一种无源温度显示电路及水杯的制作方法

1.本实用新型主要涉及智能家用电器领域，特别是涉及一种无源温度显示电路及水杯。


背景技术：

2.随着生产力和科技水平的发展，人们对家用电器的使用要求越来越高，就智能水杯而言，人们希望能随时查看其内部的液体温度方便使用。现有市场中涉及水杯温度显示时一般采用两种方案：一种通过电池供电；另一种是利用杯中液体与环境的温差发电来为整个电路供电，使其能够检测出水杯中液体的温度。但前者在电池电量耗尽时，需要更换电池，后者在水杯中液体与环境的温差较小时，半导体温差发电片无法发电，无法测量出水杯中液体的温度。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题：
4.为了解决目前市场使用的显示温度的水杯采用电池供电方式需要更换电池的问题以及采用温差发电方式，在温差较小时无法测量杯中液体温度的问题，本实用新型提供一种无源温度显示电路及水杯。
5.本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案：
6.一方面，本实用新型提供一种无源温度显示电路，包括整流模块、储能模块、升压模块、温度传感器、mcu、显示屏，还包括机械能电能转换模块，所述机械能电能转换模块与整流模块相连，所述整流模块与储能模块相连，所述储能模块与升压模块相连，所述升压模块与温度传感器、mcu和显示屏相连，所述mcu与温度传感器和显示屏相连。
7.进一步的，所述机械能电能转换模块为封闭的柱体结构，柱体的内部设置有空心槽，所述空心槽的槽体内设置有永磁体，所述永磁体的两端分别通过可伸缩的弹簧连接空心槽的上下底面，柱体的外壳上缠绕着金属线圈。
8.进一步的，储能模块包括并联的第一储能电容和第二储能电容。
9.进一步的，所述升压模块包括boost升压电路、第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容与第二滤波电容并联后连接boost升压电路输出端。
10.进一步的，所述温度传感器通过i2c总线与mcu相连，所述显示屏通过通信线与mcu相连。
11.另一方面，本实用新型还提供一种无源温度显示水杯，包括所述的无源温度显示电路。
12.进一步的，所述无源温度显示电路设置在水杯的杯体中。
13.进一步的，所述水杯杯体的底部设置有空腔，所述无源温度显示电路中的整流模块、储能模块、升压模块和mcu设置在电路板上，并处于空腔中；所述无源温度显示电路中的机械能电能转换模块固定在空腔的底部；所述无源温度显示电路中的温度传感器安装在空
腔的上表面向盛放液体方向形成的凸起空间中；所述无源温度显示电路中的显示屏镶嵌在杯体的外侧面中。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型提供一种无源温度显示电路及水杯，电路中的机械能电能转换模块将机械能转换为电能，不再需要额外的外加电源或温差发电片来供电，解决了目前市场使用的显示温度的水杯采用电池供电方式需要更换电池的问题以及采用温差发电方式，在温差较小时无法测量杯中液体温度的问题。
附图说明
16.图1为所述的无源温度显示电路的电路结构图。
17.图2为所述机械能电能转换模块的内部剖面图。
18.图3为所述无源温度显示电路在水杯中的安装图。
19.图4为所述无源温度显示电路中显示屏在水杯中的安装图。
20.图中标记：1－弹簧；2－永磁体；3－金属线圈；4－外壳；5－机械能电能转换模块；6－电路板；7－温度传感器；8－显示屏；d1-整流桥；c1-第一储能电容；c2-第二储能电容；c3-第一滤波电容；c4-第二滤波电容。
具体实施方式：
21.本实用新型旨在提供一种无源温度显示电路和水杯，解决现有技术中的温度测量水杯利用电池供电时电池在电量耗尽需要更换电池的问题以及利用温差发电片发电当温差过小时无法发电导致的无法显示温度的问题。其核心思想是：利用无源温度显示电路中的机械能电能转换模块将机械能转换为电能为电路供电，所述无源温度显示电路包括整流模块、储能模块、升压模块、温度传感器、mcu、显示屏，还包括机械能电能转换模块，如图1所示，所述机械能电能转换模块与整流模块相连，所述整流模块与储能模块相连，所述储能模块与升压模块相连，所述升压模块与温度传感器、mcu和显示屏相连，所述mcu与温度传感器和显示屏相连；将所述无源温度显示电路安装在水杯的杯体中，在需要查看杯中液体温度时，通过摇晃水杯观测杯中液体的温度。
22.实施例：
23.如图3所示，所述水杯杯体的底部设置有空腔，所述无源温度显示电路中的整流模块、储能模块、升压模块和mcu设置在电路板6上，并处于空腔中；所述无源温度显示电路中的机械能电能转换模块5固定在空腔的底部；所述无源温度显示电路中的温度传感器7安装在空腔的上表面向盛放液体方向形成的凸起空间中；如图4所示，所述无源温度显示电路中的显示屏8镶嵌在杯体的外侧面中。
24.如图2所示，所述机械能电能转换模块5为封闭的柱体结构，柱体的内部设置有空心槽，所述空心槽的槽体内设置有永磁体2，所述永磁体2的两端分别通过可伸缩的弹簧1连接空心槽的上下底面，柱体的外壳上缠绕着金属线圈3，摇晃机械能电能转换模块5，金属线圈3切割磁感线，基于电磁感应原理产生感应电流和感应电动势。
25.机械能电能转换模块5产生的电流极性不定，所以在金属线圈3的后端接整流模块，本实用新型采用的整流模块为桥式整流电路，利用二极管的单向导通性将极性不定的
交流电转换为直流电；整流桥d1的引脚3与机械能电能转换模块上的金属线圈3的一端相连，引脚2与金属线圈3的另一端相连，引脚4接地，引脚1为电流的输出端，与储能模块相连。
26.机械能电能转换模块中基于电磁感应产生的电压幅值较小，不足以为后端的传感器、mcu和显示屏8供电，采用升压电路将前端电路输出的直流电的电压升为3.3v的标准电压，其中储能模块中第一储能电容c1、第二储能电容c2为boost升压电路供电，再通过第一滤波电容c3、第二滤波电容c4进行滤波，输出一个幅值稳定的3.3v标准直流电。
27.温度传感器7通过i2c总线与mcu相连，显示屏8通过通信线与mcu相连。
28.本实施例中的温度传感器7采用热敏电阻式，由前端电路输出的3.3v直流电供电，热敏电阻的阻值随着温度的变化而变化，所以热敏电阻上不同的阻值对应着水杯中液体不同的温度，热敏电阻作为温度传感器7的敏感元件和转换元件检测杯中液体的温度并向mcu输出电压信号。
29.本实施例中采用的mcu型号为sh79f084b,mcu的信号输入端接入前端电路输出的稳定的3.3v直流电，mcu采集温度传感器7中的数据，通过内部adc模块进行数据的处理得到杯中液体的温度，驱动显示屏8进行温度显示。


技术特征：
1.一种无源温度显示电路，包括整流模块、储能模块、升压模块、温度传感器、mcu、显示屏，其特征在于：还包括机械能电能转换模块，所述机械能电能转换模块与整流模块相连，所述整流模块与储能模块相连，所述储能模块与升压模块相连，所述升压模块与温度传感器、mcu和显示屏相连，所述mcu与温度传感器和显示屏相连。2.根据权利要求1所述的一种无源温度显示电路，其特征在于：所述机械能电能转换模块为封闭的柱体结构，柱体的内部设置有空心槽，所述空心槽的槽体内设置有永磁体，所述永磁体的两端分别通过可伸缩的弹簧连接空心槽的上下底面，柱体的外壳上缠绕着金属线圈。3.根据权利要求1所述的一种无源温度显示电路，其特征在于：所述储能模块包括并联的第一储能电容和第二储能电容。4.根据权利要求1所述的一种无源温度显示电路，其特征在于：所述升压模块包括boost升压电路、第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容与第二滤波电容并联后连接boost升压电路的输出端。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种无源温度显示电路，其特征在于：所述温度传感器通过i2c总线与mcu相连，所述显示屏通过通信线与mcu相连。6.一种无源温度显示水杯，其特征在于：包括如权利要求1-5任意一项所述的无源温度显示电路。7.根据权利要求6所述的一种无源温度显示水杯，其特征在于：所述无源温度显示电路设置在水杯的杯体中。8.根据权利要求7所述的一种无源温度显示水杯，其特征在于：所述水杯杯体的底部设置有空腔，所述无源温度显示电路中的整流模块、储能模块、升压模块和mcu设置在电路板上，并处于空腔中；所述无源温度显示电路中的机械能电能转换模块固定在空腔的底部；所述无源温度显示电路中的温度传感器安装在空腔的上表面向盛放液体方向形成的凸起空间中；所述无源温度显示电路中的显示屏镶嵌在杯体的外侧面中。

技术总结
本实用新型主要涉及智能家用电器领域。为了解决目前市场使用的显示温度的水杯采用电池供电方式需要更换电池的问题以及采用温差发电方式，在温差较小时无法测量杯中液体温度的问题，本实用新型提供一种无源温度显示电路及水杯，其核心思想是：在水杯中安装无源温度显示电路，电路中的机械能电能转换模块将机械能转换为电能，产生的交流电经过整流模块整流,再经过升压模块升压，其中储能模块为升压模块供电，升压模块输出稳定的3.3V直流电为温度传感器、MCU和显示屏供电，MCU处理温度传感器采集到的数据后发送到显示屏进行温度显示。本实用新型所提供的无源温度显示电路主要用于小型家用电器的温度测量。于小型家用电器的温度测量。于小型家用电器的温度测量。


技术研发人员：兰斌 杨智良 宋健康 徐静
受保护的技术使用者：四川爱创科技有限公司
技术研发日：2022.04.27
技术公布日：2022/8/8