CN204166846U

CN204166846U - 噪声发电广告牌

Info

Publication number: CN204166846U
Application number: CN201420677063.6U
Authority: CN
Inventors: 丘椿荣; 毛雨薇; 林子豪; 陈红波; 兰莎郧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2024-11-13

Abstract

本实用新型涉及一种噪声发电广告牌，包括噪声发电装置、广告牌主体、电能收集装置和LED灯，其中，噪声发电装置设置在广告牌主体上，其包括声音收集器、内含线圈的声电转换器和设置在声音收集器和声电转换器之间的亥姆霍兹共鸣器；声电转换器通过线圈连接着电能收集装置；电能收集装置内置于广告牌主体中，其包括整流电路模块和储能模块，整流电路模块、储能模块和LED灯之间还设有电源管理模块。本实用新型在声音收集器和声电转换器之间设有亥姆霍兹共鸣器，能够将收集的声波进一步加强，通过声电转换装置提供更多的电能；同时，拥有电源管理模块，能够对产生的电能进行有效的管理，避免造成电能浪费。

Description

噪声发电广告牌

技术领域

本实用新型涉及一种声音发电装置，尤其是一种噪声发电广告牌。

背景技术

噪声污染一直以来都是让人头疼的问题，但是，事物具有双面性，当噪声达到一定强度时，就是一种可观的能量。根据计算，一架噪声达到160dB的喷气式飞机在20m之内的噪声功率可达10000W；一个噪声达到140dB的大型鼓风机，其噪声功率可达100W；KTV所播放的音乐通常采用大功率低音炮音箱进行驱动，它所释放的音量可达120dB左右，其噪声功率约为1W。目前对噪声发电已经有许多研究，韩国已经研究出噪声电池，噪声发电理论也日趋成熟。

专利号为CN202334239U的中国实用新型专利公开了一种噪声发电装置，包括壳体、噪声波收集装置、以及依次与噪声波吸收装置相连的声电转换装置和电能储存装置；通过噪声吸收装置接收噪音，然后经过声电转换装置将声能转化为电能；最后将处理后得到直流电储存到储能模块中。

但是，这种结构只是简单地将噪声通过噪声波收集装置送入声电转换装置，在传送到声电转换装置前未对噪声进行加强，没有最大化的利用噪声，因此，其产生的电能会相对较少，达不到预期的效果。

生活中，公路两旁或者建筑物上设有LED广告牌，这类广告牌建设时需要对其进行电缆的铺设，消耗大量的人力物力，而且出现故障后也不好检修，通过将噪声发电装置设置在广告牌中，能够为广告牌的供电提供新的思路，带来极大便利；同时，其产生的电能没有进行有效的管理，会造成电能浪费或者不合理。

实用新型内容

针对以上所述，本实用新型的目的在于提供一种噪声发电广告牌，解决了上述问题中的至少一个方面。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种噪声发电广告牌，包括噪声发电装置、广告牌主体、电能收集装置和LED灯，其中，噪声发电装置设置在广告牌主体上，其包括声音收集器、内含线圈的声电转换器和设置在声音收集器和声电转换器之间的亥姆霍兹共鸣器；声电转换器通过线圈连接着电能收集装置；电能收集装置内置于广告牌主体中，其包括整流电路模块和储能模块，整流电路模块、储能模块和LED灯之间还设有电源管理模块。

进一步，电源管理模块包括电源切换芯片ltc4412和时钟芯片DS1302；整流电路模块连接着电源切换芯片ltc4412的输入端，电源切换芯片ltc4412的输出端连接着储能模块和时钟芯片DS1302；储能模块和LED灯之间设置着时钟芯片DS1302，由此，在电源切换芯片ltc4412的作用下，在电压充足时，产生的电能直接对LED灯供能，同时，对需要充电的电池进行充电；在电压不充足时，切换到电池供电；在时钟芯片DS1302的作用下，能够实现对LED灯通电断电的控制。

进一步，声音收集器、声电转换器和亥姆霍兹共鸣器构成一个发电单元，噪声发电装置中包括一个或者一个以上的发电单元，发电单元内嵌在广告牌主体正面的四周和侧面，为了增大吸声面积，提高发电量，各个噪声发电单元之间采用蜂窝状结构排布。

进一步，发电单元之间采用并联或者串联的构造，由此，其产生的电能最终被电能收集装置收集。

进一步，亥姆霍兹共鸣器包括一个球形空腔和两根管，两根管对称分布在球形空腔的两端，该亥姆霍兹共鸣器具有一个固有频率，由此，当环境声音与其固有频率相近时将引起共振，从而放大声音的振幅。

进一步，声音收集器呈具有空腔的锥体，其包括进声口和出声口，进声口的直径大于出声口的直径，且出声口设有一层隔气透音膜并连接着亥姆霍兹共鸣器的一根管，由此，经锥形喇叭口发射后，声波会尽可能地透过隔气透气膜进入亥姆霍兹共鸣器中。

进一步，声电转换器包括第一壳体、第二壳体、振膜、线圈和磁铁，第一壳体和第二壳体之间呈台阶构造，其中，第一壳体套合在亥姆霍兹共鸣器的管中，第一壳内部还设有用来放置振膜、线圈和磁铁的空腔，线圈的两根导线穿过第二空腔裸露在外界，由此，便于声电转换器与亥姆霍兹共鸣器连接，同时线圈的两根导线起着固定线圈的作用；线圈一端设置在振膜的一侧，另一端套入有磁铁，由此，声波通过亥姆霍兹共鸣器的共振放大后，振膜振动会带动线圈切割磁力线，便在线圈中产生感应电动势，从而产生电能。

进一步，线圈伸出第二壳体的导线连接着整流电路模块，整流电路模块为全桥整流电路；储能模块为锂电池，由此，经整流、稳压和升压后将电能存储于锂电池中。

本实用新型在声音收集器和声电转换器之间设有能够将声音振幅加大的亥姆霍兹共鸣器，能够将收集的声波进一步加强，增大振幅，通过声电转换装置提供更多的电能，而且将其运用到广告牌中，不仅能够省去原有广告牌电缆的铺设，从而节约一笔可观的人力和物力资源。而且能够将噪声变害为宝，在一定程度上减少了噪声污染，而且能够利用噪声所发的电为广告牌的LED灯供电，从而达到了节能减排的效果；同时，拥有电源管理模块，能够对产生的电能进行有效的管理，避免造成电能浪费。

本实用新型可运用于公路广告牌、步行街、地铁等噪声充足、人流量大的广告牌上。此外，本实用新型的噪声发电装置不仅能够应用在LED广告牌上，而且能够应用在其他所有满足噪声大、功耗低的用电设备上，比如隧道里的信号增强器、高速公路反光带、KTV音乐闪光灯等。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为发电单元结构示意图。

图3为发电单元剖视图。

图4为声电转换器结构示意图。

图5为本实用新型电路框图。

图中，1-广告牌主体、2-发电单元、3-振膜、4-线圈、5-磁铁、6-空腔、21-声音收集器、22-亥姆霍兹共鸣器、23-声电转换器、211-隔气透音膜、222-管、221-球形空腔、231-第二壳体、232-第一壳体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1示意性地显示了本实用新型的一种实施方式的噪声发电装置的结构。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种噪声发电广告牌，包括噪声发电装置、广告牌主体、电能收集装置和LED灯，其中，噪声发电装置包括多个由声音收集器、声电转换器和亥姆霍兹共鸣器构成的发电单元，发电单元采用并联构造内嵌在广告牌主体正面的四周和侧面，为了增大吸声面积，提高发电量，各个噪声发电单元之间采用蜂窝状结构排列；声电转换器通过线圈连接着电能收集装置；电能收集装置内置于广告牌主体中，其包括整流电路模块(全桥整流电路)和储能模块(锂电池)，整流电路模块(全桥整流电路)和储能模块(锂电池)之间还设有电源管理模块；电源管理模块包括电源切换芯片ltc4412和时钟芯片DS1302；整流电路模块(全桥整流电路)连接着电源切换芯片ltc4412的输入端，电源切换芯片ltc4412的输出端连接着储能模块(锂电池)和时钟芯片DS1302；储能模块(锂电池)和LED灯之间设置着时钟芯片DS1302，由此，在电源切换芯片ltc4412的作用下，在电压充足时，产生的电能直接对LED灯供能，同时，对需要充电的锂电池进行充电；在电压不充足时，切换到锂电池供电；在时钟芯片DS1302的作用下，能够实现对LED灯通电断电的控制。

如图2、图3所示，亥姆霍兹共鸣器是一个球形空腔和两根管组成的刚性体，两根管对称分布在球形空腔的两端，该亥姆霍兹共鸣器具有一个固有频率，由此，当环境声音与其固有频率相近时将引起共振，从而放大声音的振幅。

如图2、图3所示，声音收集器呈具有空腔的锥体，其包括进声口和出声口，进声口的直径大于出声口的直径，且出声口设有一层隔气透音膜并连接着亥姆霍兹共鸣器的一根管，由此，经声音收集器反射后，声波会尽可能地透过隔气透气膜进入亥姆霍兹共鸣器中。

本实用新型中，声音收集器的材料为钢、有机玻璃或者PC耐力板，其最优选材料为钢。

如图2、图3所示，声电转换器包括第一壳体、第二壳体、振膜、线圈和磁铁，第一壳体和第二壳体呈台阶构造，其中，第一壳体套合在亥姆霍兹共鸣器的管中，第一壳体内部还设有用来放置振膜、线圈和磁铁的空腔，线圈的两根导线穿过第二壳体裸露在外界；同时，线圈一端设置在振膜的一侧，另一端套入有磁铁，由此，声波通过亥姆霍兹共鸣器的共振放大后，振膜振动会带动线圈切割磁力线，便在线圈中产生感应电动势，从而产生电能。

发电单元工作时，声波首先经过进声口进入声音收集器中，经过锥形的声音收集器内壁发射后，大多数的声波会通过出声口进入亥姆霍兹共鸣器中，同时，在出声口处隔气透音膜共振的作用下，对声波的振幅进行一级加强；当一级加强后的声波进入亥姆霍兹共鸣器后，由于亥姆霍兹共鸣器具有一个固定频率，当进入的声波与其固有频率相近时，会引发共振现象，对声波的振幅进行二级加强，当二级加强后的声波进入声电转换装置时，振膜会带动线圈振动，并切割磁铁的磁感线产生电流，最后由线圈的两根导线将电能输出给电能收集模块；经过整流电路模块(全桥整流电路)后，在电源切换芯片ltc4412和时钟芯片DS1302处理分析后，分为以下几种情况；

第一种情况：在时钟芯片DS1302设定的时间段中，输送的电能电压达到电源切换芯片ltc4412的预设值，电源切换芯片ltc4412切断锂电池供电，输送的电能一部分直接对LED灯供能，另一部分对未饱和的锂电池进行充电。

第二种情况：在时钟芯片DS1302设定的时间段中，输送的电能电压未达到电源切换芯片ltc4412的预设值，输送的电能直接对未饱和的锂电池进行充电，同时，锂电池直接对LED灯供能。

第三种情况：未在时钟芯片DS1302设定的时间段中，输送的电能只对未饱和的锂电池进行充电。

本实用新型中，锂电池能够对电源切换芯片ltc4412和时钟芯片DS1302进行反向供能，以确保两者正常的工作；在另一些实施方式中，电源切换芯片ltc4412和时钟芯片DS1302自带电源。

以上仅为本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可进行若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。

Claims

1.一种噪声发电广告牌，包括噪声发电装置、广告牌主体、电能收集装置和LED灯，其特征在于，所述的噪声发电装置设置在所述的广告牌主体上，所述的噪声发电装置包括声音收集器、内含线圈的声电转换器和设置在声音收集器和声电转换器之间的亥姆霍兹共鸣器；所述的声电转换器通过线圈连接着所述的电能收集装置；所述的电能收集装置内置于所述的广告牌主体中，所述的电能收集装置包括整流电路模块和储能模块，所述的整流电路模块、储能模块和LED灯之间还设有电源管理模块。

2.根据权利要求1所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的电源管理模块包括电源切换芯片ltc4412和时钟芯片DS1302；所述的整流电路模块连接着所述的电源切换芯片ltc4412的输入端，所述的电源切换芯片ltc4412的输出端连接着所述的储能模块和时钟芯片DS1302；所述的储能模块和LED灯之间设置着时钟芯片DS1302。

3.根据权利要求1所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的声音收集器、声电转换器和亥姆霍兹共鸣器构成一个发电单元，所述的噪声发电装置中包括一个或者一个以上的发电单元，所述的发电单元内嵌在广告牌主体正面的四周和侧面。

4.根据权利要求3所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的噪声发电单元之间采用蜂窝状结构排布。

5.根据权利要求3所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的发电单元之间采用并联或者串联的构造。

6.根据权利要求1所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的亥姆霍兹共鸣器包括一个球形空腔和两根管，所述的两根管对称分布在球形空腔的两端。

7.根据权利要求1所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的声音收集器呈具有空腔的锥体，其包括进声口和出声口，所述的进声口的直径大于出声口的直径，所述的出声口设有一层隔气透音膜并连接着亥姆霍兹共鸣器的一根管。

8.根据权利要求1所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的声电转换器包括第一壳体、第二壳体、振膜、线圈和磁铁，所述的第一壳体和第二壳体之间呈台阶构造，所述的第一壳体套合在亥姆霍兹共鸣器的管中，所述的第一壳内部还设有用来放置振膜、线圈和磁铁的空腔，所述的线圈的两根导线穿过第二空腔并连接着整流电路模块。

9.根据权利要求1所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的整流电路模块为全桥整流电路。

10.根据权利要求1所述的噪声发电广告牌，其特征在于：所述的储能模块为锂电池。