CN204794137U - 一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，属于电子技术领域。本实用新型可充放电的锂电池组与单片机模块连接，LED屏幕与A/D转换器连接，太阳能光电板充电模块经太阳能充电开关和单片机模块与可充放电的锂电池组相连，声光报警模块、充放电模块、A/D转换器分别与单片机模块连接，电量指示报警灯与声光报警模块连接，太阳能光电板经太阳能光电板连接导线与太阳能光电板连接接口连接，LED屏幕开关按钮与LED屏幕连接，电压输出接口与充电电压接口分别通过充放电模块与可充放电的锂电池组相连。本实用新型结构简单、成本低廉，安装便捷，在更换的过程水质数据采集器的已充电量依然能够支持其工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，属于电子技术领域。
背景技术
现在社会的高速进步，物联网的快速发展引领信息产业走向了一个新的浪潮，而传感器作为物联网的核心设备，令其以及其边缘设备更加智能化已经成为了物联网系统的核心技术问题。水质数据采集器主要作用是对各类水源水质进行监测，需要实时监测数据，故而水质数据采集器的能量供应是其关键技术问题，传统的能源更换需要耗费大量的人力物力，且在更换期间无法进行水质监测。因此迫切需要一种省事省力、节能环保的能源装置。
发明内容
本实用新型提供了一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，结构简单，成本低廉，本装置在需要时可以进行快速更换，而且它不仅可以在有充电接口的场所接受充电，而且他还可以在水质数据采集器的野外工作环境下通过阳光进行充电，起到了节能环保的作用；本装置外壳采用密封防水材质，装置做到整体防水作用；太阳能光电板采用凹凸构造，高效利用光能。
本实用新型的技术方案是：一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14、太阳能光电板连接接口15、太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
所述太阳能光电板充电模块5包括定值电阻R1，整流二极管D1，整流二极管D2，电容器C1，三极管Q1，变压器T1，开关S1；所述电容器C1正极接电压输出接口11，负极接地；二极管D2负极接电压输出接口11，正极接变压器T1的15T线圈；三极管Q1发射极接地，集电极与二极管D2正极相连，基极与电阻R1串联后连接变压器T1的9T线圈，R1作为下拉电阻；变压器T1连接开关S1；整流二极管D1正极接太阳能电池板正极，负极接开关S1；可充放电的锂电池组1正极接整流二极管D1负极，负极接地。
所述充放电模块6的电池保护电路包括两个MOSFETV1、V2，控制ICN1，电阻丝FA1，电阻R2，电阻R3，电容器C2、C3，延时电容C4，晶体二极管VD1、VD2；其中控制ICN1包括VSS引脚、VDD引脚、CT引脚、DO引脚、CO引脚、V引脚；所述电阻丝FA1与可充放电的锂电池组1相连，定值电阻R2与电容C2串联，并连接到控制ICN1的VDD引脚，控制ICN1的VSS引脚连接可充放电的锂电池组1的负极，CT引脚与延时电容C4串联到可充放电的锂电池组1负极，DO引脚与MOSFETV1连接，CO引脚与MOSFETV2连接，V引脚与定值电阻R3、电容器C3相连，而晶体二极管VD1，晶体二极管VD2分别为MOSFETV1，MOSFETV2自带的晶体二极管；
充放电模块6的DC-DC升压电路包括开关，三极管Q2，二极管D4，二极管D3，电阻R4，R5，电容器C5，变压器T2；所述三极管Q2发射极接可充放电的锂电池组1负极，集电极与变压器T2初级线圈相连，基极与变压器T2次级线圈相连，变压器T2次级线圈作为下拉线圈，二极管D3分别与电容器C5、电阻R4、变压器T2次级线圈相连，电阻R4另一端与二极管D4负极相连。
所述声光报警模块7包括电阻R6、R7，有源蜂鸣器H1，电量指示报警灯9的二极管D5，NPN型三极管Q3；所述电阻R7一端与VCC电源端相连，另一端与二极管D5相连；电阻R7与二极管D5的另一端均与源蜂鸣器H1相连，二极管D5的另一端还与NPN型三极管Q3的集电极相连，NPN型三极管Q3的基极与电阻R6的一端相连，电阻R6作为下拉电阻，NPN型三极管Q3的发射极接地，电阻R6的另一端与单片机模块相连。
本实用新型的工作原理是：
首先，太阳能光电板14应该架设在空间开阔，光照充分的地方，太阳能光电板14采用凹凸构造可以充分利用大部分角度太阳照射，充电装置盒体8需要安装可人为监测并且稳定的环境中。在装置安装好以后，太阳能光电板14通过太阳能光电板连接导线16连接充电装置盒体8上的太阳能光电板连接接口15即可正常工作。在需要利用太阳能充电的时候打开太阳能充电开关10，太阳能光电板14吸收太阳能光线通过太阳能充电模块5内部电路为可充放电的锂电池组1蓄电，本装置的普通充电则是利用充电电压接口12连接普通的充电导线通过充电插座为其蓄电。当整个装置安装好工作时，A/D转换器3将单片机模块2处理的数据信息转换为数字信号传输给LED屏幕4，工作人员可以通过盒体表面的LED屏幕开关按钮13控制打开LED屏幕4，显示充电装置的电量，是否在利用太阳能蓄电，是否在给水质数据采集器充电等状态，随时监测整个充电装置的运行状态，单片机模块2连接可充放电的锂电池组1对声光报警模块7输出一定频率的脉冲，通过声光报警电路，当其输出为高电平时，电量指示报警灯9发光、内部源蜂鸣器H1发声为管理人员示警。在本装置蓄电完成后即可通过电压输出接口11为水质数据采集器充电，而本装置因为不仅可以进行普通充电而且还可以利用太阳能进行充电，所以可以长期蓄电在需要时为水质数据采集器充电。
如图1所示，太阳能光电板14通过太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，经太阳能充电开开关10的控制通过内部电路与可充放电的锂电池组1相连；电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、充电电压接口12和电压输出接口11安装在盒体侧面，LED屏幕4和LED屏幕开关按钮13安装在盒体表面；而LED屏幕开关按钮13控制LED屏幕4的使用，LED屏幕4可以详细的显示移动充电装置的电量已经充放电状态；而电压输出接口11和充电电压接口12可以通过内部电路对移动充电装置进行充放电。
如图3所示，包括可充放电的锂电池组1，单片机模块2，A/D转换器3，LED屏幕4，太阳能光电板充电模块5，充放电模块6，声光报警模块77个模块，其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5，声光报警模块7，充放电模块6，A/D转换器3分别与单片机模块2连接。由可充放电的锂电池组1通过单片机模块2对其他各个模块提供电源，而单片机模块2又控制着A/D转换器3把移动充电器的基本信息传递给LED屏幕4让其显示出来，同时太阳能光电板充电模块5，声光报警模块7，充放电模块6都经过单片机模块2的控制来协调工作。
如图4所示，太阳能充电电路，包括200Ω-500Ω范围内可选的定值电阻R1，IN4001型号的整流二极管D1，IN5819型号的肖特基整流二极管D2，容量为100uF的电容器C1，8090型号的三极管Q1，变压器T1，开关S1；打开太阳能充电开关10，太阳能供电板便可驱动负载，只要有一定的光强，通过二极管D1为可充放电的锂电池组1充电，直至饱和。R1选用功率为1W的电阻，当R1为10欧姆的时候，最佳外部充电电压为3-4伏，D1为外部充电指示灯，它是利用电阻R1上的压降来点亮的。后面的升压电路是运用间歇振荡器的快速关断的特性而实现升压的。J1为输出接口，D2是输出指示灯。
如图5所示，电池保护电路，包括两个MOSFET（V1，V2），控制IC（N1），VTP210S型号的电阻丝FA1，定值为100Ω的电阻R2，定值为470Ω的电阻R3，电容器C2、C3，延时电容C4，晶体二极管VD1、VD2，在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电，由于MOSFET的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能没有影响。在过充电保护阶段，锂电池组要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V，转为恒压充电，直至电流越来越小，当控制IC检测到可充放电的锂电池组1电压达到4.28V时，“CO”脚会由高电压变为零电压，使V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在，电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定，把其设为1秒，以避免因干扰而造成误判断。在过放电保护阶段，电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，在可充放电的锂电池组1放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电。由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低，因此要求保护电路的消耗电流极小，此时控制IC会进入低功耗状态，整个保护电路耗电会小于0.1μA。
在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C4决定，使其设为100毫秒，以避免因干扰而造成误判断。在过电流保护阶段，电池在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个MOSFET时，由于MOSFET的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，该电压值U=I×RDS×2，RDS为单个MOSFET导通阻抗，控制IC上的“V-”脚对该电压值进行检测，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使U>0.1V时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用。在控制IC检测到过电流发生至发出关断V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C4决定，使其设为13毫秒，以避免因干扰而造成误判断。在短路保护阶段，电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使U>0.9V时，控制IC则判断为负载短路，其“DO”脚将迅速由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断放电回路，起到短路保护作用。
如图7所示，声光报警模块7，包括定值为1KΩ的电阻R6、R7，有源蜂鸣器H1，电量指示报警灯9二极管D5，NPN型三极管Q3；从单片机模块端口输出一定频率的脉冲，然后通过NPN三极管Q3对脉冲进行放大。当输出为高电平时，有源蜂鸣器H1发声，LED灯D5发光；当输出为低电平时，有源蜂鸣器H1和LED灯D5均停止工作。
本实用新型的有益效果是：结构简单、成本低廉，安装便捷，可以随时更换，在更换的过程水质数据采集器的已充电量依然能够支持其工作，并且能够在水质数据采集器的室外环境下充分的利用太阳能资源，省时省力，节能环保。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的太阳能光电板侧面示意图；
图3为本实用新型的功能模块结构示意图；
图4为本实用新型太阳能充电模块的变压电路图；
图5为本实用新型充放电模块的电池保护电路图；
图6为本实用新型充放电模块的DC-DC升压电路图；
图7为本实用新型声光报警模块的声光报警电路图；
图中各标号为：1为可充放电的锂电池组，2为单片机模块，3为A/D转换器，4为LED屏幕，5为太阳能光电板充电模块，6为充放电模块，7为声光报警模块，8为充电装置盒体，9为电量指示报警灯，10为太阳能充电开关，11为电压输出接口，12为充电电压接口，13为LED屏幕开关按钮，14为太阳能光电板，15为太阳能光电板连接接口，16为太阳能光电板连接导线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-7所示，一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14、太阳能光电板连接接口15、太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
所述太阳能光电板充电模块5包括定值电阻R1，整流二极管D1，整流二极管D2，电容器C1，三极管Q1，变压器T1，开关S1；所述电容器C1正极接电压输出接口11，负极接地；二极管D2负极接电压输出接口11，正极接变压器T1的15T线圈；三极管Q1发射极接地，集电极与二极管D2正极相连，基极与电阻R1串联后连接变压器T1的9T线圈，R1作为下拉电阻；变压器T1连接开关S1；整流二极管D1正极接太阳能电池板正极，负极接开关S1；可充放电的锂电池组1正极接整流二极管D1负极，负极接地。
所述充放电模块6的电池保护电路包括两个MOSFETV1、V2，控制ICN1，电阻丝FA1，电阻R2，电阻R3，电容器C2、C3，延时电容C4，晶体二极管VD1、VD2；其中控制ICN1包括VSS引脚、VDD引脚、CT引脚、DO引脚、CO引脚、V引脚；所述电阻丝FA1与可充放电的锂电池组1相连，定值电阻R2与电容C2串联，并连接到控制ICN1的VDD引脚，控制ICN1的VSS引脚连接可充放电的锂电池组1的负极，CT引脚与延时电容C4串联到可充放电的锂电池组1负极，DO引脚与MOSFETV1连接，CO引脚与MOSFETV2连接，V引脚与定值电阻R3、电容器C3相连，而晶体二极管VD1，晶体二极管VD2分别为MOSFETV1，MOSFETV2自带的晶体二极管；
充放电模块6的DC-DC升压电路包括开关，三极管Q2，二极管D4，二极管D3，电阻R4，R5，电容器C5，变压器T2；所述三极管Q2发射极接可充放电的锂电池组1负极，集电极与变压器T2初级线圈相连，基极与变压器T2次级线圈相连，变压器T2次级线圈作为下拉线圈，二极管D3分别与电容器C5、电阻R4、变压器T2次级线圈相连，电阻R4另一端与二极管D4负极相连。
所述声光报警模块7包括电阻R6、R7，有源蜂鸣器H1，电量指示报警灯9的二极管D5，NPN型三极管Q3；所述电阻R7一端与VCC电源端相连，另一端与二极管D5相连；电阻R7与二极管D5的另一端均与源蜂鸣器H1相连，二极管D5的另一端还与NPN型三极管Q3的集电极相连，NPN型三极管Q3的基极与电阻R6的一端相连，电阻R6作为下拉电阻，NPN型三极管Q3的发射极接地，电阻R6的另一端与单片机模块相连。
实施例2：如图1-7所示，一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14，太阳能光电板连接接口15，太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
所述太阳能光电板充电模块5包括定值电阻R1，整流二极管D1，整流二极管D2，电容器C1，三极管Q1，变压器T1，开关S1；所述电容器C1正极接电压输出接口11，负极接地；二极管D2负极接电压输出接口11，正极接变压器T1的15T线圈；三极管Q1发射极接地，集电极与二极管D2正极相连，基极与电阻R1串联后连接变压器T1的9T线圈，R1作为下拉电阻；变压器T1连接开关S1；整流二极管D1正极接太阳能电池板正极，负极接开关S1；可充放电的锂电池组1正极接整流二极管D1负极，负极接地。
所述充放电模块6的电池保护电路包括两个MOSFETV1、V2，控制ICN1，电阻丝FA1，电阻R2，电阻R3，电容器C2、C3，延时电容C4，晶体二极管VD1、VD2；其中控制ICN1包括VSS引脚、VDD引脚、CT引脚、DO引脚、CO引脚、V引脚；所述电阻丝FA1与可充放电的锂电池组1相连，定值电阻R2与电容C2串联，并连接到控制ICN1的VDD引脚，控制ICN1的VSS引脚连接可充放电的锂电池组1的负极，CT引脚与延时电容C4串联到可充放电的锂电池组1负极，DO引脚与MOSFETV1连接，CO引脚与MOSFETV2连接，V引脚与定值电阻R3、电容器C3相连，而晶体二极管VD1，晶体二极管VD2分别为MOSFETV1，MOSFETV2自带的晶体二极管；
充放电模块6的DC-DC升压电路包括开关，三极管Q2，二极管D4，二极管D3，电阻R4，R5，电容器C5，变压器T2；所述三极管Q2发射极接可充放电的锂电池组1负极，集电极与变压器T2初级线圈相连，基极与变压器T2次级线圈相连，变压器T2次级线圈作为下拉线圈，二极管D3分别与电容器C5、电阻R4、变压器T2次级线圈相连，电阻R4另一端与二极管D4负极相连。
实施例3：如图1-7所示，一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14，太阳能光电板连接接口15，太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
所述太阳能光电板充电模块5包括定值电阻R1，整流二极管D1，整流二极管D2，电容器C1，三极管Q1，变压器T1，开关S1；所述电容器C1正极接电压输出接口11，负极接地；二极管D2负极接电压输出接口11，正极接变压器T1的15T线圈；三极管Q1发射极接地，集电极与二极管D2正极相连，基极与电阻R1串联后连接变压器T1的9T线圈，R1作为下拉电阻；变压器T1连接开关S1；整流二极管D1正极接太阳能电池板正极，负极接开关S1；可充放电的锂电池组1正极接整流二极管D1负极，负极接地。
所述声光报警模块7包括电阻R6、R7，有源蜂鸣器H1，电量指示报警灯9的二极管D5，NPN型三极管Q3；所述电阻R7一端与VCC电源端相连，另一端与二极管D5相连；电阻R7与二极管D5的另一端均与源蜂鸣器H1相连，二极管D5的另一端还与NPN型三极管Q3的集电极相连，NPN型三极管Q3的基极与电阻R6的一端相连，电阻R6作为下拉电阻，NPN型三极管Q3的发射极接地，电阻R6的另一端与单片机模块相连。
实施例4：如图1-7所示，一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14，太阳能光电板连接接口15，太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
所述充放电模块6的电池保护电路包括两个MOSFETV1、V2，控制ICN1，电阻丝FA1，电阻R2，电阻R3，电容器C2、C3，延时电容C4，晶体二极管VD1、VD2；其中控制ICN1包括VSS引脚、VDD引脚、CT引脚、DO引脚、CO引脚、V引脚；所述电阻丝FA1与可充放电的锂电池组1相连，定值电阻R2与电容C2串联，并连接到控制ICN1的VDD引脚，控制ICN1的VSS引脚连接可充放电的锂电池组1的负极，CT引脚与延时电容C4串联到可充放电的锂电池组1负极，DO引脚与MOSFETV1连接，CO引脚与MOSFETV2连接，V引脚与定值电阻R3、电容器C3相连，而晶体二极管VD1，晶体二极管VD2分别为MOSFETV1，MOSFETV2自带的晶体二极管；
充放电模块6的DC-DC升压电路包括开关，三极管Q2，二极管D4，二极管D3，电阻R4，R5，电容器C5，变压器T2；所述三极管Q2发射极接可充放电的锂电池组1负极，集电极与变压器T2初级线圈相连，基极与变压器T2次级线圈相连，变压器T2次级线圈作为下拉线圈，二极管D3分别与电容器C5、电阻R4、变压器T2次级线圈相连，电阻R4另一端与二极管D4负极相连。
所述声光报警模块7包括电阻R6、R7，有源蜂鸣器H1，电量指示报警灯9的二极管D5，NPN型三极管Q3；所述电阻R7一端与VCC电源端相连，另一端与二极管D5相连；电阻R7与二极管D5的另一端均与源蜂鸣器H1相连，二极管D5的另一端还与NPN型三极管Q3的集电极相连，NPN型三极管Q3的基极与电阻R6的一端相连，电阻R6作为下拉电阻，NPN型三极管Q3的发射极接地，电阻R6的另一端与单片机模块相连。
实施例5：如图1-7所示，一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14，太阳能光电板连接接口15，太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
所述太阳能光电板充电模块5包括定值电阻R1，整流二极管D1，整流二极管D2，电容器C1，三极管Q1，变压器T1，开关S1；所述电容器C1正极接电压输出接口11，负极接地；二极管D2负极接电压输出接口11，正极接变压器T1的15T线圈；三极管Q1发射极接地，集电极与二极管D2正极相连，基极与电阻R1串联后连接变压器T1的9T线圈，R1作为下拉电阻；变压器T1连接开关S1；整流二极管D1正极接太阳能电池板正极，负极接开关S1；可充放电的锂电池组1正极接整流二极管D1负极，负极接地。
实施例6：如图1-7所示，一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14，太阳能光电板连接接口15，太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
所述声光报警模块7包括电阻R6、R7，有源蜂鸣器H1，电量指示报警灯9的二极管D5，NPN型三极管Q3；所述电阻R7一端与VCC电源端相连，另一端与二极管D5相连；电阻R7与二极管D5的另一端均与源蜂鸣器H1相连，二极管D5的另一端还与NPN型三极管Q3的集电极相连，NPN型三极管Q3的基极与电阻R6的一端相连，电阻R6作为下拉电阻，NPN型三极管Q3的发射极接地，电阻R6的另一端与单片机模块相连。
实施例7：如图1-7所示，一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，包括充电装置盒体8，位于充电装置盒体8内部的可充放电的锂电池组1、单片机模块2、A/D转换器3、太阳能光电板充电模块5、充放电模块6、声光报警模块7，位于充电装置盒体8外的LED屏幕4、电量指示报警灯9、太阳能充电开关10、电压输出接口11、充电电压接口12、LED屏幕开关按钮13、太阳能光电板14，太阳能光电板连接接口15，太阳能光电板连接导线16；其中可充放电的锂电池组1与单片机模块2连接，LED屏幕4与A/D转换器3连接，太阳能光电板充电模块5经太阳能充电开关10和单片机模块2与可充放电的锂电池组1相连，声光报警模块7、充放电模块6、A/D转换器3分别与单片机模块2连接，电量指示报警灯9与声光报警模块7连接，太阳能光电板14经太阳能光电板连接导线16与太阳能光电板连接接口15连接，LED屏幕开关按钮13与LED屏幕4连接，电压输出接口11与充电电压接口12分别通过充放电模块6与可充放电的锂电池组1相连。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，其特征在于：包括充电装置盒体（8），位于充电装置盒体（8）内部的可充放电的锂电池组（1）、单片机模块（2）、A/D转换器（3）、太阳能光电板充电模块（5）、充放电模块（6）、声光报警模块（7），位于充电装置盒体（8）外的LED屏幕（4）、电量指示报警灯（9）、太阳能充电开关（10）、电压输出接口（11）、充电电压接口（12）、LED屏幕开关按钮（13）、太阳能光电板（14）、太阳能光电板连接接口（15）、太阳能光电板连接导线（16）；其中可充放电的锂电池组（1）与单片机模块（2）连接，LED屏幕（4）与A/D转换器（3）连接，太阳能光电板充电模块（5）经太阳能充电开关（10）和单片机模块（2）与可充放电的锂电池组（1）相连，声光报警模块（7）、充放电模块（6）、A/D转换器（3）分别与单片机模块（2）连接，电量指示报警灯（9）与声光报警模块（7）连接，太阳能光电板（14）经太阳能光电板连接导线（16）与太阳能光电板连接接口（15）连接，LED屏幕开关按钮（13）与LED屏幕（4）连接，电压输出接口（11）与充电电压接口（12）分别通过充放电模块（6）与可充放电的锂电池组（1）相连。
2.根据权利要求1所述的物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，其特征在于：所述太阳能光电板充电模块（5）包括定值电阻R1，整流二极管D1，整流二极管D2，电容器C1，三极管Q1，变压器T1，开关S1；所述电容器C1正极接电压输出接口（11），负极接地；二极管D2负极接电压输出接口（11），正极接变压器T1的15T线圈；三极管Q1发射极接地，集电极与二极管D2正极相连，基极与电阻R1串联后连接变压器T1的9T线圈，定值电阻R1作为下拉电阻；变压器T1连接开关S1；整流二极管D1正极接太阳能电池板正极，负极接开关S1；可充放电的锂电池组（1）正极接整流二极管D1负极，负极接地。
3.根据权利要求1所述的物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，其特征在于：所述充放电模块（6）的电池保护电路包括两个MOSFETV1、V2，控制ICN1，电阻丝FA1，电阻R2，电阻R3，电容器C2、C3，延时电容C4，晶体二极管VD1、VD2；其中控制ICN1包括VSS引脚、VDD引脚、CT引脚、DO引脚、CO引脚、V引脚；所述电阻丝FA1与可充放电的锂电池组（1）相连，定值电阻R2与电容C2串联，并连接到控制ICN1的VDD引脚，控制ICN1的VSS引脚连接可充放电的锂电池组（1）的负极，CT引脚与延时电容C4串联到可充放电的锂电池组（1）负极，DO引脚与MOSFETV1连接，CO引脚与MOSFETV2连接，V引脚与定值电阻R3、电容器C3相连，而晶体二极管VD1，晶体二极管VD2分别为MOSFETV1，MOSFETV2自带的晶体二极管；
充放电模块（6）的DC-DC升压电路包括开关，三极管Q2，二极管D4，二极管D3，电阻R4，R5，电容器C5，变压器T2；所述三极管Q2发射极接可充放电的锂电池组（1）负极，集电极与变压器T2初级线圈相连，基极与变压器T2次级线圈相连，变压器T2次级线圈作为下拉线圈，二极管D3分别与电容器C5、电阻R4、变压器T2次级线圈相连，电阻R4另一端与二极管D4负极相连。
4.根据权利要求1所述的物联网水质数据采集器的嵌入式太阳能充电装置，其特征在于：所述声光报警模块（7）包括电阻R6、R7，有源蜂鸣器H1，电量指示报警灯（9）的二极管D5，NPN型三极管Q3；所述电阻R7一端与VCC电源端相连，另一端与二极管D5相连；电阻R7与二极管D5的另一端均与源蜂鸣器H1相连，二极管D5的另一端还与NPN型三极管Q3的集电极相连，NPN型三极管Q3的基极与电阻R6的一端相连，电阻R6作为下拉电阻，NPN型三极管Q3的发射极接地，电阻R6的另一端与单片机模块相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN109171668A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-11 | 昆明理工大学 | 一种太阳能发电的动物体征监测嵌入式设备 |
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