一种多功能充电式放大镜及其控制方法与流程

本发明涉及放大镜领域，具体是一种多功能充电式放大镜及其控制方法。

背景技术：

目前市场上的放大镜功能相对单一，实用性差，操控不稳定，使用寿命短。而具有照明功能的放大镜大多采用的是一次性电池，容量低，更换电池也比较麻烦，且因电池容量的局限，照明亮度较低，不能满足使用人群对光线强度的和长时间使用的要求，且一次性电池长时间使用有漏液的情况，对产品自身和环境都造成污染，环保性差，且降低了放大镜产品的使用寿命。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种多功能充电式放大镜及其控制方法，多功能充电式放大镜采用快速充电管理，充放电保护的充电电池储能方式，通过对操控装置的轻触或者长按的触发信号经过微型单片机处理，由驱动电路来控制照明灯和紫外线灯的独立开关和亮度调整，操控简便，稳定可靠，大大延长了使用寿命；且具有放大显示查看、照明、紫外线验钞和观察紫外线敏感物体的功能，适宜不同使用人群的需求。

本发明的技术方案为：

一种多功能充电式放大镜，包括有壳体、放大镜片、操控装置、电路板、充电电池BT1、照明灯D3和紫外线灯D4，所述的壳体的顶部设置有放大镜安装孔，所述的放大镜片固定于放大镜安装孔内，所述的操控装置、照明灯D3、紫外线灯D4均设置于壳体上，所述的电路板和充电电池BT1均设置于壳体内，所述的充电电池BT1、操控装置、照明灯D3、紫外线灯D4均与电路板电连接，且所述的壳体上设置有与电路板连接的充电接口DC；

所述的电路板上设置有控制管理电路，充电接口电路，驱动电路，充电管理电路和充放电保护电路；

所述的控制管理电路包括有微型单片机IC4、电阻R5和电容C4，微型单片机IC4的引脚1连接电阻R6的一端，微型单片机IC4的引脚2通过电容C4接地，且微型单片机IC4的引脚2连接充电电池BT1的正极，微型单片机IC4的引脚3连接电阻R5的一端，微型单片机IC4的引脚4接地，微型单片机IC4的引脚5和引脚6分别与充电接口DC的引脚3和引脚2连接，微型单片机IC4的引脚7连接操控装置；

所述的充电接口电路包括有所述的充电接口DC和电容C1，充电接口DC的引脚1是电源适配器正极输入端，且通过电容C1接地，充电接口DC的引脚5接地；

所述的驱动电路包括有P沟道MOS管Q1、P沟道MOS管Q2、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11，P沟道MOS管Q1的栅极通过电阻R8后连同P沟道MOS管Q1的源极与充电电池BT1的正极连接，且P沟道MOS管Q1的栅极连接控制管理电路中电阻R5的另一端，P沟道MOS管Q1的漏极通过电阻R9与照明灯D3的正极连接，照明灯D3的负极接地；所述的P沟道MOS管Q2的栅极通过电阻R10后连同P沟道MOS管Q2的源极与充电电池BT1的正极连接，且P沟道MOS管Q2的栅极连接控制管理电路中电阻R6的另一端，P沟道MOS管Q2的漏极通过电阻R11与紫外线灯D4的正极连接，紫外线灯D4的负极接地；

所述的充电管理电路包括有充电管理芯片IC1、电阻R2和电容C2，所述的充电管理芯片IC1的引脚4与电接口DC的引脚1连接，电管理芯片IC1的引脚5通过电阻R2接地，电管理芯片IC1的引脚3通过电容C2接地，且电管理芯片IC1的引脚3与充电电池BT1的正极连接，充电管理芯片IC1的引脚2直接接地；

所述的充放电保护电路包括有充电保护控制芯片IC2、充电保护导通芯片IC3、电阻R3、电阻R4和电容C3，充电保护导通芯片IC3内设置有两个N沟道MOS管，所述的充电保护控制芯片IC2的引脚5通过R3与充电电池BT1的正极连接，充电保护控制芯片IC2的引脚5通过电容C3与充电保护控制芯片IC2的引脚6连接，且充电保护控制芯片IC2的引脚6直接与充电电池BT1的负极连接，充电保护控制芯片IC2的引脚6与充电保护导通芯片IC3其中一个N沟道MOS管的源极S1接口连接，充电保护控制芯片IC2的引脚2通过电阻R4接地，充电保护控制芯片IC2的引脚1与充电保护导通芯片IC3其中一个N沟道MOS管的栅极G1接口连接，充电保护控制芯片IC2的引脚3与充电保护导通芯片IC3另一个N沟道MOS管的栅极G2接口连接，充电保护导通芯片IC3其中一个N沟道MOS管的漏极D1与另一个N沟道MOS管的漏极D2连接，充电保护导通芯片IC3另一个N沟道MOS管的源极接地。

所述的多功能充电式放大镜还包括有设置于壳体上且朝向放大镜片的充电指示灯D1，所述的电路板上设置有充电指示电路，充电指示电路包括有所述的充电指示灯D1和电阻R1，所述的充电指示灯D1的正极分别与充电接口DC的引脚1、充电管理芯片IC1的引脚4连接，充电指示灯D1的负极通过电阻R1与充电管理芯片IC1的引脚1连接。

所述的多功能充电式放大镜还包括有设置于壳体上且朝向放大镜片的亏电指示灯D2，所述的电路板上设置有亏电指示电路，亏电指示电路包括有所述的亏电指示灯D2和电阻R7，所述的亏电指示灯D2的正极通过电阻R7与充电电池BT1的正极连接，亏电指示灯D2的负极与微型单片机IC4的引脚8连接。

所述的操控装置包括按键K，所述的电路板上设置有按键电路，按键电路包括有所述的按键K和电容C5，所述的按键K的一端、电容C5的一端均与微型单片机IC4的引脚7连接，按键K的另一端、电容C5的另一端均接地。

所述的操控装置包括有触摸电路，所述的触摸电路包括有触摸芯片IC0、电容C5和电容C6，触摸芯片IC0的引脚1与微型单片机IC4的引脚7连接，触摸芯片IC0的引脚2接地，触摸芯片IC0的引脚3通过电容C5接地，触摸芯片IC0的引脚5与充电电池BT1的正极连接，且触摸芯片IC0的引脚5通过电容C6接地。

所述的壳体的底部设置有连接孔。

一种多功能充电式放大镜的控制方法，具体包括有以下步骤：

(1)、当用户轻触操控装置的控制键时，微型单片机IC4的引脚4得到一个短暂的下拉信号，微型单片机IC4的引脚3控制端通过电阻R5把驱动电路P沟道MOS管Q1引脚1的输出电平拉至低电平，P沟道MOS管Q1导通，照明灯D3开启为最高亮度；

(2)、当用户长按操控装置的控制键时，微型单片机IC4的引脚3输出PWM脉冲控制驱动电路P沟道MOS管Q1的门限，这时照明灯D3的灯光亮度从100％到10％逐步降低再从10％到100％逐步升高，亮度循环变化直至达到满意亮度后松手，微型单片机IC4自动记忆设置的亮度；

(3)、当用户再轻触操控装置的控制键时，照明灯D3关闭；

(4)、关闭照明灯D3的状态时，长按操控装置的控制键时，微型单片机IC4的引脚1通过电阻R6把驱动电路P沟道MOS管Q2引脚1的输出电平拉至低电平，P沟道MOS管Q2导通，开启紫外线灯D4；当再长按操控装置的控制键时，紫外线灯D4关闭。

本发明的优点：

(1)、本发明采用充电电池供电，采用充电接口对充电电池进行快速充电储能，节约了资源，又避免重复浪费；

(2)、本发明设置有充电管理电路和充电保护电路，有效防止充电电池过充过放、短路，保障产品使用安全可靠；

(3)、本发明通过对操控装置控制键的轻触或者长按的触发信号经过微型单片机处理，由驱动电路来控制照明灯和紫外线灯的独立开关和亮度调整，这样大大延长了操控装置的使用寿命；

(4)、本发明具有照明、放大显示查看和紫外线验钞、观察紫外线敏感物体的功能，具有多种功能，满足用户的使用需求；

(5)、本发明底部设置有连接孔，可固定连接于底座的支撑杆上，作为台灯或作为台式放大镜使用；支撑杆为金属软管，可以轻松调整聚焦，方便观察不同大小的物体；

(6)、本发明设置有朝向放大镜片且不同颜色的充电指示灯和亏电指示灯，放大镜在充电时，或者电量不足时，有不同颜色的指示灯照射到放大镜片上产生绚丽的颜色，可以让用户清晰的知道充放电状态，增加了使用感受和乐趣。

本发明的体积小，方便拆装和携带，以适应不同人群的使用需求。

附图说明

图1是本发明放大镜的主视透视图。

图2是本发明放大镜的后视图。

图3是本发明控制管理电路、亏电指示电路和按键电路的电路连接图。

图4是本发明充电接口电路、充电指示电路、充电管理电路、充电电池BT1和充电保护电路的电路连接图。

图5是本发明驱动电路的电路图。

图6是本发明触摸电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

见图1和图2，一种多功能充电式放大镜，包括有壳体01、放大镜片02、按键K、电路板04、充电电池BT1、照明灯D3、紫外线灯D4、充电指示灯D1和亏电指示灯D2，壳体01的顶部设置有放大镜安装孔，放大镜片02固定于放大镜安装孔内，按键K、照明灯D3、紫外线灯D4、充电指示灯D1和亏电指示灯D2均设置于壳体01的外壁上，且充电指示灯D1和亏电指示灯D2朝向放大镜片02，电路板和充电电池BT1(见图4)均设置于壳体01内，充电电池BT1、按键K、照明灯D3和紫外线灯D4均与电路板04电连接，且壳体01上设置有与电路板连接的充电接口DC，壳体01的底部设置有内螺纹连接孔03，壳体01通过内螺纹连接孔03与固定于支座上的支撑杆顶端连接固定；

电路板上设置有控制管理电路105，充电接口电路101，驱动电路107，充电管理电路103、充放电保护电路104、充电指示电路102、亏电指示灯电路108和按键电路106；

见图3，控制管理电路105包括有微型单片机IC4、电阻R5和电容C4，微型单片机IC4的引脚2通过电容C4接地，且微型单片机IC4的引脚2连接充电电池BT1的正极，电容C4对充电电池BT1提供的电源进行滤波处理，微型单片机IC4的引脚3连接电阻R5的一端，微型单片机IC4的引脚1连接电阻R6的一端，微型单片机IC4的引脚4接地，微型单片机IC4的引脚5和引脚6分别与充电接口DC的引脚3和引脚2连接，方便产品直接通过充电接口进行程序的烧写和升级，微型单片机IC4的引脚7连接按键K，在开机状态时，微型单片机IC4通过引脚2时时检测充电电池BT1的状态以确保充电电池BT1处于正常状态，微型单片机IC4的引脚7为开关信号输入端，接收来自按键电路106或触摸电路109的控制信号；

图4，充电接口电路101包括有充电接口DC和电容C1，充电接口DC的引脚1是电源适配器正极输入端，且通过电容C1接地，充电接口DC的引脚5接地；充电接口DC为MICRO通用接口，电源适配器可以使用手机数码产品的5V USB口充电器为其充电，充电电流经过DC接口以及电容C1的滤波后进入到充电管理电路103的充电管理芯片IC1的引脚4；

见图4，充电指示电路102包括有充电指示灯D1和电阻R1，充电指示灯D1的正极分别与充电接口DC的引脚1、充电管理芯片IC1的引脚4连接，充电指示灯D1的负极通过电阻R1与充电管理芯片IC1的引脚1连接；

充电指示电路102中的充电指示灯D1为蓝色高亮LED，经过限流电阻R1到充电管理芯片IC1的引脚1，充电时，充电管理芯片IC1的引脚1下拉为低电平，充电指示灯D1点亮，显示充电状态，当充电管理芯片IC1检测充电电池BT1充满到4.2V时，充电管理电路103控制充电终止，充电管理芯片IC1的引脚1输出高电平，充电指示灯D1熄灭，完成充电。

见图4，充电管理电路103包括有充电管理芯片IC1、电阻R2和电容C2，充电管理芯片IC1的引脚4与电接口DC的引脚1连接，充电管理芯片IC1的引脚5通过电阻R2接地，电管理芯片IC1的引脚3通过电容C2接地，且电管理芯片IC1的引脚3与充电电池BT1的正极连接，电管理芯片IC1的引脚2直接接地；充电管理芯片IC1是单节充电电池专用充电管理芯片，充电电流通过连接于充电管理芯片IC1引脚5上的电阻R2来设置充电电流的大小，充电管理芯片IC1可以自动检测电池电量多少，进行相应的恒流、恒压、涓流、三段式充电方式，充电管理芯片IC1的引脚3为充电电流输出端，充电电流再经过电容C2滤波，把电能充入到充电电池BT1中；

见图4，充放电保护电路104包括有充电保护控制芯片IC2、充电保护导通芯片IC3、电阻R3、电阻R4和电容C3，充电保护导通芯片IC3内设置有两个N沟道MOS管，充电保护控制芯片IC2的引脚5通过R3与充电电池BT1的正极连接，充电保护控制芯片IC2的引脚5通过电容C3与充电保护控制芯片IC2的引脚6连接，且充电保护控制芯片IC2的引脚6直接与充电电池BT1的负极连接，充电保护控制芯片IC2的引脚6与充电保护导通芯片IC3其中一个N沟道MOS管的源极S1接口连接，充电保护控制芯片IC2的引脚2通过电阻R4接地，充电保护控制芯片IC2的引脚1与充电保护导通芯片IC3其中一个N沟道MOS管的栅极G1接口连接，充电保护控制芯片IC2的引脚3与充电保护导通芯片IC3另一个N沟道MOS管的栅极G2接口连接，充电保护导通芯片IC3其中一个N沟道MOS管的漏极D1与另一个N沟道MOS管的漏极D2连接，充电保护导通芯片IC3另一个N沟道MOS管的源极接地；

充电电池BT1连接充电电池保护电路104，充电保护控制芯片IC2内部集成电压电流比较器，电阻R3、电容C3为充电保护控制芯片IC2提供稳定的电压，充电保护控制芯片IC2的引脚2连接有电阻R4，为反向电压输入端；当充电电池BT1电压在2.8V-4.2V正常范围内，充电保护控制芯片IC2的引脚1、引脚3输出高电平分别到充电保护导通芯片IC3的G1、G2接口，充电保护导通芯片IC3内置2个N沟道MOS管，当充电保护导通芯片IC3的G1、G2接口输入的为高电平时，2个N沟道MOS管完全导通，充电电池BT1的负极通过充电保护导通芯片IC3内部的S1--D1--D2--S2后接地，形成供电回路；当充电电池BT1电压过低、过高或者过流、短路时，充电保护控制芯片IC2的引脚1、引脚3输出低电平分别到充电保护导通芯片IC3的G1、G2接口，使相应的N沟道MOS管处于开路状态，断开充电电池BT1的负极和充电电池保护电路的连接，达到保护电池的目的，以实现过充、过放、短路的保护功能，提高产品的安全可靠性；

见图3，按键电路106包括有按键K和电容C5，按键K的一端、电容C5的一端均与微型单片机IC4的引脚7连接，按键K的另一端、电容C5的另一端均接地；

见图5，驱动电路107包括有P沟道MOS管Q1、P沟道MOS管Q2、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11，P沟道MOS管Q1的栅极通过电阻R8后连同P沟道MOS管Q1的源极与充电电池BT1的正极连接，且P沟道MOS管Q1的栅极连接控制管理电路中电阻R5的另一端，P沟道MOS管Q1的漏极通过电阻R9与照明灯D3的正极连接，照明灯D3的负极接地，P沟道MOS管Q2的栅极通过电阻R10后连同P沟道MOS管Q2的源极与充电电池BT1的正极连接，且P沟道MOS管Q2的栅极连接控制管理电路中电阻R6的另一端，P沟道MOS管Q2的漏极通过电阻R11与紫外线灯D4的正极连接，紫外线灯D4的负极接地；

见图3，亏电指示电路108包括有亏电指示灯D2和电阻R7，亏电指示灯D2的正极通过电阻R7与充电电池BT1的正极连接，亏电指示灯D2的负极与微型单片机IC4的引脚8连接；

按键K为轻触开关，电容C5防止按键K误动作和抗干扰；用户通过短按和长按开关的方式来分别控制照明灯或者紫外线灯的开启；当轻触(2秒以内)按键K时，微型单片机IC4的引脚4得到一个短暂的下拉信号，微型单片机IC4的引脚3控制端通过电阻R5把驱动电路P沟道MOS管Q1引脚1的输出电平拉至低电平，P沟道MOS管Q1导通，照明灯D3开启为最高亮度；当用户感觉亮度太高，或想节约电能，延长使用时间，降低亮度时，只要长按按键K，微型单片机IC4的引脚3输出PWM脉冲控制驱动电路P沟道MOS管Q1的门限，这时照明灯D3的灯光亮度从100％到10％逐步降低，(100％-10％循环变化)并达到满意亮度后松手，微型单片机IC4自动记忆设置的亮度；当再轻触按键K时，照明灯D3关闭；在关闭照明灯D3的状态时，长按(2-3秒)按键K，微型单片机IC4的引脚1通过电阻R6把驱动电路P沟道MOS管Q2引脚1的输出电平拉至低电平，P沟道MOS管Q2导通，开启紫外线灯D4，再短时(2-3秒)按住按键K时，紫外线灯D4关闭。大容量充电电池BT1可以保证产品的长时间高亮度照明，也可以紫外线验钞，观察紫外线敏感物体等；

当充电电池BT1的电压接近低电压时(3V)，控制管理电路105通过亏电指示D2的红色高亮闪烁提醒用户及时充电。当充电电池BT1的电压过低或者异常，微型单片机IC4的引脚1和引脚3输出高电平，使P沟道MOS管Q1、P沟道MOS管Q2处于截止状态，然后微型单片机IC4进入休眠，以起到对充电电池BT1的二级保护。休眠状态下自身功耗低于0.1UA，功耗几乎可以忽略不计，大大延长了放大镜存放和使用时间。

见图6，按键电路106可替换成触摸电路109，触摸电路109是备选操控电路，触摸电路109包括有触摸芯片IC0、电容C5和电容C6，触摸芯片IC0的引脚1与微型单片机IC4的引脚7连接，触摸芯片IC0的引脚2接地，触摸芯片IC0的引脚3通过电容C5接地，触摸芯片IC0的引脚5与充电电池BT1的正极连接，且触摸芯片IC0的引脚5通过电容C6接地。

触摸芯片IC0是单键触摸IC，引脚3是触摸输入端，引脚5是电源输入端，引脚1是触摸信号输出端，电容C5滤除干扰。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。