一、概述

前面设计了一个Wi-Fi为了满足不同用户群体的需求，控制的智能水壶还设计了蓝牙控制的智能水壶。它与硬件电路兼容，只需要使用Wi-Fi模块换成Bluetooth LE模块即可。

1、功能

（1）APP控制，触摸按键控制。

(2)恒温控制、保温模式可选、预约定时控制、开水模式可选。

(3)干烧断电，故障报警。

2、硬件框图

二、硬件方案介绍

选择低功耗嵌入式涂鸦智能BLE模块作为主控实现智能水壶，电路分为主控和电源部分等：

1、电源设计

(1)原理图(点击下载)

2、主控设计

（1）原理图（点击下载）

（2）PCB(点击下载)

3、功能模块

(1)电源设计电路

电源系统有各种保护，包括过温保护（OTP）、VCC 锁定欠压保护（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）和开环保护。该电路是220V转5V降压电路的输入级由保险电阻组成F2.防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D3、EMI滤波电容C5和C以及滤波电感L1组成。保险电阻F二是阻燃可熔绕线电阻，具有多种功能：

a.将桥堆D浪涌电流限制在安全范围内；

b.差模噪声的衰减；

c.当任何其他部件出现短路故障时，都可以作为输入保险丝的功能(部件故障时必须安全开路，不得有烟雾、火灾和过热发光)。压敏电阻RT1用于防雷，提高系统可靠性。电源处理级由宽电压高效电源芯片组成MP174A 、续流二极管D5、输出电感L2及输出电容C4构成。

电路特点：无噪音，发热低。

（2）NTC温度传感器

日本芝浦/华工高理温度传感器用于精确控温±1%。( B=3950, R=10K)

（ 温度传感器实物图)

(温度检测电路)

温度探头是 100k负温度系数，100度时6.6k0度时约3000度k常温下100左右K左右。

在温度检测电路中R5和R7在电源板上，其余部分在主控板上。温度采集使用NTC根据这一特点，模块通过热敏电阻，热敏电阻在不同温度下具有不同的电阻值 ADC口收集此时的电压，以转换此时的温度值。

温度检测电路：R8为20k定值电阻，R7.热敏电阻(常温为1000)k阻值），ADC热敏电阻的电阻值可根据欧姆定律计算。

（3） STRIX温控器

在喇叭电水壶设计原理的基础上，增加了温度限制自动控制器（主要是双金属恒温控制器或磁控制恒温自动开关），当水沸腾时，产生的水蒸气使温度感应元件变形，驱动微开关切断电源，大大提高了电水壶的安全性能。当锅内水面低于电热管(电热管温度超过100时，一些优质电热水壶中的限温控制器采用类似记忆合金的新型热敏材料(自动恒温控制开关)℃以上)自动恒温控制开关会自动切断电源，保护电热水壶不烧坏。

下图是英国STRIX温控器，温控器是水壶的心脏。

(温控器正面图)

（ 温控器背面图)

（4）蜂鸣器

• 无源蜂鸣器(外部驱动，又称他激蜂鸣器)

无源他激型蜂鸣器的工作发声原理是：方波信号输入，谐振装置转换为声音信号输出。

（ 蜂鸣器控制电路)

电阻R在主控板上，其余部分在电源板上。R3的作用主要是限流，也起到一定的抗干扰能力。无源蜂鸣器外部无振荡源，频率必须为500Hz～4.5KHz 脉冲信号驱动它之间的声音。

蜂鸣器电流大，需要三极管驱动，加一个 510 欧的电阻（R3)作为限流电阻。此外，还增加了一个。 D4 二极管，称为续流二极管。蜂鸣器是一种传感器件。当三极管导通给蜂鸣器供电时，导通电流会流过蜂鸣器。

众所周知，当电感断开电源(DC)时，其电流应逐渐减小，使其磁场能量逐渐减小，不会发生突变。这种电流的逐渐降低取决于设计中提供的电感放电(续流)电路；如果不提供，电弧和有害电弧会在断开的地方发生。此设计中D4二极管提供续流电路，防止高压反向电势突然断电，缩短使用寿命。

(5)预留管脚

为后续增加功能，预留此管脚。

(6)触摸按钮(点击下载)

本设计在触摸焊盘上加入导电泡棉，增强导电性。

                  （导电泡棉）

                                                       

                                                                (触摸按键实物图）

       按键检测芯片选用TS02N，TS02N是双通道电容式传感器，具有自动灵敏度校准功能。电源电压范围为2.5 ~ 5.5V。通过并联输出端口(OUT1和OUT2)可以检测触摸感知的结果，低电平触发。由于有了SYNC功能，两个TS02N可以同时在一个应用程序上工作。

（1）管脚分配：

管脚	作用
P7	煮沸键
P8	保温键

（2）TS02N使用说明：

触摸焊盘P1时，P8输出低电平；同理，触摸焊盘P2时，P7输出低电平。

触摸检测电路

4、电气原理图（点击下载）

主控板上设有主控芯片，无线信号接收及发生装置与主控芯片集成为一体或相互独立。

主控板上设有煮沸控制开关和保温控制开关。

电源板上设有继电器，继电器包括继电器线圈和继电器开关，继电器线圈通过电源板与主控板电性连接，继电器开关与加热电路电性连接、并控制加热电路的通断。

以上是智能烧水壶蓝牙版本硬件设计所有内容，如果您有更好的方案建议欢迎留言讨论！