通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电子烟具的技术领域，特别涉及一种通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟及其控制方法。
背景技术
电子烟，其作用是用户吸烟时将烟液进行加热，烟液受热后变成烟雾，吸烟用户得以吸入具有香烟味道的烟雾。由于烟液是通过发热冒烟而不是明火燃烧，避免了用户吸入烟草制品因明火燃烧产生的大量有害物质，故使用电子烟进行吸烟得到广泛使用。
现有的电子烟，一般包括包括外壳、雾化装置、电池和控制电路板，雾化装置内储存有烟液，并设有雾化烟液的发热元件，加热雾化时，雾化装置内的烟液通过渗透或传导至发热元件。现有的电子烟，进行启动时，或者通过用按键启动的方式进行启动，或者在吸烟时通过咪头自动感应气流来启动电子烟并进入吸烟状态，这样的方式，均不能有效防止儿童或未成年人进行吸烟。另外，现有的电子烟，在吸烟时，不能按用户的意愿简单自动地调节烟雾量的大小。
发明内容
本发明的目的是为克服上述技术的不足，提供一种通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟，该电子烟的触控压力传感器可以检测用户手指对其触控压力的大小，以便中心控制单元控制电子烟启动，和控制功率输出单元调节输出功率给发热元件从而调节烟雾量的大小。本发明的另一目的是提供一种通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟的控制方法。
本发明的技术解决方案是，通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟，包括外壳、雾化装置、电池和控制电路板，所述雾化装置包括发热元件，所述发热元件用于将烟液加热雾化成电子烟雾，所述控制电路板上设有中心控制单元、及与中心控制单元电连接的触控压力传感器、功率输出单元和系统供电单元，所述触控压力传感器外表面露出设于所述外壳表面，所述电池通过所述系统供电单元给所述中心控制单元供电，且通过所述功率输出单元给所述发热元件供电，所述中心控制单元控制所述功率输出单元调节发热元件工作时的功率，所述触控压力传感器用于检测用户对其进行触碰时的触控压力并将检测到的触控压力检测值传送给所述中心控制单元，当电子烟处于关机状态，且所述触控压力检测值达到第一预设触控压力值或单位时间内触控次数达到预设次数时，触发中心控制单元启动电子烟进入待机状态，或当电子烟处于吸烟状态且所述触控压力检测值达到第二预设触控压力值时，触发中心控制单元向所述功率输出单元发出控制信号使得功率输出单元对所述发热元件进行功率调节。
优选地，所述外壳表面还设有与所述中心控制单元电连接的显示单元，所述显示单元用于显示电子烟工作时的各种工作参数和警告信息。
优选地，所述控制电路板上还设有与所述发热元件及中心控制单元电连接并用于检测发热元件电阻阻值的阻值检测单元，所述阻值检测单元将实时检测到的发热元件的阻值检测值反馈给所述中心控制单元，所述中心控制单元根据阻值检测值调节所述功率输出单元的功率输出保持稳定。
优选地，所述第二预设触控压力值设有若干个不同的预设值，所述功率输出单元对所述发热元件输出不同的功率。
优选地，所述中心控制单元包括第一芯片，所述第一芯片设有28个引脚，其中，第3引脚连接供电信号端VDD，第4引脚接地，第5引脚连接上电复位信号端NRST，第8引脚连接发热元件的第一电压信号端R-DET，第9引脚连接发热元件的第二电压信号端I-DET，第12引脚连接咪头信号端MIC，第14引脚连接测电阻使能信号端R-DET-EN,第15引脚连接电池电压信号端BATTERY-VOLTAGE，第16引脚连接红色指示灯信号端LED-RED，第17引脚连接电池电压检测控制信号端BATTERY-DIV-SW,第18引脚连接蓝色指示灯信号端LED-BLUE，第19引脚连接绿色指示灯信号端LED-GREEN，第20引脚连接第一程序烧录信号端SWDIO，第21引脚连接第二程序烧录信号端SWCLK，第23引脚连接触控压力数据通信负信号端S-，第23引脚连接触控压力数据通信正信号端S+，第28引脚连接功率控制信号端PWM-EN。
优选地，所述触控压力传感器包括第二芯片，所述第二芯片设有四个引脚，其中第1引脚连接触控压力数据通信负信号端S-，第2引脚连接触控压力数据通信正信号端S+，第3引脚接地，第4引脚连接电源信号端VDD，同时，第1引脚与第4引脚之间连接有电阻R2，第2引脚与第4引脚之间连接有电阻R8，第4引脚同时连接有滤波电容C4，滤波电容C4另一端接地。
优选地，所述功率输出单元包括第一MOS管和第二MOS管，两者均包括8个引脚，其中第1、2、6、7、8引脚合并为D极，第3引脚为G极，第4、5引脚合并为S极，第二MOS管的D极连接所述发热元件的输出电压信号端PWM-OUT，第二MOS管的D极同时还连接电阻R3后连接发热元件的第二电压信号端I-DET，所述发热元件的第二电压信号端I-DET并联电阻R33和电容C2后接地，第一MOS管的D极连接电阻R11后连接发热元件的第一电压信号端R-DET，所述发热元件的第一电压信号端R-DET端并联电阻R24和电容C1后接地，第一MOS管的D极和第二MOS管的D极之间还连接有电阻R5；所述第二MOS管的G极与S极之间串接电阻R7，第一MOS管的G极与S极串接电阻R1，第二MOS管的S极与第一MOS管的S极直接连接且与供电信号BAT+连接，第二MOS管的G极连接功率控制信号端PWM-EN，第一MOS管的G极连接测电阻使能信号端R-DET-EN。
优选地，所述控制电路板上还设有与中心控制单元电连接的电池电压检测单元，所述电池电压检测单元包括与电池正极端BAT+连接的电阻R13，电阻R13的另一端同时连接电池电压检测信号端BATTERY-VOLTAGE、电阻R20的一端和电容C9的一端，电容C9的另一端接地，电阻R20的另一端连接电池电压检测控制信号端BATTERY-DIV-SW。
本发明的另一种技术方案是，通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟的控制方法，包括以下步骤：
⑴参数初始化，包括触控压力传感器参数初始化、中心控制单元对开机参数初始化、中心控制单元对输出调节的初始化；
⑵判断电子烟是否处于开机状态，如果是，则进入步骤(8)，如果否，则进入下一步；
⑶触控压力传感器检测是否有触控信号，如果是，则进入步骤(5)，如果否，则进入下一步；
⑷电子烟保持关机状态，返回上一步；
⑸中心控制单元读取触控压力检测值或单位时间内的触控次数；
⑹中心控制单元判断触控压力检测值或单位时间内触控次数是否达到第一预设触控压力值或预设次数，如果是，则进入下一步，如果否，则返回步骤(4)；
⑺电子烟自动进行开机；
⑻电子烟进入吸烟状态；
⑼触控压力传感器检测是否有触控信号，如果否，则返回上一步，如果是，则进入下一步；
⑽中心控制单元读取触控压力检测值；
⑾中心控制单元判断触控压力检测值是否达到第二预设触控压力值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回步骤(8)；
⑿中心控制单元控制功率输出单元按预设方法调节输出功率至发热元件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是，可使用户通过施加不同触碰压力或触碰次数给触控压力传感器来控制电子烟进行启动，这种施加不同触碰压力或触碰次数的启动，需要具备一定事先了解的诀窍，这样可避免不了解该诀窍的儿童或未成年人使用本发明的电子烟进行吸烟。另外，在吸烟时，用户通过施加不同触碰压力给触控压力传感器，还可用来控制调节功率输出从而发出不同的烟雾量，这样即可按用户的意愿简单自动地调节烟雾量的大小，满足用户不同的需要。
附图说明
图1是本发明电子烟的透视示意图；
图2是本发明电子烟的正视示意图；
图3是本发明电子烟的功能结构框图；
图4是本发明中心控制单元第一芯片的电路连接结构图；
图5是本发明触控压力传感器第二芯片的电路连接结构图；
图6是本发明功率输出单元的电路连接结构图；
图7是本发明电池电压检测单元的电路连接结构图；
图8是本发明控制方法流程图。
具体实施方式
本发明电子烟所述的关机状态，是指控制电路大部分都处于休眠状态，仅有触控压力传感器处于检测状态和MCU对触控压力传感器保有最低限度的判断状态。本发明电子烟所述的开机状态或待机状态，是指电子烟的控制电路及元件都处于已通电或处于备用状态，本发明电子烟所述的吸烟状态是指控制电路都已通电或处于备用状态，且发热元件也已经供电工作，用户吸烟发出烟雾状态。
本发明下面将结合附图作进一步详述：
实施例
如图1、图2所示，本发明一种通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟，包括外壳1、雾化装置2、电池3和控制电路板4，雾化装置2包括用于将烟液6加热雾化成电子烟雾的发热元件21，外壳1表面设有触控面板5，该触控面板5为触控压力传感器41的一部分。
如图3所示，控制电路板4上设有中心控制单元40、及与中心控制单元40电连接的触控压力传感器41、功率输出单元42和系统供电单元43，触控压力传感器41外表面露出设于外壳1的表面，电池3通过系统供电单元43给中心控制单元40供电，且通过功率输出单元42给发热元件21供电，中心控制单元40控制功率输出单元42调节发热元件21工作时的功率，触控压力传感器41用于检测用户用手对其进行触碰时的触控压力大小并将检测到的触控压力检测值传送给中心控制单元40。当本发明的电子烟处于关机状态，且触控压力检测值达到第一预设触控压力值或单位时间内触控次数达到预设次数时，即可触发中心控制单元40启动本发明电子烟进入待机状态，或当本发明电子烟处于吸烟状态且触控压力检测值达到第二预设触控压力值时，触发中心控制单元40向功率输出单元42发出控制信号使得功率输出单元42对发热元件21进行功率调节。
如上所述，用户通过施加不同触碰压力或触碰次数给触控压力传感器来控制电子烟进行启动，这种施加不同触碰压力或触碰次数的启动，需要具备一定事先了解的诀窍，而正常情况下，儿童或未成年人是不了解该诀窍的，这样即可避免儿童或未成年人使用本发明的电子烟进行吸烟。另外，第二预设触控压力值可设有若干个不同的预设值，这样功率输出单元42对发热元件21可输出不同的功率。比如，检测到的触控压力检测值越大，则对发热元件21的输出功率也越大，功率越大，则雾化装置2发出的烟雾也越多。即用户对触控压力传感器施加越大的触控压力，则吸出的烟雾量也越多，以便按用户的意愿简单自动地调节烟雾量的大小，满足用户不同对烟雾量的需要。
如图2、图3所示，外壳1的表面还设有与中心控制单元40电连接的显示单元44，显示单元44用于显示电子烟工作时的各种工作参数和警告信息。
如图3所示，控制电路板4上还设有与发热元件21及中心控制单元40电连接并用于检测发热元件21电阻阻值的阻值检测单元45，用户吸烟时，阻值检测单元45将实时检测到的发热元件的阻值检测值反馈给中心控制单元40，中心控制单元40根据阻值检测值也可以调节功率输出单元43，功率输出单元43对发热元件21维持稳定的功率输出。电子烟在吸烟过程中，发热元件的阻值一般会随着温度变化而产生变化，阻值变化而功率也将发生变化，这样吸出的烟雾量就会产生变化，烟雾量不稳定。为了维持吸烟过程中烟雾量的稳定，中心控制单元40根据阻值检测值可以调节功率输出确保功率输出稳定。
如图4所示，中心控制单元40包括第一芯片MCU，第一芯片MCU设有28个引脚，其中，第3引脚连接供电信号端VDD，供电信号端VDD的电压一般为2.5V，第4引脚接地，第5引脚连接上电复位信号端NRST，第8引脚连接发热元件的第一电压信号端R-DET，第9引脚连接发热元件的第二电压信号端I-DET，第12引脚连接咪头信号端MIC，第14引脚连接测电阻使能信号端R-DET-EN,第15引脚连接电池电压信号端BATTERY-VOLTAGE，第16引脚连接红色指示灯信号端LED-RED，第17引脚连接电池电压检测控制信号端BATTERY-DIV-SW,第18引脚连接蓝色指示灯信号端LED-BLUE，第19引脚连接绿色指示灯信号端LED-GREEN，第20引脚连接第一程序烧录信号端SWDIO，第21引脚连接第二程序烧录信号端SWCLK，第23引脚连接触控压力数据通信负信号端S-，第23引脚连接触控压力数据通信正信号端S+，第28引脚连接功率控制信号端PWM-EN。以上，上电复位信号端NRST用于芯片通电时有关参数的复位，咪头信号端MIC用于接收吸烟时咪头感应到吸气气流的开关信号以便触发功率输出单元输出功率开始吸烟，发热元件的第一电压信号端R-DET和第二电压信号端I-DET用于接收发热元件的电压或阻值信号，触控压力数据通信负信号端S-，触控压力数据通信正信号端S+用于接收触控压力传感器的检测信号，功率控制信号端PWM-EN用于向功率输出单元发出功率调节的信号。以上，上电复位信号端NRST用于芯片通电时有关参数的复位，咪头信号端MIC用于接收吸烟时咪头感应到吸气气流的开关信号以便触发功率输出单元输出功率开始吸烟，发热元件的第一电压信号端R-DET和第二电压信号端I-DET用于接收发热元件的电压或阻值信号，触控压力数据通信负信号端S-，触控压力数据通信正信号端S+用于接收触控压力传感器的检测信号，功率控制信号端PWM-EN用于向功率输出单元发出功率调节的信号。
如图5所示，触控压力传感器包括第二芯片U2，第二芯片U2设有四个引脚，其中第1引脚连接触控压力数据通信负信号端S-，第2引脚连接触控压力数据通信正信号端S+，第3引脚接地，第4引脚连接电源信号端VDD，同时，第1引脚与第4引脚之间连接有电阻R2，第2引脚与第4引脚之间连接有电阻R8，第4引脚同时连接有滤波电容C4，滤波电容C4另一端接地。第二芯片U2通过触控压力数据通信负信号端S-和触控压力数据通信正信号端S+向第一芯片MCU传送触控压力检测信号。
如图6所示，功率输出单元包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，两者均包括8个引脚，其中第1、2、6、7、8引脚合并为D极，第3引脚为G极，第4、5引脚合并为S极，第二MOS管Q2的D极连接发热元件的输出电压信号端PWM-OUT，第二MOS管Q2的D极同时还连接电阻R3后连接发热元件的第二电压信号端I-DET，发热元件的第二电压信号端I-DET并联电阻R33和电容C2后接地，第一MOS管的D极连接电阻R11后连接发热元件的第一电压信号端R-DET，发热元件的第一电压信号端R-DET端并联电阻R24和电容C1后接地，第一MOS管Q1的D极和第二MOS管Q2的D极之间还连接有电阻R5；第二MOS管Q2的G极与S极之间串接电阻R7，第一MOS管Q1的G极与S极串接电阻R1，第二MOS管Q2的S极与第一MOS管Q1的S极直接连接且与电池正极信号BAT+连接，第二MOS管Q2的G极连接功率控制信号端PWM-EN，第一MOS管Q1的G极连接测电阻使能信号端R-DET-EN。中心控制单元第一芯片MCU可通过功率控制信号端PWM-EN输入功率控制信号给功率输出单元。
如图3、图7所示，控制电路板4上还设有与中心控制单元40电连接的电池电压检测单元46，电池电压检测单元46包括与电池正极端BAT+连接的电阻R13，电阻R13的另一端同时连接电池电压检测信号端BATTERY-VOLTAGE、电阻R20的一端和电容C9的一端，电容C9的另一端接地，电阻R20的另一端连接电池电压检测控制信号端BATTERY-DIV-SW。电池电压检测单元46用于检测电池电压变化，电子烟使用久后，电池电压会降低，电压降低会导致电池功率输出降低，导致吸烟时的烟雾量降低，此时，中心控制单元40可根据电池电压的变化维持输出功率的稳定。
如图8所示，本发明通过触控压力传感器控制启动和调节功率的电子烟的控制方法，包括以下步骤：
⑴参数初始化或初始设置，包括触控压力传感器参数初始化、中心控制单元MCU对开机参数初始化、中心控制单元MCU对输出功率调节的初始化；
⑵判断电子烟是否处于开机状态，如果是，则进入步骤(8)，如果否，则进入下一步；
⑶触控压力传感器检测是否有触控信号，如果是，则进入步骤(5)，如果否，则进入下一步；
⑷电子烟保持关机状态，返回上一步；
⑸中心控制单元读取触控压力检测值或单位时间内的触控次数；
⑹中心控制单元判断触控压力检测值或单位时间内触控次数是否达到第一预设触控压力值或预设次数，如果是，则进入下一步，如果否，则返回步骤(4)；
⑺电子烟自动进行开机；
⑻电子烟进入吸烟状态；
⑼触控压力传感器检测是否有触控信号，如果否，则返回上一步，如果是，则进入下一步；
⑽中心控制单元读取触控压力检测值；
⑾中心控制单元判断触控压力检测值是否达到第二预设触控压力值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回步骤(8)；
⑿中心控制单元控制功率输出单元按预设方法调节输出功率至发热元件。
以上仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
