保护。该过载保护电路可以包括第二NPN三极管Q2;所述第二NPN三极管Q2的基极可通过电阻R8连接所述第一驱动芯片U1的电源地端,当然,该第一驱动芯片U1的电源地端与电机之间还可以连接电阻R2,该第二NPN三极管Q2的基极可连接电阻R2靠近电机的一端。所述第二NPN三极管Q2的发射极接地,所述第二NPN三极管Q2的集电极通过电阻R6接供电电压端VDD3.3且第二NPN三极管Q2的集电极还连接所述MCU芯片U4的过载反馈端Moto_OL;在过载时,电阻R2靠近电机的一端会呈高电平,使得所述第二NPN三极管Q2导通,第二NPN三极管Q2的集电极被拉低,从而向所述MCU芯片U4发送过载信号。

优选的,所述电机控制模块还包括行程开关(图中未示出,可连接接口P1的4脚)。所述行程开关设置在电机所带动对象的行程始端位置处,行程开关连接所述MCU芯片U4的行程反馈端,以将行程信息反馈给所述MCU芯片。例如,当红外感应信号消失后,MCU芯片U4通过检测行程开关的状态将按压头复位。

在一个实施例中,参看图2和图6,所述低频信号触发模块包括:开关控制电路、第二驱动芯片U3及线圈电路。

所述开关控制电路连接所述MCU芯片U4,在所述MCU芯片U4的PWM信号控制下输出低频触发控制信号;所述第二驱动芯片U3连接所述开关控制电路和所述线圈电路,所述第二驱动芯片U3响应于所述低频触发控制信号而驱动所述线圈电路发射低频信号。

MCU芯片U4可响应于红外感应信号而输出PWM信号,从而通过开关控制电路来控制第二驱动芯片U3的驱动,使得线圈电路可以发射相应的低频信号,该低频信号例如可以是125KHz频率的低频信号。

参看图6,线圈电路可以包括电容C9、电容C8和线圈L1,并联在第二驱动芯片U3的输出端和地端之间。当制成电路板件时,在线圈电路的位置处可以设置接口插座,以方便地固定该线圈L1。

优选的,所述开关控制电路包括:PNP三极管Q3、第一电阻R13和第二电阻R14。所述PNP三极管Q3通过所述第一电阻R13连接所述MCU芯片U4的低电平输出端,所述PNP三极管Q3的发射极连接所述MCU芯片U4的PWM信号输出端,所述PNP三极管Q3的集电极通过所述第二电阻R14接地,且所述PNP三极管Q3的集电极输出低频触发控制信号。

MCU芯片U4的低电平输出端输出的为持续低电压,保证PNP三极管Q3在其发射极上电时便可导通,PWM信号便可输出到第二驱动芯片U3处进行控制驱动,PWM信号的频率例如是125KHz。

优选的,所述第二驱动芯片U3为有刷电机驱动芯片。由于MCU芯片U4输出的PWM信号的功率较小,因而需要采用第二驱动芯片U3进行放大。有刷电机驱动芯片可以增大功率,且功耗低,因而作为优选。

图6中,第二驱动芯片U3的逻辑电源端通过电阻R10连接供电电压端VDD3.3V,功率电源端通过电阻R12连接9V电压端Vin,可在9V电压端Vin和地端之间并联电容C11和电容C12,实现输入9V电压的过滤。

在一个实施例中,参看图2和图7,智能取液器控制电路还可以包括LED指示电路,连接在所述MCU芯片U4的发光控制端LED上,受控于所述MCU芯片U4而发光。图7中,LED指示电路包括发光二极管LD1和发光二极管LD2,发光二极管LD1的负极通过电阻R16连接MCU芯片的发光控制端LED,发光二极管LD1的正极连接供电电压端VDD3.3,发光二极管LD2的负极接地,发光二极管LD2的正极连接供电电压端VDD3.3。发光二极管LD2为常亮,发光二极管LD1在MCU芯片的发光控制端LED输出高电平时不亮,而在输出低电平是点亮。MCU芯片可以在收到红外感应信号时点亮发光二极管LD1。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

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