CN104201753A - 基于单片机的自行车发电手机智能充电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单片机的自行车发电手机智能充电器，它涉及一种智能充电器。它包括主控制器、第一系统电源模块、自行车发电模块、第二系统电源模块、AD转换模块、锂离子电池和PWM控制充电电路，自行车发电模块通过第一系统电源模块与主控制器相连，主控制器分别与第二系统电源模块和PWM控制充电电路相连，控制充电电路通过锂离子电池与AD转换模块相连，AD转换模块与主控制器相连；所述的主控制器采用单片机AT89S51。本发明能通过自行车行驶带动发电花鼓来使得锂电池获得电能，从而给电子数码产品进行充电，实用性强。

Description

基于单片机的自行车发电手机智能充电器

技术领域

本发明涉及的是一种智能充电器，具体涉及一种基于单片机的自行车发电手机智能充电器。

背景技术

随着现代社会的迅速发展，科学技术的不断进步，人们的消费水平也越来越高。电子数码类产品发展很快，手机、PDA、MP3和数码相机等便携式数码产品成了很多人的必备装备。鉴于产品使用的灵活性以及方便性的需要，锂电池在便携式设备中应用非常广泛。许多产品都把可充电锂电池作为主要的能量来源。

与此同时，随着我国城镇化进程加速，在城市选择自行车出行和上班的人越来越多，而手机已经成为人们生活中必备的电子设备。本系统特别适合在城镇骑车出行的人们使用，也适用于喜欢骑自行车旅行的人们。当手机没电时，实时地利用自行车发电花鼓发出的电量给手机充电，即达到了及时的功效，也达到了环境保护的目的。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于单片机的自行车发电手机智能充电器，能通过自行车行驶带动发电花鼓来使得锂电池获得电能，从而给电子数码产品进行充电，实用性强。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：基于单片机的自行车发电手机智能充电器，包括主控制器、第一系统电源模块、自行车发电模块、第二系统电源模块、AD转换模块、锂离子电池和PWM控制充电电路，自行车发电模块通过第一系统电源模块与主控制器相连，主控制器分别与第二系统电源模块和PWM控制充电电路相连，控制充电电路通过锂离子电池与AD转换模块相连，AD转换模块与主控制器相连；所述的主控制器采用单片机AT89S51。

作为优选，所述的自行车发电模块采用小型永磁发电机，尺寸为长11厘米，直径5.2厘米，重量400克。

作为优选，所述的第一系统电源模块包括电源电路和稳压电路，所述的稳压电路采用三端稳压芯片W7805，电源电路与三端稳压芯片W7805相连，三端稳压芯片W7805与手机充电孔及单片机AT89S51和AD转换模块相连。

作为优选，所述的AD转换模块采用A/D转换器ADC0809。

作为优选，所述的PWM控制充电电路包括MOS管IRF540，MOS管IRF540的栅极G与单片机AT89S51的PWM脚连接。

本发明的有益效果：能通过自行车行驶来使得锂电池获得电能，从而方便给电子数码产品进行充电，实用性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明中的第一系统电源模块的电源电路图；

图3为本发明中的第一系统电源模块的稳压电路图；

图4为本发明中的单片机AT89S51的电路图；

图5为本发明中的A/D转换器ADC0809的引脚连接图；

图6为本发明的PWM控制充电电路的电路图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-6，本具体实施方式采用以下技术方案：基于单片机的自行车发电手机智能充电器，包括主控制器1、第一系统电源模块2、自行车发电模块3、第二系统电源模块4、AD转换模块5、锂离子电池6和PWM控制充电电路7，自行车发电模块3通过第一系统电源模块2与主控制器1相连，主控制器1分别与第二系统电源模块4和PWM控制充电电路7相连，控制充电电路7通过锂离子电池6与AD转换模块5相连，AD转换模块5与主控制器1相连；所述的主控制器1采用单片机AT89S51。AT89S51有功耗低，性能高的特点，兼容8051指令系统及引脚，支持ISP在线编程和传统模式的编程方法。

值得注意的是，所述的自行车发电模块3采用小型永磁发电机，尺寸为长11厘米，直径5.2厘米，重量400克。发电机与自行车的连接简单、方便。自行车行驶时，发电机的转动轴与车轮胎外表皮摩擦而产生交流电。由实验我们测得：自行车行驶速度越大，产生的交流电越大，可以达到15V以上，当以10km/h的速度行驶时可以产生10V左右的电压。发电机的摩擦对人骑车的阻力几乎可以忽略。

值得注意的是，所述的第一系统电源模块2包括电源电路和稳压电路，所述的稳压电路采用三端稳压芯片W7805，电源电路与三端稳压芯片W7805相连，三端稳压芯片W7805与手机充电孔及单片机AT89S51和AD转换模块5相连。

其具体工作原理：自行车行驶时滚轮带动发电机转动产生交流电，产生的交流电通过整流后一方面送给三端稳压芯片W7805，输出稳定的+5V直流电压送给单片机AT89S51和AD转换芯片。另一方面送给三端可调稳压芯片LM317，输出一稳定值给手机电池充电。

值得注意的是，所述的AD转换模块5采用A/D转换器ADC0809，AD转换模块作用是将手机电池两端电压的模拟信号转换为适合单片机处理的数字信号，并输送至单片机。本部分电路连接图如图5所示。

此外，所述的PWM控制充电电路7包括MOS管IRF540，MOS管IRF540的栅极G与单片机AT89S51的PWM脚连接。

由稳压管LM317输出的稳定电压给手机锂电池充电，通过单片机模拟输出PWM信号的方式来控制MOS管IRF540两端的电压。IRF540属于N沟道增强型的MOS管，当其栅极G和源极S两端电压不同时，通过的电流也不同，从而来控制锂电池不同充电过程中充电电流的大小。电路中使用的三极管S8550属于通用的PNP型晶体管。

本具体实施方式以51系列单片机为核心，利用典型的单片机应用形式构建最小系统板，通过自行车滚轮带动发电机产生电能，经整流稳压后给手机充电。由ADC0809转换器采样得到电池两端的电压，转换成数字信号后传给单片机。比较采样得到的值和程序中预先设定的值后，判断电池充电处于哪一个阶段，进而由单片机输出不同占空比的PWM信号，以获得不同大小的输出电压来调节充电回路电流的大小，从而达到手机充电智能控制的目的，亦可接近锂电池标准的三段式充电。该系统以低廉，稳定，环保，节能等诸多优点适合于广大城乡的自行车用户和爱好者。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于单片机的自行车发电手机智能充电器，其特征在于，包括主控制器(1)、第一系统电源模块(2)、自行车发电模块(3)、第二系统电源模块(4)、AD转换模块(5)、锂离子电池(6)和PWM控制充电电路(7)，自行车发电模块(3)通过第一系统电源模块(2)与主控制器(1)相连，主控制器(1)分别与第二系统电源模块(4)和PWM控制充电电路(7)相连，控制充电电路(7)通过锂离子电池(6)与AD转换模块(5)相连，AD转换模块(5)与主控制器(1)相连；所述的主控制器(1)采用单片机AT89S51。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的自行车发电手机智能充电器，其特征在于，所述的自行车发电模块(3)采用小型永磁发电机，尺寸为长11厘米，直径5.2厘米，重量400克。

3.根据权利要求1所述的基于单片机的自行车发电手机智能充电器，其特征在于，所述的第一系统电源模块(2)包括电源电路和稳压电路，所述的稳压电路采用三端稳压芯片W7805，电源电路与三端稳压芯片W7805相连，三端稳压芯片W7805与手机充电孔及单片机AT89S51和AD转换模块(5)相连。

4.根据权利要求1所述的基于单片机的自行车发电手机智能充电器，其特征在于，所述的AD转换模块(5)采用的转换器为ADC0809。

5.根据权利要求1所述的基于单片机的自行车发电手机智能充电器，其特征在于，所述的PWM控制充电电路(7)包括MOS管IRF540，MOS管IRF540的栅极G与单片机AT89S51的PWM脚连接。