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過去兩年，寵物智能飲水賽道從“有沒有”迅速走向“好不好”。消費(fèi)者不再滿足于簡單抽水，而是要求靜音、節(jié)能、易清洗、可遠(yuǎn)程提醒。看似小巧的飲水機(jī)，需要同時(shí)完成水位檢測、電機(jī)驅(qū)動、多模式切換、電池管理、聲光交互等任務(wù)，一顆高集成、低功耗、好開發(fā)的 MCU 成為方案成敗的關(guān)鍵。本文將完整拆解我們基于輝芒微FT61系列的第三代寵物飲水機(jī)參考設(shè)計(jì)~
? 2K×14 Flash、128×8 RAM、256×8 EEPROM——足以容納本機(jī)的狀態(tài)機(jī)、濾波算法及一條 BLE 廣播透傳協(xié)議棧（僅 1.2 kB）。
? 10-bit ADC×8 通道，水位、電池、溫度、電機(jī)電流全硬件采樣。
? 互補(bǔ) PWM + 死區(qū)控制，直接驅(qū)動 3-wire 5 V 直流泵，省一顆驅(qū)動 IC。
? 睡眠電流 1.5 μA（VDD=3 V，LIRC 喚醒），滿足“感應(yīng)模式 + 干電池 90 天續(xù)航”的宣傳點(diǎn)。
? 雙速啟動，200 μs 內(nèi)可由停機(jī)切到 16 MHz，兼顧實(shí)時(shí)性與功耗。
? SOP14/SOP16 現(xiàn)貨充足，單價(jià) < ￥0.38（10 k 批量）。
? 一條下載線完成供電、燒錄、在線調(diào)試，無需專用座。
? 傳感層：紅外接近傳感器（PIR）、TDS 水質(zhì)探頭、水位浮球開關(guān)、NTC 10 kΩ 溫度檢測、0.1 Ω 電流采樣電阻。
? 驅(qū)動層：5 V 直流泵、RGB 指示燈、1 W 蜂鳴器、傾斜開關(guān)。
? 供電層：4.2 V 18650 單節(jié)鋰電 + TP4056 線性充電，USB 5 V 直插與電池?zé)o縫切換。
? 持續(xù)模式：MCU 上電默認(rèn)，PWM 占空比 75 %，噪聲 ≤ 28 dB。
? 感應(yīng)模式：PIR 觸發(fā)后抽水 45 s，再待機(jī)；待機(jī)期間進(jìn)入 STOP，PIR 外部中斷喚醒。
? 水位浮球閉合時(shí) PA0 為高；斷開 2 s 即判定缺水。
? 缺水后先關(guān)閉泵，再每 20 s 短閃紅燈 + 蜂鳴器 100 ms；10 次后徹底斷電，整機(jī)功耗 < 5 μA。
? ADC 通道 1 每 30 s 采樣電池電壓，OCV-SOC 查表法；
? 3.3 V±2 % 欠壓紅燈快閃，3.0 V 直接關(guān)機(jī)；
? 插入 USB 后，綠色呼吸燈指示充電，4.2 V 恒壓 100 mA 小電流，充滿轉(zhuǎn)綠燈。
? 傾斜開關(guān)一端接 PB0，另一端接地，利用內(nèi)部上拉；
? 傾斜角度 > 45° 即觸發(fā)中斷，立即停止泵并連續(xù)蜂鳴；
? 電流采樣電阻串在泵負(fù)端，ADC 通道 2 實(shí)時(shí)檢測；若 150 ms 內(nèi)電流 > 450 mA，判定堵轉(zhuǎn)/干燒，同樣保護(hù)停機(jī)。
? 一個(gè)電容觸摸按鍵：短按切換模式，長按 3 s 關(guān)機(jī)；
? RGB 指示燈：運(yùn)行（藍(lán)）、缺水（紅閃）、充電（綠呼吸）、故障（紅常亮）。
? 蜂鳴器：七段 PWM 調(diào)音，缺水“滴滴”兩聲、故障“長鳴”。
? 主循環(huán)：每 5 ms 調(diào)用一次 SysTick 回調(diào)，處理按鍵消抖、指示燈漸變。
? ADC 采樣：Timer1 周期 30 s 觸發(fā) DMA 順序采樣，采樣完進(jìn)入低功耗。
? 事件隊(duì)列：缺水、欠壓、傾斜、感應(yīng)觸發(fā)后向隊(duì)列投遞事件，主循環(huán)順序執(zhí)行，確保實(shí)時(shí)性。
藍(lán)牙近場：FT61系列（SOP16 封裝，內(nèi)置 2.4 GHz 收發(fā)）可直接替換，實(shí)現(xiàn)手機(jī) App 水量統(tǒng)計(jì)與濾芯提醒。
無線供電：在底座加 5 W Qi 接收線圈，整機(jī)無外露觸點(diǎn)，清洗更方便。
UV 殺菌：預(yù)留一路 Timer2 PWM 驅(qū)動 275 nm UVC LED，5 min 周期殺菌，功耗僅增加 0.3 Wh/天。
從 2023 年第一代方案量產(chǎn)至今，基于輝芒微 FT61 系列 MCU 的寵物飲水機(jī)已出貨 90 余萬套，返修率 < 0.2 %。如果您正準(zhǔn)備切入寵物智能用品賽道，或想為傳統(tǒng)飲水機(jī)做 MCU 快速升級，歡迎聯(lián)系深圳三佛科技獲取完整方案及原理圖、量產(chǎn)測試等。