專利名稱：太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)裝置，主要涉及一種太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，屬于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。
技術(shù)背景 當(dāng)今世界，電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行把目光轉(zhuǎn)向可再生能源，其中，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，是研究熱點(diǎn)之一。太陽(yáng)能的應(yīng)用，其中一個(gè)大的方向是利用太陽(yáng)能電池，直接把太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能。其基本原理為太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由P區(qū)流向η區(qū)，電子由η區(qū)流向P區(qū)，接通電路后就形成電流。現(xiàn)如今，高校中大學(xué)物理教學(xué)也與時(shí)俱進(jìn)，太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為很多高校大學(xué)物理基本實(shí)驗(yàn)之一。太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，在不同條件下，如全暗條件、一定光強(qiáng)條件和不同光強(qiáng)條件，分別測(cè)定太陽(yáng)能電池的伏安特性，其采集的數(shù)據(jù)多通過(guò)直流數(shù)字伏特表和直流數(shù)字安培表直接顯示出來(lái)，然后學(xué)生手抄，記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上面。然而，這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在三個(gè)問(wèn)題，第一對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握程度不易了解，眾所周知，學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象是普遍存在的，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后抄襲了他人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并以此來(lái)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)老師對(duì)此并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閷W(xué)生的數(shù)據(jù)記錄過(guò)程完全是獨(dú)立于老師的，這樣導(dǎo)致的后果就是老師對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握程度不能具有一個(gè)很好的了解，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的評(píng)估出現(xiàn)偏差；第二，學(xué)生在數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，數(shù)據(jù)彼此間分立，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤；第三，實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)的處理多憑經(jīng)驗(yàn)，在評(píng)分過(guò)程中不可避免的出現(xiàn)偏差。本實(shí)用新型就是針對(duì)上述的問(wèn)題而提出的，提供一種太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，其能夠測(cè)量截止電壓，而且方便準(zhǔn)確的讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、傳送數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在教學(xué)中，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，隨時(shí)更改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，簡(jiǎn)單、易行。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，提供了一種太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，包括光源、太陽(yáng)能電池盒、集成有直流數(shù)字安培表和直流數(shù)字伏特表的測(cè)試儀、嵌有單片機(jī)的電路板、藍(lán)牙無(wú)線傳輸模塊、液晶顯示器、用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和實(shí)時(shí)處理的計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理程序。目前太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置包括光源、太陽(yáng)能電池盒、集成有直流數(shù)字安培表和直流數(shù)字伏特表的測(cè)試儀，現(xiàn)有技術(shù)很成熟，在此不再進(jìn)行贅述。本實(shí)用新型的特征在于本太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置中，測(cè)試儀同一單片機(jī)相連接，當(dāng)學(xué)生測(cè)量得到太陽(yáng)能電池的輸出電壓和輸出電流時(shí)，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，單片機(jī)會(huì)將電壓和電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給并顯示在與其相連接的液晶顯示器上。學(xué)生全部測(cè)量所需數(shù)據(jù)后，按“發(fā)送”按鈕，包含上述數(shù)據(jù)和學(xué)生編號(hào)和姓名的數(shù)據(jù)包經(jīng)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，再由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。通過(guò)上述裝置，就解決前述的問(wèn)題，每進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生都能實(shí)時(shí)的在顯示器上看到該次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也即太陽(yáng)能電池的輸出電壓和輸出電流的數(shù)據(jù)，如果對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿意，可直接將數(shù)據(jù)刪除，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其最后看到的是一個(gè)整體的全部的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；再者，學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)完畢后，都需要將包含有個(gè)人信息的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，能夠保證老師看到每個(gè)學(xué)生原始的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效的防止了學(xué)生之間抄襲現(xiàn)象的發(fā)生；第三，采用此系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)程序?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理并存儲(chǔ)后，可隨時(shí)調(diào)用，作為教師在給定實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)時(shí)的客觀依據(jù)，從而進(jìn)行方便、公正的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

圖I為太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)的采集、傳送和接收模塊示意圖；在上述圖中，I表示光源，2表示太陽(yáng)能電池盒，3表示底座，4表示集成有直流數(shù)字安培表和直流數(shù)字伏特表的測(cè)試儀，5表示單片機(jī)，6表示顯示器，7表示藍(lán)牙發(fā)射模塊，8表示配有藍(lán)牙接收模塊的計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
圖I示出了本實(shí)用新型中太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該部分與現(xiàn)有技術(shù)中的太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置一致。本實(shí)用新型的特征在于其還包括數(shù)據(jù)的采集、傳送和接收模塊。本實(shí)用新型中測(cè)試儀4與單片機(jī)5相連接，當(dāng)學(xué)生通過(guò)觀察測(cè)試儀集成的直流數(shù)字伏特表和直流數(shù)字安培表，確定需要的太陽(yáng)能電池的輸出電壓和輸出電流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，單片機(jī)會(huì)將電壓和電流數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)與其相連接的顯示器上，并且，嵌有單片機(jī)的電路板上還設(shè)置有“發(fā)送”按鈕和藍(lán)牙發(fā)射模塊，通過(guò)按下所述“發(fā)送”按鈕，所述藍(lán)牙發(fā)射模塊會(huì)將包含有學(xué)生信息和上述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包傳送到老師計(jì)算機(jī)上的藍(lán)牙接收模塊，接收后在該計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)和處理。顯示器單片機(jī)芯片采集過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，由一個(gè)8時(shí)TFT液晶顯示器將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)據(jù)全部顯示出來(lái)。學(xué)生通過(guò)液晶屏觀察的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有整體感，可以通過(guò)對(duì)比不同測(cè)量組的數(shù)據(jù)，判斷實(shí)驗(yàn)中可能存在的操作錯(cuò)誤。對(duì)于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可由嵌有單片機(jī)的電路板上的“刪除”鍵直接刪除。使用者還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)多少的不同，選擇不同的、合適尺寸的液晶顯不器。數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在單片機(jī)中，嵌有單片機(jī)的電路板上設(shè)置有“發(fā)送”按鈕，按一下該按鈕，則數(shù)據(jù)經(jīng)藍(lán)牙模塊通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線信號(hào)發(fā)送出去。數(shù)據(jù)接收計(jì)算機(jī)上插有藍(lán)牙適配器做為藍(lán)牙接收模塊，可以接收藍(lán)牙信號(hào)。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理計(jì)算機(jī)上有編寫好的程序，讀取藍(lán)牙適配器接收到的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到以學(xué)生學(xué)號(hào)和姓名為文件名的文件中，作為數(shù)據(jù)備份。同時(shí)，計(jì)算機(jī)程序還可對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，以方便教學(xué)的老師實(shí)時(shí)判斷學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)好壞，以及為批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告提供客觀依據(jù)，方便教師甄別學(xué)生數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。 如果想更改部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只需在單片機(jī)內(nèi)重新寫入程序，調(diào)整液晶屏顯示內(nèi)容，改寫計(jì)算機(jī)處理程序，可節(jié)約大量?jī)x器更新和改造費(fèi)用。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置，包括光源、太陽(yáng)能電池盒、集成有直流數(shù)字安培表和直流數(shù)字伏特表的測(cè)試儀、嵌有單片機(jī)的電路板、藍(lán)牙發(fā)射模塊、顯示器、用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和實(shí)時(shí)處理的配置有藍(lán)牙接收模塊的計(jì)算機(jī)；其特征是測(cè)試儀同單片機(jī)相連接，當(dāng)學(xué)生測(cè)量得到太陽(yáng)能電池的輸出電壓和輸出電流時(shí)，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，單片機(jī)會(huì)將該電壓和電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給并顯示在與單片機(jī)相連接的顯示器上，學(xué)生全部測(cè)量所需數(shù)據(jù)后，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“發(fā)送”按鈕，包含上述數(shù)據(jù)和學(xué)生編號(hào)和姓名的數(shù)據(jù)包經(jīng)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送到所述計(jì)算機(jī)上，再由所述計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和后續(xù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述顯示器為液晶顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述嵌有單片機(jī)的電路板上還設(shè)置有“刪除”鍵，用于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中刪除操作錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
專利摘要一種太陽(yáng)能電池特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置，包括光源、太陽(yáng)能電池盒、集成有直流數(shù)字安培表和直流數(shù)字伏特表的測(cè)試儀、嵌有單片機(jī)的電路板、藍(lán)牙發(fā)射模塊、顯示器、用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和實(shí)時(shí)處理的配置有藍(lán)牙接收模塊的計(jì)算機(jī)；其特征是測(cè)試儀同單片機(jī)相連接，當(dāng)學(xué)生測(cè)量得到太陽(yáng)能電池的輸出電壓和輸出電流時(shí)，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，單片機(jī)會(huì)將該電壓和電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給并顯示在與單片機(jī)相連接的顯示器上，學(xué)生全部測(cè)量所需數(shù)據(jù)后，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“發(fā)送”按鈕，包含上述數(shù)據(jù)和學(xué)生編號(hào)和姓名的數(shù)據(jù)包經(jīng)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送到所述計(jì)算機(jī)上，再由所述計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和后續(xù)處理。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202383904SQ201120482989
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者任芝, 李松濤 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)