一种具有无声闹钟功能的电热毯的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有无声闹钟功能的电热毯。按键模块的各个按键和显示屏安装在电热毯本体上部，电热丝网模块的电热丝安装在电热毯本体的中部，微电流放电模块的放电端口安装在电热毯本体的底部；单片机电路模块分别与按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块、微电流放电模块、过流检测模块连接，电源模块连接各个模块进行供电。本实用新型中可设定唤醒时间，在用户的脚部或者小腿位置放出微弱的电流，有效地刺激并唤醒用户，并能供暖，安全有效，不会对除用户以外的人的睡眠造成影响。
【专利说明】—种具有无声闹钟功能的电热毯
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电热毯，尤其是涉及了一种具有无声闹钟功能的电热毯。
【背景技术】
[0002]传统的闹钟以刺耳的铃声或者震动来提醒人们时间，以便更好地工作和休息。但在有他人在一起时却会带来很大的困扰和麻烦，例如，一般在多人的大学寝室或者公寓，每个人的作息时间和生活习惯不一样，早上起床的时间不一样，如果一个人定了较早的闹钟，声音或震动就会影响到其他人的休息。且研究资料表明，人突然被闹钟的刺耳的声音叫醒，将可能使人产生心慌意乱、情绪低落等症状，导致思考问题及解决问题的能力也会下降。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有无声闹钟功能的电热毯。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案来实现:
[0005]本实用新型包括电热毯本体、单片机电路模块、按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块、微电流放电模块、过流检测模块以及用于供电的电源模块，按键模块的各个按键和显示屏安装在电热毯本体上部，电热丝网模块的电热丝呈网状安装在电热毯本体的中部，微电流放电模块的放电接口安装在电热毯本体的底部；单片机电路模块分别与按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块、微电流放电模块、过流检测模块连接。
[0006]所述的单片机电路模块、按键模块、显示屏和热传感器模块具体连接如下:单片机电路模块:单片机Ul的第一晶振端口与电容Cl的一端和晶振Yl的一端相连，单片机Ul的第二晶振端口与电容C2的一端以及晶振Yl的另一端相连，电容Cl的另一端和电容C2的另一端均接地；单片机Ul的电源端口接+5V电源，单片机Ul的接地端口接地，单片机Ul的使能端接地；单片机Ul的端口 Pl.0经电阻Rl与+5V电源正极相连；
[0007]热传感器模块:数字温度计芯片U2的端口 I/O与Ul的端口 Pl.0相连，U2的电源端口 UDO与+5V电源正极相连，U2的接地端口 GND接地；
[0008]显示屏:显示屏IXD的8位数据总线D[0:7]与Ul的8位数据输出总线A[20:27]相连，IXD的VDD端口、CON端口接+5V电源正极，IXD的端口 FG、端口 VSS与端口 FSl接地，IXD的第5端口与Ul的端口 P2.0相连，IXD的第6端口与Ul的端口 P2.1相连，IXD的第7端口与Ul的端口 P3.0相连；
[0009]按键模块:包括按键SI?按键S8，按键SI?按键S4的一端相连后与单片机Ul的端口 P2.6相连，按键S5?按键S8的一端相连后与Ul的端口 P2.7相连，按键SI另一端与按键S5的另一端相连后与Ul的端口 P2.2相连，按键S2另一端与按键S6的另一端相连后与Ul的端口 P2.3相连，按键S3另一端与按键S7的另一端相连后与Ul的端口 P2.4相连，按键S4另一端与按键S8的另一端相连后与Ul的端口 P2.5相连。
[0010]所述的电热丝网模块包括光电隔离触发芯片U4:光电隔离触发芯片U4的第2端口与单片机电路模块的单片机Ul的端口 Pl.1相连，U4的第I端口接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与+5V电源正极相连；光电隔离触发芯片U4的第4端口与电阻R3的一端以及三端双向交流开关Tl的栅极相连；U4的第6端口与电阻R4的一端相连，三端双向交流开关Tl的主电极的一端与电阻R4另一端、220V交流电源的一端相连，三端双向交流开关Tl的另一主电极与电阻R3的另一端相连；电阻R5的一端接220V交流电源的一端，电阻R5的另一端与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与电热丝LI的一端、电阻R3的另一端相连，电热丝LI的另一端与220V交流电源的另一端相连。
[0011]所述的微电流放电模块以及过流检测模块的具体连接如下:数字控制模拟电子开关芯片U3的第6端口 INH、第7端口 VEE、第8端口 VSS接地，U3的电源端口 VDD与+15V电源正极相连，U3的第11端口 A与单片机电路模块的单片机Ul的端口 Pl.2相连，U3的第12端口与二极管Dl的一端、电阻R6的一端相连以及互感线圈M3的一端相连，且电阻R6的另一端与互感线圈M2的一端相连，U3的第14端口 a与+3V电源E正极相连，电源负极与电阻R7的一端、三极管Ql的发射极相连，二极管Dl的另一端与电阻R7的另一端相连；
[0012]三极管Ql的基极B极与互感线圈M2的另一端相连，三极管Ql的集电极C极与互感线圈M3的另一端相连；互感线圈M2、互感线圈M3分别经过铁芯与互感线圈Ml相耦合；互感线圈Ml的一端与二极管D2的N极、电容C4的一端相连，互感线圈Ml的另一端与电容C5的一端、电阻R8的一端、电阻R9的一端以及电阻RlO的一端相连；电容C5的另一端与二极管D2的P极、二极管D3的N极以及电容C6的一端相连；二极管D3的P极与电容C4的另一端以及二极管D4的N极相连；二极管D4的P极与电容C6的另一端、电阻R8的另一端相连；
[0013]运算放大器芯片U5的第4端口接地，芯片U5的第5端口接+15V电源电压，芯片U5的第2端口与电阻RlO的另一端、电阻RlI的一端相连，芯片U5的第3端口与电阻R9的另一端相连，芯片U5的第I端口与电阻Rll的另外一端以及Ul的端口 Pl.3相连；芯片U5的第3端口作为Vout+放电端口，电阻R8与电容C6的公共端作为Vout-放电端口。
[0014]所述的微电流放电模块的Vout+放电端口与Vout-放电端口连接处有多组并联的放电接口，多组放电接口阵列排布安装在电热毯本体底部。
[0015]本实用新型的有益效果如下:
[0016]相比于传统闹钟闹铃或振动的唤醒方式，本闹钟采用微电流放电装置，通过放O—3mA的微弱电流，刺激人脚或者小腿部位的神经以达到唤醒人的目的，微电流放电在保证人安全的范围内，采取电流逐渐增大的放电唤醒过程，使人有微弱的麻木的感觉，唤醒方式更加平和、安静，且不会影响其余人的正常休息。同时本实用新型外观上和普通的电热毯外表相近，也省去闹钟或手机摆在床头带来的不便。由于含有过流检测电路，本装置安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构正视图。
[0018]图2是本实用新型的结构侧视图。
[0019]图3是本实用新型的原理连接图。
[0020]图4是本实用新型中单片机电路模块、按键模块、显示屏和热传感器模块的电路连接图。
[0021]图5是本实用新型电热丝网模块的电路连接图。
[0022]图6是本实用新型微电流放电模块以及过流检测模块的电路连接图。
[0023]图中:1、电热毯本体，2、显示屏，3、电源接口，4、按键，5、放电接口，6、电热丝，7、控制盒。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0025]相关科学研究表明，电流在0.6mTl.5mA时，手指开始感觉发麻；电流在
1.5mA^3mA时，手指感受觉强烈发麻；电流在3πιΑ?5πιΑ时，手指感觉极度发麻，有轻微热量；电流在5miT7mA时，手指肌肉感觉痉挛，电流7mA及以上时，手指感灼热和刺痛。基于这样的科学前提，本实用新型装置采用OlmA的放电电流，在保证安全的基础上，提出新型的具有无声闹钟功能的电热毯。
[0026]如图1、图2和图3所示，本实用新型包括电热毯本体1、单片机电路模块、按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块、微电流放电模块、过流检测模块以及用于供电的电源模块，按键模块的各个按键和显示屏安装在电热毯本体I上部，电热丝网模块的电热丝6安装在电热毯本体I的中部，过流检测模块的放电接口 5安装在电热毯本体I底部，电源模块设有连接市电的电源接口 ；单片机电路模块分别与按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块、微电流放电模块、过流检测模块连接。单片机电路模块、按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块和微电流放电模块中除了按键和显示屏、电热丝以外均安装在电热毯本体I上部的控制盒7中。
[0027]如图4?图6所示，本实用新型的所有电路模块包括有单片机Ul、数字温度计芯片U2、数字控制模拟电子开关芯片U3、光电隔离触发芯片U4、运算放大器芯片U5、液晶显示屏IXD、电容C1-C6、电阻Rl—R11、按键SI—S8、三极管Q1、二极管Dl—D4、晶振Y1、三端双向交流开关Tl、互感线圈M1-M3。
[0028]具体来说，单片机电路模块、按键模块、显示屏和热传感器模块具体连接如图4所示:
[0029]单片机电路模块:单片机Ul的第一晶振端口与电容Cl的一端和晶振Yl的一端相连，单片机Ul的第二晶振端口与电容C2的一端以及晶振Yl的另一端相连，电容Cl的另一端和电容C2的另一端均接地；单片机Ul的电源端口接+5V电源，单片机Ul的接地端口接地，单片机Ul的使能端接地；单片机Ul的端口 Pl.0经电阻Rl与+5V电源正极相连；
[0030]热传感器模块:数字温度计芯片U2的端口 I/O与Ul的端口 Pl.0相连，U2的电源端口 UDO与+5V电源正极相连，U2的接地端口 GND接地；
[0031]显示屏:显示屏IXD的8位数据总线D[0:7]与Ul的8位数据输出总线A[20:27]相连，IXD的VDD端口、CON端口接+5V电源正极，IXD的端口 FG、端口 VSS与端口 FSl接地，IXD的第5端口与Ul的端口 P2.0相连，IXD的第6端口与Ul的端口 P2.1相连，IXD的第7端口与Ul的端口 P3.0相连；
[0032]按键模块:包括按键SI — S8，按键S1、S2、S3、S4的一端相连后与单片机Ul的端口 P2.6相连，按键S5、S6、S7、S8的一端相连后与Ul的端口 P2.7相连，按键SI另一端与按键S5的另一端相连后与Ul的端口 P2.2相连，按键S2另一端与按键S6的另一端相连后与Ul的端口 P2.3相连，按键S3另一端与按键S7的另一端相连后与Ul的端口 P2.4相连，按键S4另一端与按键S8的另一端相连后与Ul的端口 P2.5相连。
[0033]电热丝网模块包括光电隔离触发芯片U4，如图5所示:光电隔离触发芯片U4的第2端口与单片机电路模块的单片机Ul的端口 Pl.1相连，U4的第I端口接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与+5V电源正极相连；光电隔离触发芯片U4的第4端口与电阻R3的一端以及三端双向交流开关Tl的栅极相连；U4的第6端口与电阻R4的一端相连，三端双向交流开关Tl的主电极的一端与电阻R4另一端、220V交流电源的一端相连，三端双向交流开关Tl的另一主电极与电阻R3的另一端相连；电阻R5的一端接220V交流电源的一端，电阻R5的另一端与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与电热丝LI的一端、电阻R3的另一端相连，电热丝LI的另一端与220V交流电源的另一端相连。
[0034]微电流放电模块以及过流检测模块的具体连接如图6所示:数字控制模拟电子开关芯片U3的第6端口 INH、第7端口 VEE、第8端口 VSS接地，U3的电源端口 VDD与+15V电源正极相连，U3的第11端口 A与单片机电路模块的单片机Ul的端口 Pl.2相连，U3的第12端口与二极管Dl的一端、电阻R6的一端相连以及互感线圈M3的一端相连，且电阻R6的另一端与互感线圈M2的一端相连，U3的第14端口 a与+3V电源E正极相连，电源负极与电阻R7的一端、三极管Ql的发射极相连，二极管Dl的另一端与电阻R7的另一端相连；三极管Ql的基极B极与互感线圈M2的另一端相连，三极管Ql的集电极C极与互感线圈M3的另一端相连；互感线圈M2、互感线圈M3分别经过铁芯与互感线圈Ml相耦合；互感线圈Ml的一端与二极管D2的N极、电容C4的一端相连,互感线圈Ml的另一端与电容C5的一端、电阻R8的一端、电阻R9的一端以及电阻RlO的一端相连；电容C5的另一端与二极管D2的P极、二极管D3的N极以及电容C6的一端相连；二极管D3的P极与电容C4的另一端以及二极管D4的N极相连；二极管D4的P极与电容C6的另一端、电阻R8的另一端相连；运算放大器芯片U5的第4端口接地，U5的第5端口接+15V电源电压，运算放大器芯片U5的第2端口与电阻RlO的另一端、电阻Rll的一端相连，U5的第3端口与电阻R9的另一端相连，U5的第I端口与电阻Rll的另一端以及Ul的端口 Pl.3相连；运算放大器芯片U5的第3端口作为Vout+放电端口，电阻R8与电容C6的公共端作为Vout-放电端口。
[0035]上述微电流放电模块的Vout+放电端口与Vout-放电端口连接处有多组并联的放电接口，多组放电接口阵列排布安装在电热毯本体I底部。
[0036]本实用新型的工作过程如下:
[0037]用户可根据需要在显示屏上，通过按键设定电热毯的温度以及设定闹钟的唤醒用户的时间。在电热毯工作过程中，单片机根据热传感器模块的数字温度计芯片U2反馈给单片机Ul的Pl.0端口的温度信号，控制端口 Pl.1向光耦隔离芯片U4的第2端口输出高低电平，从而利用U4控制电热丝LI加热电路的通断，使其温度不断调整，最终达到设定值；
[0038]在无声闹钟工作过程中，单片机根据显示屏上设定的闹钟时间，开启内部计时程序，在到达设定的时间后，单片机通过输出端口 Pl.2向数字控制模拟电子开关芯片U3的A通道控制端输出高低电平，控制a、ax通道通断，从而实现对微电流放电模块的控制；并且，单片机根据过流检测模块反馈给端口 Pl.3的信号，判断放电电流是否超过安全电流，使电流保持在O — 3mA范围内，实现过流检测与保护，使装置安全可靠的同时，又可以达到刺激人小腿或脚部位神经，唤醒用户的效果。
[0039]单片机电路可采用Atmel公司生产的AT89C51芯片，热传感器模块可采用DALLAS公司生产的DS18B20芯片，显示模块可采用MOTOROLA公司生产的PG12864F显示屏，微电流放电模块及过流检测模块采用美国德州仪器公司TI生产的⑶4053芯片、LM324芯片，电热丝网模块采用MOTOROLA公司生产的M0C3041芯片以及Hutson公司生产的三端双向交流开关 TRIAC0
[0040]本实用新型中微电流放电装置的设置，使得到达设定的时间，刺激点设在用户的脚部或者小腿位置放出微弱的电流(电流范围为O— 3mA)，使其产生轻微麻木的感觉，从而有效地刺激并唤醒用户，实现了无声闹钟功能，并能加热电热毯温度控制进行供暖，此闹钟方式静音安全有效，不会对除用户以外的人的睡眠造成影响。
【权利要求】
1.一种具有无声闹钟功能的电热毯，其特征在于:包括电热毯本体(I)、单片机电路模块、按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块、微电流放电模块、过流检测模块以及用于供电的电源模块，按键模块的各个按键和显示屏安装在电热毯本体(I)上部，电热丝网模块的电热丝(6 )呈网状安装在电热毯本体(I)的中部，微电流放电模块的放电接口( 5 )安装在电热毯本体(I)的底部；单片机电路模块分别与按键模块、显示屏、热传感器模块、电热丝网模块、微电流放电模块、过流检测模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有无声闹钟功能的电热毯，其特征在于:所述的单片机电路模块、按键模块、显示屏和热传感器模块具体连接如下: 单片机电路模块:单片机Ul的第一晶振端口与电容Cl的一端和晶振Yl的一端相连，单片机Ul的第二晶振端口与电容C2的一端以及晶振Yl的另一端相连，电容Cl的另一端和电容C2的另一端均接地；单片机Ul的电源端口接+5V电源，单片机Ul的接地端口接地，单片机Ul的使能端接地；单片机Ul的端口 Pl.0经电阻Rl与+5V电源正极相连； 热传感器模块:数字温度计芯片U2的端口 I/O与Ul的端口 Pl.0相连，U2的电源端口UDO与+5V电源正极相连，U2的接地端口 GND接地； 显示屏:显示屏IXD的8位数据总线D[0:7]与Ul的8位数据输出总线A[20:27]相连，IXD的VDD端口、CON端口接+5V电源正极，IXD的端口 FG、端口 VSS与端口 FSl接地，IXD的第5端口与Ul的端口 P2.0相连，IXD的第6端口与Ul的端口 P2.1相连，IXD的第7端口与Ul的端口 P3.0相连； 按键模块:包括按键SI?按键S8，按键SI?按键S4的一端相连后与单片机Ul的端口 P2.6相连，按键S5?按键S8的一端相连后与Ul的端口 P2.7相连，按键SI另一端与按键S5的另一端相连后与Ul的端口 P2.2相连，按键S2另一端与按键S6的另一端相连后与Ul的端口 P2.3相连，按键S3另一端与按键S7的另一端相连后与Ul的端口 P2.4相连，按键S4另一端与按键S8的另一端相连后与Ul的端口 P2.5相连。
3.根据权利要求2所述的一种具有无声闹钟功能的电热毯，其特征在于: 所述的电热丝网模块包括光电隔离触发芯片U4:光电隔离触发芯片U4的第2端口与单片机电路模块的单片机Ul的端口 Pl.1相连，U4的第I端口接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与+5V电源正极相连；光电隔离触发芯片U4的第4端口与电阻R3的一端以及三端双向交流开关Tl的栅极相连；U4的第6端口与电阻R4的一端相连，三端双向交流开关Tl的主电极的一端与电阻R4另一端、2 2 O V交流电源的一端相连,三端双向交流开关TI的另一主电极与电阻R3的另一端相连；电阻R5的一端接220V交流电源的一端，电阻R5的另一端与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与电热丝LI的一端、电阻R3的另一端相连，电热丝LI的另一端与220V交流电源的另一端相连。
4.根据权利要求2所述的一种具有无声闹钟功能的电热毯，其特征在于:所述的微电流放电模块以及过流检测模块的具体连接如下: 数字控制模拟电子开关芯片U3的第6端口 INH、第7端口 VEE、第8端口 VSS接地，U3的电源端口 VDD与+15V电源正极相连，U3的第11端口 A与单片机电路模块的单片机Ul的端口 Pl.2相连，U3的第12端口与二极管Dl的一端、电阻R6的一端相连以及互感线圈M3的一端相连，且电阻R6的另一端与互感线圈M2的一端相连，U3的第14端口 a与+3V电源E正极相连，电源负极与电阻R7的一端、三极管Ql的发射极相连，二极管Dl的另一端与电阻R7的另一端相连； 三极管Ql的基极B极与互感线圈M2的另一端相连，三极管Ql的集电极C极与互感线圈M3的另一端相连；互感线圈M2、互感线圈M3分别经过铁芯与互感线圈Ml相耦合；互感线圈Ml的一端与二极管D2的N极、电容C4的一端相连，互感线圈Ml的另一端与电容C5的一端、电阻R8的一端、电阻R9的一端以及电阻RlO的一端相连；电容C5的另一端与二极管D2的P极、二极管D3的N极以及电容C6的一端相连；二极管D3的P极与电容C4的另一端以及二极管D4的N极相连；二极管D4的P极与电容C6的另一端、电阻R8的另一端相连； 运算放大器芯片U5的第4端口接地，芯片U5的第5端口接+15V电源电压，芯片U5的第2端口与电阻RlO的另一端、电阻Rll的一端相连，芯片U5的第3端口与电阻R9的另一端相连，芯片U5的第I端口与电阻RlI的另外一端以及Ul的端口 Pl.3相连；芯片U5的第3端口作为Vout+放电端口，电阻R8与电容C6的公共端作为Vout-放电端口。
5.根据权利要求4所述的一种具有无声闹钟功能的电热毯，其特征在于:所述的微电流放电模块的Vout+放电端口与Vout-放电端口连接处有多组并联的放电接口，多组放电接口阵列排布安装在电热毯本体(I)底部。
【文档编号】H05B3/34GK204169542SQ201420678087
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】邓银秋 申请人:浙江大学