劉書馨

（新鄉(xiāng)市第一中學(xué) 河南）

小議自制簡易太陽能USB充電器

劉書馨

（新鄉(xiāng)市第一中學(xué) 河南）

受科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響，我國現(xiàn)階段在新能源開發(fā)上與科學(xué)技術(shù)進行了有機結(jié)合，由于現(xiàn)階段我國的可持續(xù)發(fā)展資源開采量逐漸增加，為了滿足人們的需要，使用潔凈能源代替高含碳量的礦物質(zhì)資源，是現(xiàn)階段推動能源建設(shè)的基本原則。

自制；太陽能USB充電器；自然能源

人們現(xiàn)在對自然能源的應(yīng)用越來越多，比較顯著的是太陽能的應(yīng)用，將太陽能與USB進行結(jié)合，通過太陽能汲取能量，運用AT89S52單片機自制簡易的太陽能USB充電器，使用太陽能的形式為鋰電池延續(xù)電量[1]。不僅能夠?qū)⒆匀荒茉催M行有效合理的使用，同時還能夠推動現(xiàn)代社會節(jié)能環(huán)保工作的實施。因此文章中筆者針對自制簡易太陽能USB充電器進行了研究。

1 太陽能USB充電器結(jié)構(gòu)

太陽能USB充電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)為太陽能電池板、AT89S52單片機、1602液晶顯示屏等部件[2]。

1.1 太陽能電池板

太陽能電池的一個單片是一個PN結(jié)，單片電池的電壓在0.5V左右，在電池板內(nèi)串聯(lián)的電池片越多，電池板的電壓越高。電池板內(nèi)單片電池的電流與單個PN結(jié)的受光面積有關(guān)，短路電流在15～30mA/cm2之間，其受光面積越大，短路電流越大。在此次設(shè)計中主要采用多晶硅85mm×82.5mm×3mm6V/70mA太陽能電池板，因為此型號電池板具有抗惡劣氣候條件性能較高、太陽能光伏組件輸出特性較好、光電轉(zhuǎn)換效率較高等優(yōu)點。

1.2 1602液晶顯示屏

在1602液晶顯示屏的內(nèi)部字符儲存器中儲存了大約150個字符圖形，其中主要包括英文字母大小寫、阿拉伯數(shù)字等等，并且在其內(nèi)部儲存器中每個字符都有不同的代碼表示。

2 電路工作原理

此次設(shè)計的簡易太陽能USB充電器主要運用2塊太陽能電池板作為充電器的電源，AT89S52單片機作為充電器的主控件，1602液晶顯示屏作為時間顯示器及定時操作，在電路運行時采用繼電器對充電電路進行調(diào)控，設(shè)置指示燈進行報警提示。原理圖如圖1所示。

圖1

2.1 穩(wěn)壓電路

因為太陽能電池板在進行光電轉(zhuǎn)換時電壓輸出存在不穩(wěn)定性，因此需要在其中設(shè)置穩(wěn)壓電路。在此設(shè)計中主要運用穩(wěn)壓集成電路及外接元件組成，電路圖如圖2所示。

圖2

2.2 充電電路

此次設(shè)計的太陽能USB充電器充電電路可為12V/6.5A·h以下充電電池進行恒流充電，電滿時及停止充電，充電器進行指示燈閃爍顯示電滿狀態(tài)，電路圖如圖3所示。

圖3

3 太陽能USB充電器制作過程

選用萬能板進行太陽能USB充電器的制作，并且根據(jù)電路原理圖進行硬件裝接，主要可以按照以下程序進行安裝：

（1）準備需要的元件、萬能板及焊接材料。

（2）按照原理圖將元器件進行安放布局，將AT89S52單片機設(shè)為主控元件，太陽能電池板為外接元件，1602液晶顯示屏作為插件進行充電器裝接。

（3）材料焊接注意事項：

由于太陽能USB充電器的設(shè)計采用萬能板焊接，以此針對其他元器件的布局，多數(shù)人均采用按照線索尋根究底的方法，將芯片作為核心，其他的元器件則采用見縫插針的方法，一邊焊接一邊進行線路策劃，看似無序，實則焊接效率比較高。然而一般初學(xué)者因為焊接經(jīng)驗較少，因此此種方式并不適用。針對初學(xué)者來說可以畫出布局圖，用鉛筆畫在元件面，將線路進行規(guī)劃，提高焊接的便捷性。

關(guān)于點陣板的焊接，多數(shù)用細導(dǎo)線實行飛線連接，其主要原因是飛線連接沒有技巧性，可以保證走線水平，線路清晰。然而現(xiàn)階段運用次數(shù)較多的錫接走線連接其效果也比較好，主要是性能穩(wěn)定，其缺點是容易造成錫的浪費[3]。

4 結(jié)束語

本文中筆者針對自制簡易太陽能USB充電器從太陽能USB充電器結(jié)構(gòu)、電路工作原理、太陽能USB充電器制作過程三個方面進行了研究，不僅推動了自然能源有效合理的利用，同時也推動現(xiàn)代社會節(jié)能環(huán)保工作的實施。

[1]張 俊.自制簡易太陽能 USB 充電器[J].電子世界，2010，09：47～52.

[2]陳 蕓.太陽能充電器的設(shè)計[J].信息通信，2012，03：62～63+79.

[3]魏寧宇.USB 太陽能充電器[J].電子制作，2012，07：53～56.

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2016-1-20