基金項目:校級課題“一種野外露營太陽能便攜式充電寶”閩北職業(yè)技術學院 MKCA2111
摘要:近年來,各種新的電子科技產品涌現(xiàn)出來。太陽能便攜式充電寶就是一種新產品,其采用太陽能充電,而且輕便小巧,便于攜帶。各種充電寶的設計中采用了先進技術,而且使用便捷,產品的性能更加全面,滿足了人們當前快節(jié)奏的生活。本論文著重于研究設計太陽能便攜式充電寶的有效方法以及實現(xiàn)策略。
關鍵詞:太陽能;充電寶;便攜式;設計;有效方法;實現(xiàn)
一、太陽能便攜式充電寶的設計方案
在設計太陽能便攜式充電寶的時候,太陽能電池的主要成分是單晶硅,促使陽光與電能之間發(fā)生轉換,所以其主要起到了轉換器的作用。儲電裝置所發(fā)揮的主要作用是對電能進行存儲,主要采用的是鉀離子電池[2] 。從現(xiàn)在普遍使用的便攜式電子產品情況來看,所使用的電池主要為兩種,除了鉀離子電池之外,還有鎳氫電池,前者是比較受歡迎的,主要是由于這種電池有諸多的優(yōu)勢,諸如比能量相對比較高,有很長的循環(huán)壽命,比較低的自主放電率,而且還沒有記憶效應。本研究中,一項重要的內容就是設計充電電路和放電電路以及穩(wěn)壓電路。本設計主要發(fā)揮作用的是穩(wěn)壓電路,保證電壓維持穩(wěn)定的狀態(tài),達到限定值,之后發(fā)揮充電電路的作用可以將電能傳輸到儲電電池,然后發(fā)揮放電電路的作用與USB接通,就可以為手機充電。
太陽能與其他的能源有所不同,其有非常大的光照強度,加之太陽能電池的內部阻力非常高,當使用這種電池的時候,即便有電壓產生,也是處于非常不穩(wěn)定的狀態(tài),有電流產生,卻非常小。所以,將電能充給電池的過程中,控制充電功能的電路發(fā)揮起到轉換的作用,此時電池板會有直流電壓輸出,就可以進行轉換,成為交流電。
二、設計電池硬件電路的有效方法
在設計太陽能便攜式充電寶的時候,對于電池硬件電路的設計是重點,此時需要是使用單片機,STC系列的應用是非常廣泛的,其為8位單片機系列,在進行開發(fā)的時候,可用的資源非常豐富,且不需要消耗很高的成本[3] 。STC系列單片機不僅在現(xiàn)在得到青睞,將來的應用中,其生命力也是非常強大的,這是由于這種類型的單片機在開發(fā)的時候不需要消耗大量的成本,且可用的資源非常多,受限的因素少,因此在社會上普及。
在本次設計中,主要應用的單片機型號是STC12C5A60S2,其具有非常強大的功能,其通信接口是串行,而且為全雙工的,可以實時發(fā)送數據,不需要明確對方的狀態(tài)。這種串行一共是兩個,其中一個串行口所發(fā)揮的功能、采用的操作方法與可以對英特爾8051兼容的單片機指令系統(tǒng)與傳統(tǒng)串行口相同。充電電路所選用的控制器是STC 12 CS A60S2,其能夠很好地控制充電系統(tǒng),可以將直流電源快速傳輸給其他的充電設備。太陽能經過轉換之后成為電能,應用脈沖寬度調制技術控制直流-直流變換,將太陽能充分利用起來正常充電,充電顯示電路所發(fā)揮的作用是對其輸出的狀態(tài)加以顯示,單片機發(fā)揮采集功能可以獲得模擬數字轉換器數據,使用程序燒寫方法傳輸給單片機,使得電路的輸出以及電路控制都實現(xiàn)智能化[4] 。
三、設計軟件的方法
在設計軟件的時候可以使用鍵盤子程序,其可以發(fā)揮檢測功能,無論其處于開放的狀態(tài),還是在關閉的狀態(tài),功能都可以照常發(fā)揮,而且對系統(tǒng)是否需要啟動運行起到了決定性的作用。其可以讀線,也可以讀數據,與端口建立連接,將經過處理之后所獲得的數據信息都在有關的高速緩存中存儲。進行端口讀取之后,需要面對一個問題,就是當鍵抖動的時候會有誤差產生,對于這種現(xiàn)象需要消除,就會出現(xiàn)延遲的現(xiàn)象。
在進行充電的過程中,這項操作看起來很簡單,事實上是非常復雜的,需要經過兩個環(huán)節(jié)的操作:第一個環(huán)節(jié)是采用恒流充電的方式,也就是說,可以設置充電的電流,當充電的時候,電能的壓力已經達到4.2V,此時就進入到恒壓充電狀態(tài),壓力不會產生明顯變化,在這個時候,隨著時間的持續(xù),電流會有所降低,當降低到75 %至85%的時候,手機電量幾乎已經充滿了,之后持續(xù)充電,當電流已經達到“0”的時候,就完成了充電[5] 。
在進行充電的過程中,“充電”的指示燈會將充電的狀態(tài)以及結果顯示出來,當“充飽”指示燈發(fā)出亮光的時候,就意味著此時正處于充電的狀態(tài)。如果“充電”指示燈已經熄滅了,就是完成了充電。經過按鍵設置,可以對充電的時間有效控制。
結束語:
通過上面的研究可以明確,本研究的太陽能便攜式充電寶是用于手機充電的裝置,其具有方便攜帶、隨時可以充電的優(yōu)勢。該充電寶所利用的是太陽能,通過電池板將其轉換為可以充電的電能,其中主要發(fā)揮作用的是單片機,應用脈沖寬度調制技術對直流-直流轉換芯片進行控制,輸出到電壓值和電流值都發(fā)生了改變,輸出電壓以及輸出電流也都發(fā)生了變化,對于電路的狀態(tài),通過顯示器就可以明確所處的輸出狀態(tài)以及輸出的大小,從而做到了電路智能化輸出并合理控制。
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張玲 女(1983、9-)福建省邵武市人 閩北職業(yè)技術學院 本科 講師
研究方向:數控技術7F531DAD-2767-45FC-A098-90B0C7C32DC9