本實(shí)用新型涉及一種基于單片機(jī)的光伏烘干預(yù)警傘及預(yù)警充電系統(tǒng)，屬于雨傘預(yù)警充電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的雨傘在雨天使用后，還要把雨傘收放起來(lái)，這時(shí)雨傘上會(huì)存有很多雨滴。當(dāng)雨水蒸發(fā)后會(huì)出現(xiàn)傘面過(guò)陰、潮濕等問(wèn)題，從而影響使用者收疊拿放雨傘的效率。即使是雙面?zhèn)?，此類?wèn)題依舊明顯存在。此外，下雨天室外一般都處于陰暗昏沉的天氣條件中，此時(shí)打傘在路邊行走也較容易引發(fā)一些交通事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于單片機(jī)的光伏烘干預(yù)警傘及預(yù)警充電系統(tǒng)。本實(shí)用新型能夠很好的實(shí)現(xiàn)雨傘的電熱烘干、公路上的安全警示、夜間照明和電能循環(huán)使用的功能。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案：基于單片機(jī)的光伏烘干預(yù)警傘，分為雨傘結(jié)構(gòu)描述與傘柄內(nèi)部電路模塊描述。

所述預(yù)警傘的包括傘面、傘骨、傘桿、傘柄和傘套。所述傘面的內(nèi)側(cè)裝有PET電熱膜片，電熱膜片均勻排列在傘面內(nèi)側(cè)并粘貼在上面使得傘面受熱均勻；所述傘套的表面鋪有光伏功能的柔性非晶硅薄膜太陽(yáng)能組件和USB接口，待雨傘收疊好后放在傘套中；所述傘柄處設(shè)有與傘套上的USB接口相配的USB引出接頭和照明燈，USB引出接頭連接傘柄內(nèi)的蓄電池充電電路，在陽(yáng)光照射過(guò)程中進(jìn)行充放電過(guò)程；所述傘柄底端裝有磷酸鐵鋰電池，用于存儲(chǔ)傘套上光伏組件轉(zhuǎn)化成的電能；所述傘面外延端置有預(yù)警燈；所述的傘柄上設(shè)有雙開關(guān)，分別控制PET電熱膜的通電以及預(yù)警燈的開啟。

本實(shí)用新型還公開了所述基于單片機(jī)的光伏烘干預(yù)警傘的預(yù)警充電系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能光伏組件變換電路、蓄電池充電電路、定時(shí)繼電器電路和預(yù)警燈控制電路，所述模塊都集成在傘柄內(nèi)部。

所述光伏組件變換電路產(chǎn)生電能并通過(guò)蓄電池充電電路給磷酸鐵鋰電池充電，磷酸鐵鋰電池給單片機(jī)和定時(shí)繼電器電路與預(yù)警燈控制電路提供電源；其中DC/DC 變換系統(tǒng)在太陽(yáng)能光伏組件變換電路上，將太陽(yáng)能光伏組件中產(chǎn)生的直流輸入電壓降低到略高于磷酸鐵鋰電池的電壓；所述蓄電池充電電路選用CN3705 電源控制管理芯片為核心；所述定時(shí)繼電器電路利用單片機(jī)內(nèi)部的TCON和TMOD定時(shí)與計(jì)數(shù)模塊，來(lái)進(jìn)行傘面烘干時(shí)間的控制；所述預(yù)警燈控制電路利用單片機(jī)上的P0與P2端口對(duì)輸出端進(jìn)行控制，P0端口與定時(shí)繼電器電路相連，P2端口與預(yù)警燈控制電路連接。

所述太陽(yáng)能光伏組件變換電路包括光伏柔性非晶硅薄膜、IGBT絕緣柵雙極晶體管、二極管N4148、電容、電感、電阻元件；所述光伏柔性非晶硅薄膜固定在傘套面上，其余電子器件均被集成在傘柄內(nèi)；所述光伏柔性非晶硅薄膜與傘柄內(nèi)的變換電路通過(guò)USB接線連接。

所述蓄電池充電電路同樣被集成在傘柄內(nèi)部，包括CN3705、電容、電阻元件、二極管、電感、信號(hào)指示燈；與光伏組件變換電路串聯(lián)連接。由于磷酸鐵鋰電池具有3個(gè)階段的充電特性，第一為預(yù)充階段，當(dāng)電池電壓降到某一個(gè)閾值時(shí)，充電器對(duì)電池用小電流進(jìn)行充電。第二為恒流充電階段，當(dāng)電池電壓達(dá)到恒流規(guī)定的閾值時(shí)，充電器以恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電。第三為恒壓充電階段，當(dāng)電池電壓達(dá)到恒壓閾值電壓時(shí)，其充電量已經(jīng)接近滿格電量的40%～70%，為了進(jìn)一步充滿電池，采用恒定電壓的方式繼續(xù)充電，當(dāng)充電電流逐漸下降到低于電池的0.1 C 時(shí)，充電完成。利用CN3705電源管理芯片為核心控制，能夠獨(dú)立對(duì)磷酸鐵鋰電池的充放電進(jìn)行自動(dòng)管理，通過(guò)調(diào)整外部調(diào)整管，控制合適的電流為電池線性充電，更加符合磷酸鐵鋰電池充電特性。

所述定時(shí)繼電器電路是由S8050三極管串聯(lián)電磁繼電器后并聯(lián)N4148二級(jí)管與信號(hào)指示燈構(gòu)成。傘面上均勻分布的PET電熱膜片電路并聯(lián)連接后由導(dǎo)線引出連接到雨傘支架頂端的伸縮滾輪導(dǎo)線上，然后接引到傘柄端口內(nèi)的定時(shí)繼電器電路中。

所述預(yù)警燈控制電路包括三極管S8050、二極管N4148、電磁繼電器、預(yù)警燈；預(yù)警燈依次固定在傘面扇形外邊沿處，再分別由導(dǎo)線引出并聯(lián)連接到雨傘支架頂端，然后通過(guò)固定在雨傘支架頂端的伸縮滾輪導(dǎo)線接引到傘柄端口內(nèi)的預(yù)警燈控制電路中，其中S8050三極管串聯(lián)電磁繼電器后并聯(lián)N4148二級(jí)管。

本實(shí)用新型的有益效果為：下雨天出門到達(dá)目的地后若將潮濕的雨傘收疊時(shí)，雨傘可以快速烘干；在大雨昏沉且能見(jiàn)度較低的情況下該傘的預(yù)警燈柱可以起到一定的警示作用，保護(hù)人身安全。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型預(yù)警傘的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型預(yù)警傘的元器件框架示意圖；

圖3是本實(shí)用新型預(yù)警傘光伏組件變換電路原理圖；

圖4是本實(shí)用新型預(yù)警傘蓄電池充電電路原理圖；

圖5是本實(shí)用新型預(yù)警傘的定時(shí)繼電器電路原理圖；

圖6是本實(shí)用新型預(yù)警傘的預(yù)警燈控制電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖中：1-傘面、2-傘桿、3-傘柄、4-蓄電池、5-USB引出接頭、6-照明燈、7-PET電熱膜片、8-預(yù)警燈、9-傘套。

如圖1所示，基于單片機(jī)的光伏烘干預(yù)警傘包括：傘面1的內(nèi)側(cè)裝有PET電熱膜7，電熱膜通過(guò)凝固性膠粘貼在傘面內(nèi)側(cè)并分散排列使得傘面受熱均勻；傘套9的表面貼有光伏柔性非晶硅薄膜太陽(yáng)能組件并設(shè)有USB接口，待雨傘收疊好后放在傘套中；傘柄3處的USB引出接頭5與傘套9的USB接口連接，在陽(yáng)光照射下進(jìn)行充電過(guò)程；在傘柄底端內(nèi)裝有磷酸鐵鋰電池4，用于存儲(chǔ)光伏組件轉(zhuǎn)化的電能；傘面1的外延端置有預(yù)警燈8，燈光可以形成圓柱形紅色光柱；傘柄3上還設(shè)有雙開關(guān)，可以分別通過(guò)開關(guān)控制PET電熱膜7的通電以及預(yù)警燈8的開啟；傘柄底部的照明燈6，主要用于夜間為使用者照明。

上述預(yù)警傘：將光伏柔性非晶硅薄膜用導(dǎo)線將正負(fù)極引出并連接USB接口，USB接口與傘柄3內(nèi)部的光伏組件轉(zhuǎn)換電路引出的USB接頭相連接；傘柄3里的磷酸鐵鋰電池4又與光伏組件轉(zhuǎn)換電路相連接，這樣即形成光伏組件—蓄電池充電電路—磷酸鐵鋰電池的對(duì)接。充電時(shí)直接將傘柄處的USB引出接頭5插入傘套里的USB接口中即可對(duì)電池充電。

基于單片機(jī)的光伏烘干預(yù)警傘的預(yù)警充電系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能光伏組件變換電路、蓄電池充放電電路、定時(shí)繼電器電路和預(yù)警燈控制電路，上述電路模塊都集成在傘柄內(nèi)部。光伏組件變換電路產(chǎn)生電能并通過(guò)蓄電池充電電路給磷酸鐵鋰電池充電，將太陽(yáng)能光伏組件中的直流輸入電壓降低到略高于磷酸鐵鋰蓄電池的電壓，通常為3.65V 左右。磷酸鐵鋰電池給STC90 C516RD+單片機(jī)和定時(shí)繼電器電路與預(yù)警燈控制電路提供電源；其中DC/DC 變換系統(tǒng)在太陽(yáng)能光伏組件變換電路上，將太陽(yáng)能光伏組件中產(chǎn)生的直流輸入電壓降低到略高于磷酸鐵鋰電池的電壓；蓄電池充電電路選用CN3705 電源控制管理芯片為核心；定時(shí)繼電器電路利用STC90 C516RD+單片機(jī)內(nèi)部的TCON和TMOD定時(shí)與計(jì)數(shù)模塊，來(lái)進(jìn)行傘面烘干時(shí)間的控制，經(jīng)過(guò)多次傘面浸濕加熱測(cè)試以及電池續(xù)航耗電等多方面綜合考慮，傘面內(nèi)部熱膜片烘干加熱時(shí)間定為5分鐘；預(yù)警燈控制電路利用STC90 C516RD+單片機(jī)上的P0與P2端口對(duì)輸出端進(jìn)行控制，P0端口與定時(shí)繼電器電路相連，P2端口與預(yù)警燈控制電路連接。

如圖2所示具體操作：撥動(dòng)1號(hào)船型開關(guān)則STC90 C516RD+單片機(jī)通電開始工作，P0端口輸出低電平電流傳輸?shù)絊8050三極管的基極，電熱膜片電路中的電磁繼電器不吸合處于關(guān)斷狀態(tài)；STC90 C516RD+單片機(jī)P2端口輸出高電平，預(yù)警燈電路中的電磁繼電器吸合預(yù)警燈8一直處于接通狀態(tài)；當(dāng)撥動(dòng)2號(hào)船型開關(guān)后觸發(fā)中斷一，STC90 C516RD+單片機(jī)執(zhí)行預(yù)警燈閃爍程序段控制P2端口的高低電平來(lái)控制電磁繼電器的吸合與關(guān)斷，從而達(dá)到控制傘面外延處的預(yù)警燈8的閃爍；當(dāng)撥動(dòng)3號(hào)船型開關(guān)后出發(fā)中斷二，STC90 C516RD+單片機(jī)通過(guò)執(zhí)行內(nèi)部定時(shí)加熱程序來(lái)控制P0端口的電平。P0輸出高電平后S8050三極管基極有電流流過(guò)，發(fā)射極流通從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱薄膜片定時(shí)加熱功能。

如圖3所示光伏組件變換電路：該電路由光伏柔性非晶硅薄膜、IGBT絕緣柵雙極晶體管、二極管N4148、電容、電感和電阻元件構(gòu)成，光伏組件變換電路與蓄電池充電電路串聯(lián)連接，而蓄電池充電電路連接著磷酸鐵鋰電池的正負(fù)極。由光伏組件變換電路引出的USB接頭可直接與傘套上的USB接口連接，在光照條件下直接對(duì)電池進(jìn)行充電。

如圖4所示蓄電池充電電路：該電路主要由電源控制管理芯片CN3705、各類電容、電阻元件、二極管、電感、信號(hào)指示燈構(gòu)成，該電路一端與光伏組件轉(zhuǎn)換電路連接，另一端連接磷酸鐵鋰電池。將傘柄引出的USB接頭與傘套端的USB接口連接即可實(shí)現(xiàn)電池的充放電。

如圖5所示定時(shí)繼電器電路：該電路包括S8050三極管、N4148二級(jí)管、電熱膜片、電磁繼電器和信號(hào)指示燈、各類電阻元件，這些電子器件都焊接在PCB板上形成定時(shí)繼電器電路。通過(guò)導(dǎo)線引出連接雨傘支架頂端上伸縮滾輪導(dǎo)線處的PET熱膜片電路，進(jìn)行定時(shí)加熱烘干潮濕雨傘表面。S8050三極管連接電磁繼電器，防止電磁繼電器線圈中電流過(guò)大燒壞線圈，又通過(guò)并聯(lián)N4148二級(jí)管來(lái)避免電磁繼電器斷電后產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，利用N4148二級(jí)管的單向?qū)ㄐ晕辗聪螂妱?dòng)勢(shì)保護(hù)三極管不被擊穿。當(dāng)總開關(guān)接通后三極管S8050發(fā)射極有電流流過(guò)，若STC90 C516RD+單片機(jī)P0端口輸出高電平則S8050三極管基極有電流流過(guò)，那么三極管導(dǎo)通即電磁繼電器接通，開始對(duì)電熱膜片進(jìn)行加熱。通過(guò)并聯(lián)信號(hào)指示燈的點(diǎn)亮與熄滅情況來(lái)反映該電熱膜片電路有無(wú)電流流通，從而反映S8050三極管是否被擊穿。

如圖6所示預(yù)警燈控制電路：該電路含有S8050三極管、N4148二級(jí)管、電磁繼電器、預(yù)警燈和電阻元件。同樣焊接在PCB板上形成預(yù)警燈控制電路并放置在中空的傘柄塑料殼內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線引出到連接雨傘支架頂端上伸縮滾輪導(dǎo)線處的預(yù)警燈線路，從而進(jìn)行控制預(yù)警燈的閃爍警示變化。預(yù)警燈控制電路中各類元器件的作用與定時(shí)繼電器電路中元器件作用相同。S8050三極管連接電磁繼電器，防止電磁繼電器線圈中電流過(guò)大燒壞線圈，又通過(guò)并聯(lián)N4148二級(jí)管來(lái)避免電磁繼電器斷電后產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，利用N4148二級(jí)管的單向?qū)ㄐ晕辗聪螂妱?dòng)勢(shì)保護(hù)S8050三極管不被擊穿。STC90 C516RD+單片機(jī)中P2端口與該電路中三極管S8050的基極連接，通過(guò)P2端口輸出信號(hào)的高低電平變換來(lái)控制電磁繼電器的吸合狀態(tài)從而實(shí)現(xiàn)雨傘表面預(yù)警燈的預(yù)警閃爍功能。