红外感应智能筷子

红外智能筷子原理及优势

智能筷子通过利用红外传感器在进食者使用筷子运动过程中对光线折射感应不同来感应使用者的进食速度的智能餐具，目前国内未出现同类产品，存在智能餐具的空白市场。

一是设计为可拆分外形，避免清洗时电子产品进水影响使用。

二是通过USB 接口充电，节省放置电池的空间，使产品轻便，利于使用。

三是符合中国人饮食习惯，将电路同筷子本体设计在一起。

1、智能筷子结构设计

红外感应智能筷子分为通过卡槽连接可拆分的手持部和夹持部两部分。手持部为筷子使用时的主要部分，内置红外感应器、计数器和数值比较器。夹持部为智能筷子整体供电部分，具有USB 充电电池和USB 充电插口以及LED 灯，起到警示使用者进食速度过快的作用。产品整体外形如图所示。

2、手持部硬件电路设计

(1)红外感应器收集数据分析

内部不同于传统筷子，红外感应智能筷子手持部内置感应装置，主要元件为红外感应器，计数器和数值比较器。手持部为筷子主要的使用部分，在距筷子最底端40 毫米处筷子内部为红外传感器，通过运动时筷子的角度变化引起的红外光线反射变化，利用红外传感器将该信号传递到计数器中，对进食者的进食频率开始计数。通过光敏电阻将计数信号转换为电压信号、利用放大电路将该电压信号进行放大，放大后的信号与计数器输入端子连接，计数器的计数脉冲(CLK)对采样信号进行定时。在此红外感应智能筷子中应用的是光敏元件，通过光敏元件与差分放大电路共同作用，将光信号转换成电信号传递到筷子手持部内部下一元件中。

(2)计数器与数值比较器分析

从光信号转化成的电信号通过差分放大电路进行放大处理，放大后的信号与计数器输入端子连接，计数器的计数脉冲( CLK) 对采样信号进行定时。

主要利用计数器对红外线传感器传递的脉冲个数进行计数。获得使用者在一定时间内进食速度的数据。与计数器相连接的数值比较器作用是将接收到的电信号同数值比价器中的存储信号相比较。若计数器数据大于比较器内的标准数据，则在数据比较器的输出端有输出信号。反之，则在数据比较器的输出端没有输出信号。

3、夹持部硬件电路设计分析

夹持部是红外感应智能筷子的顶端部分，主要作用是通过对内置USB 充电器充电对产品进行供电。夹持部包括LED 小灯泡和USB 接口充电器，红外感应智能筷子的手持部和夹持部为可拆分结构，使用时通过连接处的卡槽固定，同时卡槽处有触点，当红外感应智能筷子正常使用时，上下两部分的触点相接触，若手持部有电信号输出，则通过触点传递到夹持部，使LED 灯发光，达到警示使用者食速过快的作用。反之，若使用者的进食速度在标准值范围内，手持部则没有电信号的输出，夹持部的LED 灯不发光。

红外感应智能筷子采用USB 接口充电的方式为产品整体提供5V 电压。红外感应智能筷子充电时仅需将夹持部连接USB 接口即可充电。

4、电路接口设计

上图所示为红外感应智能筷子的电路结构连接图。从手持部末端到夹持部末端包括红外传感器、计数器、数值比较器、LED 报警灯、USB 充电电源和USB 接口，各元件依次连接。

红外感应智能筷子在控制使用者进食速度方面有明显的效果。但是现代人在吃饭时很难做到控制进食速度，红外感应智能筷子在这时便会通过顶端的LED 警示灯提示使用者进食过快，使生活方式更加健康。