一种太阳能应急馈电系统的制作方法
一种太阳能应急馈电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于公用照明系统领域，涉及一种太阳能应急馈电系统。
【背景技术】
[0002]在出现停电或火灾等应急情况下，作为公共设施的楼宇公用照明、应急广播、楼宇对讲系统、监控系统、门禁系统等需要电力供应的设施将失去作用，这种情况下，往往需要启用应急照明。现有技术中应急照明等均采用蓄电池作为电源，蓄电池一般会在断电之前通过充电储存电能，以便在紧急断电情况下使用。但这种方法不够节约能源，而且需要消耗煤电资源进行充电，不利于环境保护和节能减排。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种太阳能应急馈电系统，旨在解决现有技术中的应急供电设施不够节能减排的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下:
[0005]本发明提供了一种太阳能应急馈电系统，包括底座、旋转单元、太阳能电池板、蓄电池、方位探头、中央控制器和对外供电电路，
[0006]所述太阳能电池板安装在所述旋转单元上；
[0007]所述旋转单元固定在所述底座上，并能够带动所述太阳能电池板以水平方向或/和竖直方向为轴转动；
[0008]所述方位探头固定在所述太阳能电池板上；
[0009]所述蓄电池与所述太阳能电池板和所述对外供电电路连接；
[0010]所述旋转单元和所述方位探头与所述中央控制器连接。
[0011]进一步的，所述旋转单元包括竖直直流电机和竖直轴，所述底座上设有齿轮，所述竖直轴一端垂直于所述底座的水平面穿设于所述齿轮中，所述竖直直流电机的输出轴与所述齿轮啮合，当所述竖直直流电机工作时，能够通过所述齿轮带动所述竖直轴绕自身轴线旋转。
[0012]进一步的，所述旋转单元还包括水平直流电机、支架、水平轴和联轴器，所述支架为U型支架，其水平段与所述竖直轴的另一端固定，其两个竖直段各设有开孔，所述开孔上均安装有轴承，所述水平轴贯穿所述两个轴承固定在所述支架上，所述水平轴一端通过所述联轴器与所述水平直流电机连接，所述太阳能电池板固定在所述水平轴上，所述水平轴沿所述太阳能电池板的宽度方向设置。
[0013]进一步的，所述水平直流电机和所述竖直直流电机与所述中央控制器连接，所述中央控制器控制所述水平直流电机和所述竖直直流电机的工作。
[0014]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括触发装置，所述触发装置与所述中央控制器连接，当所述水平直流电机和竖直直流电机转动到设定角度时，所述触发装置被触发并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器控制所述水平直流电机和竖直直流电机停止转动。
[0015]进一步的，所述触发装置为四个，所述支架绕所述竖直轴分别沿两个方向转动到最大转角时，其相应与两个所述触发装置接触并触发两个所述触发装置;所述太阳能电池板绕所述水平轴沿两个方向转动到最大转角时，其相应与另外两个所述触发装置接触并触发另外两个所述触发装置。
[0016]进一步的，所述太阳能电池板采用A级单晶硅材料，其还设有二极管，所述二极管的正极与所述太阳能电池板的正极相连，负极与所述蓄电池的正极相连。
[0017]进一步的，所述中央控制器包括单片机和电机驱动器，所述电机驱动器的型号为L298，其中INl、IN2、IN3、IN4为所述电机驱动器的四路输入，其分别与所述单片机的P4.1、?4.2、？4.3、？4.4口相连，并对应所述电机驱动器的四路输出01]1'1、01712、01713、01714，01]1'1和0UT2与所述水平直流电机两端相连，0UT3和0UT4与所述竖直直流电机两端相连。
[0018]进一步的，所述方位探头包括五个光敏电阻Rcl-Rc5、五个比较器CMP1-CMP5、三个电阻R5-R7和三个电位器W1-W3，其中:
[0019]光敏电阻Rcl和Rc2串联后一端接电源(VCCl)，另一端接地(GNDl)，在Rcl和Rc2之间引出两个端子，分别接入比较器CMPl的正输入端和比较器CMP2的负输入端，电位器Wl与光敏电阻Re I和Rc2并联，电位器Wl的中间端同时与比较器CMPI的负输入端和电阻R7—端连接，电阻R7另一端接到比较器CMP2的正输入端；
[0020]光敏电阻Rc3和Rc4串联后一端接电源(￥0:1)，另一端接地(6仰1)，在1^3和1^4之间引出两个端子，分别接入比较器CMP3的正输入端和比较器CMP4的负输入端，电位器W2与光敏电阻Rc3和Rc4并联，电位器W2的中间端同时与比较器CMP3的负输入端和电阻R6—端连接，电阻R6另一端接到比较器CMP4的正输入端；
[0021]光敏电阻R c 5 —端接电源(V C CI )，另一端与电阻R 5 —端连接，R 5另一端接地(GNDI)，光敏电阻Rc5和R5之间引出一个端子接到比较器CMP5的正输入端，电位器W3与光敏电阻Rc3和电阻Rc5并联，其中间端接CMP5的负输入端；
[0022]五个比较器的输出端口⑶UT5、⑶UT6、⑶UT7、⑶UT8、⑶UT9分别接所述单片机的Ρ5.0、Ρ5.1、Ρ5.2、Ρ5.3、Ρ5.4Ρ。
[0023]进一步的，所述触发装置包括四个触碰开关S1-S4和四个电阻R1-R4，其中四个电阻R1-R4的一端均与电源相连，另一端分别与所述触碰开关S1、S2、S3、S4公共端相连，所述触碰开关的常开端接地，同时，所述触碰开关S1、S2、S3、S4的公共端分别与所述单片机的1口 Ρ2.0、Ρ2.1、Ρ2.2、Ρ2.3 相连。
[0024]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括电压采集模块，所述电压采集模块包括串联连接的电阻R8和R9，电阻R8的一端与所述蓄电池的正极相连，另一端与R9相连，R9另一端与所述蓄电池的负极相连，R8和R9之间引出一个端子接到单片机上的AD采集输入口Ρ6.0 上。
[0025]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括对外供电保护电路，所述对外供电保护电路包括继电器、电压转换芯片和USB输出口，所述电压转化芯片的输入端与所述蓄电池的正极相连、接地端与所述蓄电池的负极相连、其输出端为3.3V电压，给所述中央控制器和方位探头供电;所述继电器的公共端与所述蓄电池的正极相连，其常开端与所述USB输出口的正极相连;所述USB输出口与所述对外供电电路连接。
[0026]进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程为:
[0027]步骤一:开机；
[0028]步骤二:系统初始化；
[0029]步骤三:所述方位探头检测是否有光照:
[0030]若有光照，则读取太阳方位信号，然后输入中央控制器，中央控制器通过旋转单元调整太阳能电池板位置，直至太阳能电池板正对太阳，调整完毕后，休眠设定时间；
[0031 ]如无光照，则休眠设定时间；
[0032]步骤四:休眠完毕后，重复步骤三。
[0033]进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程还包括中断程序流程，中断开始后，所述电压采集模块采集所述蓄电池电压，并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器判断所述蓄电池是否欠压，若是，则切断对外供电电路，中断结束;若不是，直接执"?丁中断结束。
[0034]与现有技术相比，本发明的优势在于:
[0035]本发明太阳能应急馈电系统实现了对太阳能的利用，克服了现有技术中应急照明系统对于煤电的需求，实现了绿色环保，节能减排；
[0036]本发明采用双轴自动追踪设计，可以使太阳能电池板始终正对太阳，大大提高了对太阳能的利用率；
[0037]本发明利用电压采集模块结合单片机检测蓄电池的电压，防止蓄电池因为过度放电而损坏，实现了智能化；
[0038]本发明太阳能应急馈电系统的输出电源通过USB口引出，可以实现给手机、相机等充电，简单、方便。
[0039]本发明的太阳能应急馈电系统使用简单，直接将系统放在建筑物楼顶，即可以实现自启动，只要有光，便能自动追光，高效实用。
【附图说明】
[0040]图1是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的模块示意图；
[0041]图2是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的结构示意图；
[0042]图3是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的局部示意图；
[0043]图4是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的中央控制器示意图；
[0044]图5是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的方位探头的示意图；
[0045]图6是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的触发装置的示意图；
[0046]图7是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的电压采集模块和对外供电保护电路的电路示意图；
[0047]图8 是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的程序设计流程示意图。
[0048]其中:1-底座;2-旋转单元;3-太阳能电池板;4-方位探头;21-竖直直流电机;22-竖直轴;23-水平直流电机;24-支架;25-水平轴;26-联轴器;27-轴承;28-齿轮。
【具体实施方式】
[0049]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种太阳能应急馈电系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0050]如图1-2所示，是本发明提供的一种太阳能应急馈电系统，包括底座1、旋转单元2、太阳能电池板3、蓄电池、方位探头4、中央控制器和对外供电电路，
[0051]所述太阳能电池板3安装在所述旋转单元2上；
[0052]所述旋转单元2固定在所述底座I上，并能够带动所述太阳能电池板3以水平方向或/和竖直方向为轴转动；
[0053]所述方位探头4固定在所述太阳能电池板3上；
[0054]所述蓄电池与所述太阳能电池板3和所述对外供电电路连接；
[0055]所述旋转单元2和所述方位探头4与所述中央控制器连接。
[0056]本技术方案中，所述太阳能电池板3可以将光能转化为电能，并储存在蓄电池中，当出现应急断电时可以实现对外供电。其中，利用方位探头4可以检测光照强度和太阳方位，中央控制器会接收方位探头采集的数据进行分析，若是黑夜，则进入休眠模式，若是白天，则再读取太阳方位信号，进行数据处理后，控制旋转单元2做相应转动，从而带动太阳能电池板3朝向太阳所在的方位转动，实现太阳能电池板3始终正对着太阳，从而以最大面积高效吸收太阳能。
[0057]如图2-3所示，进一步的，所述旋转单元2包括竖直直流电机21和竖直轴22，所述底座I上设有一齿轮28，所述竖直轴22—端垂直于所述底座I的水平面穿设于所述齿轮28中，所述竖直直流电机21的输出轴与所述齿轮28啮合，当所述竖直直流电机21工作时，能够通过所述齿轮28带动所述竖直轴22绕自身轴线旋转。
[0058]如图2-3所示，进一步的，所述旋转单元2还包括水平直流电机23、支架24、水平轴25和联轴器26，所述支架24为U型支架，其水平段与所述竖直轴22的另一端固定，其两个竖直段各设有开孔，所述开孔上均安装有轴承27，所述水平轴25贯穿所述两个轴承27固定在所述支架24上，所述水平轴25—端通过所述联轴器26与所述水平直流电机23连接，所述太阳能电池板3固定在所述水平轴25上，所述水平轴25沿所述太阳能电池板3的宽度方向设置，当所述水平直流电机23工作时，其能够通过联轴器26带动所述水平轴25绕自身的轴线旋转。通过本实施例的方案，可以通过水平轴25的旋转带动所述太阳能电池板3绕所述水平轴25转动，而竖直轴22的旋转会带动支架24同步旋转，从而也会实现太阳能电池板3绕所述竖直轴22的轴线方向旋转。
[0059]进一步的，所述水平直流电机23和所述竖直直流电机21与所述中央控制器连接，所述中央控制器控制所述水平直流电机23和所述竖直直流电机21的工作。在本实施例中，所述水平直流电机23和竖直直流电机21均为小型24V直流电机，中央控制器可以控制两台电机的转动角度。
[0060]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括触发装置，所述触发装置与所述中央控制器连接，当所述水平直流电机23和竖直直流电机21转动到设定角度时，所述触发装置被触发并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器控制所述水平直流电机23和竖直直流电机21停止转动。
[0061]进一步的，所述触发装置为四个，所述支架24绕所述竖直轴22分别沿两个方向转动到最大转角时，其相应与两个所述触发装置接触并触发两个所述触发装置;所述太阳能电池板3绕所述水平轴25沿两个方向转动到最大转角时，其相应与另外两个所述触发装置接触并触发另外两个所述触发装置。所述最大转角由所述竖直直流电机21和水平直流电机23转动的设定角度分别确定，本方案通过设置触发装置，当两台电机分别转动到允许的最大角度(即设定角度)时，会使触发装置被触发，从而使得中央控制器控制电机停止转动，从而防止两台电机因堵转而损坏。
[0062]进一步的，所述太阳能电池板3采用A级单晶硅材料，其还设有二极管，所述二极管的正极与所述太阳能电池板3的正极相连，负极与所述蓄电池的正极相连。通过二极管的设置，可以起到防止反充电的作用。
[0063]如图1和4所示，进一步的，所述中央控制器包括单片机和电机驱动器，所述电机驱动器的型号为L298，其中INl、IN2、IN3、IN4为所述电机驱动器的四路输入，其分别与所述单片机的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4 口相连，并对应所述电机驱动器的四路输出OUT 1、0UT2、0UT3、0UT4，0UT1和0UT2与所述水平直流电机两端相连，0UT3和0UT4与所述竖直直流电机两端相连。在本实施例中，所述单片机为TI公司生产的16位超低功耗MSP430F149单片机，所述电机驱动器的二极管Dl到D8起到续流作用，可以有效防止电机由于惯性产生逆电流烧坏驱动器，ENA和ENB为通道使能端，一般接高电平即可，VCC为驱动器工作电压，一般接+5V，VSS为电机驱动电压，由于本实施例所选直流电机功耗较小，VSS接+5V，所述电机驱动器的I脚、8脚和15脚接地。
[0064]如图5所示，进一步的，所述方位探头包括五个光敏电阻Rcl_Rc5、五个比较器CMP1-CMP5、三个电阻R5-R7和三个电位器Wl -W3，其中:
[0065]光敏电阻Rcl和Rc2串联后一端接电源(VCCl)，另一端接地(GNDl)，在Rcl和Rc2之间引出两个端子，分别接入比较器CMPl的正输入端和比较器CMP2的负输入端，电位器Wl与光敏电阻Re I和Rc2并联，电位器Wl的中间端同时与比较器CMPI的负输入端和电阻R7—端连接，电阻R7另一端接到比较器CMP2的正输入端；
[0066]光敏电阻Rc3和Rc4串联后一端接电源(￥0:1)，另一端接地(6仰1)，在1^3和1^4之间引出两个端子，分别接入比较器CMP3的正输入端和比较器CMP4的负输入端，电位器W2与光敏电阻Rc3和Rc4并联，电位器W2的中间端同时与比较器CMP3的负输入端和电阻R6—端连接，电阻R6另一端接到比较器CMP4的正输入端；
[0067]光敏电阻R c 5 —端接电源(V C CI )，另一端与电阻R 5 —端连接，R 5另一端接地(GNDI)，光敏电阻Rc5和R5之间引出一个端子接到比较器CMP5的正输入端，电位器W3与光敏电阻Rc3和电阻Rc5并联，其中间端接CMP5的负输入端；
[0068]五个比较器的输出端口 C0UT5、⑶UT6、⑶UT7、⑶UT8、C0UT9分别接单片机的P5.0、Ρ5.1、Ρ5.2、Ρ5.3、Ρ5.4Π。
[0069]如图6所示，进一步的，所述触发装置包括四个触碰开关S1-S4和四个电阻R1-R4，其中四个电阻Rl -R4的一端均与电源(+3.3V)相连，另一端分别与触碰开关S1、S2、S3、S4公共端相连，触碰开关的常开端接地，同时，触碰开关S1、S2、S3、S4的公共端分别与单片机的10口？2.0、？2.1、？2.2、？2.3相连。当触发装置没有触发时，？2.0、？2.1、？2.2、？2.3为高电平，而当有触发时，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3变为低电平，单片机检测到低电平后立即控制相应电机做相应转动，防止电机因堵转而损坏。
[0070]如图1和图7所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括电压采集模块，所述电压采集模块包括串联连接的电阻R8和R9，电阻R8的一端与所述蓄电池的正极相连，另一端与R9相连，R9另一端与所述蓄电池的负极相连，R8和R9之间引出一个端子接到单片机上的AD采集输入口 P6.0上，从而可以实时监测蓄电池的电量。
[0071]如图1和图7所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括对外供电保护电路，所述对外供电保护电路包括继电器J、电压转换芯片1117和USB输出口，所述电压转化芯片1117的输入端与所述蓄电池的正极相连、接地端与所述蓄电池的负极相连、输出端为3.3V电压，给中央控制器和方位探头供电；所述继电器J的公共端与所述蓄电池的正极相连，其常开端与所述USB的正极相连;所述USB输出口与所述对外供电电路连接。只有当所述蓄电池的电量充足时，单片机才控制所述继电器J导通，这样USB端才能正常对外供电。
[0072]如图8左侧所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程为:
[0073]步骤一:开机；
[0074]步骤二:系统初始化；
[0075]步骤三:所述方位探头检测 是否有光照:
[0076]若有光照，则读取太阳方位信号，然后输入中央控制器，中央控制器通过旋转单元调整太阳能电池板位置，直至太阳能电池板正对太阳，调整完毕后，休眠设定时间；
[0077]如无光照，则休眠设定时间；
[0078]步骤四:休眠完毕后，重复步骤三。
[0079]如图8右侧所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程还包括中断程序流程，中断开始后，所述电压采集模块采集所述蓄电池电压，并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器判断所述蓄电池是否欠压，若是，则切断对外供电电路，中断结束；若不是，直接执行中断结束。
[0080]本发明太阳能应急馈电系统实现了对太阳能的利用，克服了现有技术中应急照明系统对于煤电的需求，实现了绿色环保，节能减排；
[0081]本发明采用双轴自动追踪设计，可以使太阳能电池板始终正对太阳，大大提高了对太阳能的利用率；
[0082]本发明利用电压采集模块结合单片机检测蓄电池的电压，防止蓄电池因为过度放电而损坏，实现了智能化；
[0083]本发明太阳能应急馈电系统的输出电源通过USB口引出，可以实现给手机、相机等充电，简单、方便。
[0084]本发明的太阳能应急馈电系统使用简单，直接将系统放在建筑物楼顶，即可以实现自启动，只要有光，便能自动追光，高效实用。
[0085]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种太阳能应急馈电系统，其特征在于，包括底座、旋转单元、太阳能电池板、蓄电池、方位探头、中央控制器和对外供电电路， 所述太阳能电池板安装在所述旋转单元上； 所述旋转单元固定在所述底座上，并能够带动所述太阳能电池板以水平方向或/和竖直方向为轴转动； 所述方位探头固定在所述太阳能电池板上； 所述蓄电池与所述太阳能电池板和所述对外供电电路连接； 所述旋转单元和所述方位探头与所述中央控制器连接。2.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述旋转单元包括竖直直流电机和竖直轴，所述底座上设有齿轮，所述竖直轴一端垂直于所述底座的水平面穿设于所述齿轮中，所述竖直直流电机的输出轴与所述齿轮啮合，当所述竖直直流电机工作时，能够通过所述齿轮带动所述竖直轴绕自身轴线旋转。3.根据权利要求2所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述旋转单元还包括水平直流电机、支架、水平轴和联轴器，所述支架为U型支架，其水平段与所述竖直轴的另一端固定，其两个竖直段各设有开孔，所述开孔上均安装有轴承，所述水平轴贯穿所述两个轴承固定在所述支架上，所述水平轴一端通过所述联轴器与所述水平直流电机连接，所述太阳能电池板固定在所述水平轴上，所述水平轴沿所述太阳能电池板的宽度方向设置。4.根据权利要求3所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述水平直流电机和所述竖直直流电机与所述中央控制器连接，所述中央控制器控制所述水平直流电机和所述竖直直流电机的工作。5.根据权利要求4所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统还包括触发装置，所述触发装置与所述中央控制器连接，当所述水平直流电机和竖直直流电机转动到设定角度时，所述触发装置被触发并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器控制所述水平直流电机和竖直直流电机停止转动。6.根据权利要求5所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述触发装置为四个，所述支架绕所述竖直轴分别沿两个方向转动到最大转角时，其相应与两个所述触发装置接触并触发两个所述触发装置;所述太阳能电池板绕所述水平轴沿两个方向转动到最大转角时，其相应与另外两个所述触发装置接触并触发另外两个所述触发装置。7.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能电池板采用A级单晶硅材料，其还设有二极管，所述二极管的正极与所述太阳能电池板的正极相连，负极与所述蓄电池的正极相连。8.根据权利要求6所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述中央控制器包括单片机和电机驱动器，所述电机驱动器的型号为L298，其中IN1、IN2、IN3、IN4为所述电机驱动器的四路输入，其分别与所述单片机的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4口相连，并对应所述电机驱动器的四路输出OUT 1、0UT2、0UT3、0UT4，OUTl和0UT2与所述水平直流电机两端相连，0UT3和0UT4与所述竖直直流电机两端相连。9.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述方位探头包括五个光敏电阻Re 1-Rc5、五个比较器CMP1-CMP5、三个电阻R5-R7和三个电位器Wl -W3，其中: 光敏电阻Rcl和Rc2串联后一端接电源(VCCl)，另一端接地(GNDl)，在Rcl和Rc2之间引出两个端子，分别接入比较器CMPI的正输入端和比较器CMP 2的负输入端，电位器WI与光敏电阻Re I和Rc2并联，电位器Wl的中间端同时与比较器CMPl的负输入端和电阻R7—端连接，电阻R7另一端接到比较器CMP2的正输入端； 光敏电阻Rc3和Rc4串联后一端接电源(VCC1)，另一端接地(GND1)，在Rc3和Rc4之间引出两个端子，分别接入比较器CMP3的正输入端和比较器CMP4的负输入端，电位器W2与光敏电阻Rc3和Rc4并联，电位器W2的中间端同时与比较器CMP3的负输入端和电阻R6—端连接，电阻R6另一端接到比较器CMP4的正输入端； 光敏电阻Rc5—端接电源(VCCl)，另一端与电阻R5—端连接，R5另一端接地(GNDl)，光敏电阻Rc5和R5之间引出一个端子接到比较器CMP5的正输入端，电位器W3与光敏电阻Rc3和电阻Rc5并联，其中间端接CMP5的负输入端； 五个比较器的输出端口 C0UT5、C0UT6、C0UT7、C0UT8、C0UT9分别接所述单片机的P5.0、Ρ5.1、Ρ5.2、Ρ5.3、Ρ5.4Π。10.根据权利要求8所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述触发装置包括四个触碰开关S1-S4和四个电阻R1-R4，其中四个电阻R1-R4的一端均与电源相连，另一端分别与所述触碰开关S1、S2、S3、S4公共端相连，所述触碰开关的常开端接地，同时，所述触碰开关S1、S2、S3、S4的公共端分别与所述单片机的1 口Ρ2.0、P2.1、P2.2、Ρ2.3相连。11.根据权利要求8所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统还包括电压采集模块，所述电压采集模块包括串联连接的电阻R8和R9，电阻R8的一端与所述蓄电池的正极相连，另一端与R9相连，R9另一端与所述蓄电池的负极相连，R8和R9之间引出一个端子接到单片机上的AD采集输入口Ρ6.0上。12.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统还包括对外供电保护电路，所述对外供电保护电路包括继电器、电压转换芯片和USB输出口，所述电压转化芯片的输入端与所述蓄电池的正极相连、接地端与所述蓄电池的负极相连、其输出端为3.3V电压，给所述中央控制器和方位探头供电;所述继电器的公共端与所述蓄电池的正极相连，其常开端与所述USB输出口的正极相连;所述USB输出口与所述对外供电电路连接。13.根据权利要求11所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程为: 步骤一:开机； 步骤二:系统初始化； 步骤三:所述方位探头检测是否有光照: 若有光照，则读取太阳方位信号，然后输入中央控制器，中央控制器通过旋转单元调整太阳能电池板位置，直至太阳能电池板正对太阳，调整完毕后，休眠设定时间； 如无光照，则休眠设定时间； 步骤四:休眠完毕后，重复步骤三。14.根据权利要求13所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程还包括中断程序流程，中断开始后，所述电压采集模块采集所述蓄电池电压，并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器判断所述蓄电池是否欠压，若是，则切断对外供电电路，中断结束;若不是，直接执行中断结束。
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能应急馈电系统，包括底座、旋转单元、太阳能电池板、蓄电池、方位探头、中央控制器和对外供电电路，所述太阳能电池板安装在所述旋转单元上；所述旋转单元固定在所述底座上，并能够带动所述太阳能电池板以水平方向或/和竖直方向为轴转动；所述方位探头固定在所述太阳能电池板上；所述蓄电池与所述太阳能电池板和所述对外供电电路连接；所述旋转单元和所述方位探头与所述中央控制器连接。
【IPC分类】H02S20/32, H02J7/00
【公开号】CN105490337
【申请号】CN201510990594
【发明人】薛冬梅, 贾虹, 高宏, 王利军
【申请人】上海达实联欣科技发展有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月24日
【技术领域】
[0001]本发明属于公用照明系统领域，涉及一种太阳能应急馈电系统。
【背景技术】
[0002]在出现停电或火灾等应急情况下，作为公共设施的楼宇公用照明、应急广播、楼宇对讲系统、监控系统、门禁系统等需要电力供应的设施将失去作用，这种情况下，往往需要启用应急照明。现有技术中应急照明等均采用蓄电池作为电源，蓄电池一般会在断电之前通过充电储存电能，以便在紧急断电情况下使用。但这种方法不够节约能源，而且需要消耗煤电资源进行充电，不利于环境保护和节能减排。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种太阳能应急馈电系统，旨在解决现有技术中的应急供电设施不够节能减排的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下:
[0005]本发明提供了一种太阳能应急馈电系统，包括底座、旋转单元、太阳能电池板、蓄电池、方位探头、中央控制器和对外供电电路，
[0006]所述太阳能电池板安装在所述旋转单元上；
[0007]所述旋转单元固定在所述底座上，并能够带动所述太阳能电池板以水平方向或/和竖直方向为轴转动；
[0008]所述方位探头固定在所述太阳能电池板上；
[0009]所述蓄电池与所述太阳能电池板和所述对外供电电路连接；
[0010]所述旋转单元和所述方位探头与所述中央控制器连接。
[0011]进一步的，所述旋转单元包括竖直直流电机和竖直轴，所述底座上设有齿轮，所述竖直轴一端垂直于所述底座的水平面穿设于所述齿轮中，所述竖直直流电机的输出轴与所述齿轮啮合，当所述竖直直流电机工作时，能够通过所述齿轮带动所述竖直轴绕自身轴线旋转。
[0012]进一步的，所述旋转单元还包括水平直流电机、支架、水平轴和联轴器，所述支架为U型支架，其水平段与所述竖直轴的另一端固定，其两个竖直段各设有开孔，所述开孔上均安装有轴承，所述水平轴贯穿所述两个轴承固定在所述支架上，所述水平轴一端通过所述联轴器与所述水平直流电机连接，所述太阳能电池板固定在所述水平轴上，所述水平轴沿所述太阳能电池板的宽度方向设置。
[0013]进一步的，所述水平直流电机和所述竖直直流电机与所述中央控制器连接，所述中央控制器控制所述水平直流电机和所述竖直直流电机的工作。
[0014]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括触发装置，所述触发装置与所述中央控制器连接，当所述水平直流电机和竖直直流电机转动到设定角度时，所述触发装置被触发并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器控制所述水平直流电机和竖直直流电机停止转动。
[0015]进一步的，所述触发装置为四个，所述支架绕所述竖直轴分别沿两个方向转动到最大转角时，其相应与两个所述触发装置接触并触发两个所述触发装置;所述太阳能电池板绕所述水平轴沿两个方向转动到最大转角时，其相应与另外两个所述触发装置接触并触发另外两个所述触发装置。
[0016]进一步的，所述太阳能电池板采用A级单晶硅材料，其还设有二极管，所述二极管的正极与所述太阳能电池板的正极相连，负极与所述蓄电池的正极相连。
[0017]进一步的，所述中央控制器包括单片机和电机驱动器，所述电机驱动器的型号为L298，其中INl、IN2、IN3、IN4为所述电机驱动器的四路输入，其分别与所述单片机的P4.1、?4.2、？4.3、？4.4口相连，并对应所述电机驱动器的四路输出01]1'1、01712、01713、01714，01]1'1和0UT2与所述水平直流电机两端相连，0UT3和0UT4与所述竖直直流电机两端相连。
[0018]进一步的，所述方位探头包括五个光敏电阻Rcl-Rc5、五个比较器CMP1-CMP5、三个电阻R5-R7和三个电位器W1-W3，其中:
[0019]光敏电阻Rcl和Rc2串联后一端接电源(VCCl)，另一端接地(GNDl)，在Rcl和Rc2之间引出两个端子，分别接入比较器CMPl的正输入端和比较器CMP2的负输入端，电位器Wl与光敏电阻Re I和Rc2并联，电位器Wl的中间端同时与比较器CMPI的负输入端和电阻R7—端连接，电阻R7另一端接到比较器CMP2的正输入端；
[0020]光敏电阻Rc3和Rc4串联后一端接电源(￥0:1)，另一端接地(6仰1)，在1^3和1^4之间引出两个端子，分别接入比较器CMP3的正输入端和比较器CMP4的负输入端，电位器W2与光敏电阻Rc3和Rc4并联，电位器W2的中间端同时与比较器CMP3的负输入端和电阻R6—端连接，电阻R6另一端接到比较器CMP4的正输入端；
[0021]光敏电阻R c 5 —端接电源(V C CI )，另一端与电阻R 5 —端连接，R 5另一端接地(GNDI)，光敏电阻Rc5和R5之间引出一个端子接到比较器CMP5的正输入端，电位器W3与光敏电阻Rc3和电阻Rc5并联，其中间端接CMP5的负输入端；
[0022]五个比较器的输出端口⑶UT5、⑶UT6、⑶UT7、⑶UT8、⑶UT9分别接所述单片机的Ρ5.0、Ρ5.1、Ρ5.2、Ρ5.3、Ρ5.4Ρ。
[0023]进一步的，所述触发装置包括四个触碰开关S1-S4和四个电阻R1-R4，其中四个电阻R1-R4的一端均与电源相连，另一端分别与所述触碰开关S1、S2、S3、S4公共端相连，所述触碰开关的常开端接地，同时，所述触碰开关S1、S2、S3、S4的公共端分别与所述单片机的1口 Ρ2.0、Ρ2.1、Ρ2.2、Ρ2.3 相连。
[0024]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括电压采集模块，所述电压采集模块包括串联连接的电阻R8和R9，电阻R8的一端与所述蓄电池的正极相连，另一端与R9相连，R9另一端与所述蓄电池的负极相连，R8和R9之间引出一个端子接到单片机上的AD采集输入口Ρ6.0 上。
[0025]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括对外供电保护电路，所述对外供电保护电路包括继电器、电压转换芯片和USB输出口，所述电压转化芯片的输入端与所述蓄电池的正极相连、接地端与所述蓄电池的负极相连、其输出端为3.3V电压，给所述中央控制器和方位探头供电;所述继电器的公共端与所述蓄电池的正极相连，其常开端与所述USB输出口的正极相连;所述USB输出口与所述对外供电电路连接。
[0026]进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程为:
[0027]步骤一:开机；
[0028]步骤二:系统初始化；
[0029]步骤三:所述方位探头检测是否有光照:
[0030]若有光照，则读取太阳方位信号，然后输入中央控制器，中央控制器通过旋转单元调整太阳能电池板位置，直至太阳能电池板正对太阳，调整完毕后，休眠设定时间；
[0031 ]如无光照，则休眠设定时间；
[0032]步骤四:休眠完毕后，重复步骤三。
[0033]进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程还包括中断程序流程，中断开始后，所述电压采集模块采集所述蓄电池电压，并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器判断所述蓄电池是否欠压，若是，则切断对外供电电路，中断结束;若不是，直接执"?丁中断结束。
[0034]与现有技术相比，本发明的优势在于:
[0035]本发明太阳能应急馈电系统实现了对太阳能的利用，克服了现有技术中应急照明系统对于煤电的需求，实现了绿色环保，节能减排；
[0036]本发明采用双轴自动追踪设计，可以使太阳能电池板始终正对太阳，大大提高了对太阳能的利用率；
[0037]本发明利用电压采集模块结合单片机检测蓄电池的电压，防止蓄电池因为过度放电而损坏，实现了智能化；
[0038]本发明太阳能应急馈电系统的输出电源通过USB口引出，可以实现给手机、相机等充电，简单、方便。
[0039]本发明的太阳能应急馈电系统使用简单，直接将系统放在建筑物楼顶，即可以实现自启动，只要有光，便能自动追光，高效实用。
【附图说明】
[0040]图1是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的模块示意图；
[0041]图2是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的结构示意图；
[0042]图3是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的局部示意图；
[0043]图4是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的中央控制器示意图；
[0044]图5是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的方位探头的示意图；
[0045]图6是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的触发装置的示意图；
[0046]图7是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的电压采集模块和对外供电保护电路的电路示意图；
[0047]图8 是本发明实施例提供的一种太阳能应急馈电系统的程序设计流程示意图。
[0048]其中:1-底座;2-旋转单元;3-太阳能电池板;4-方位探头;21-竖直直流电机;22-竖直轴;23-水平直流电机;24-支架;25-水平轴;26-联轴器;27-轴承;28-齿轮。
【具体实施方式】
[0049]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种太阳能应急馈电系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0050]如图1-2所示，是本发明提供的一种太阳能应急馈电系统，包括底座1、旋转单元2、太阳能电池板3、蓄电池、方位探头4、中央控制器和对外供电电路，
[0051]所述太阳能电池板3安装在所述旋转单元2上；
[0052]所述旋转单元2固定在所述底座I上，并能够带动所述太阳能电池板3以水平方向或/和竖直方向为轴转动；
[0053]所述方位探头4固定在所述太阳能电池板3上；
[0054]所述蓄电池与所述太阳能电池板3和所述对外供电电路连接；
[0055]所述旋转单元2和所述方位探头4与所述中央控制器连接。
[0056]本技术方案中，所述太阳能电池板3可以将光能转化为电能，并储存在蓄电池中，当出现应急断电时可以实现对外供电。其中，利用方位探头4可以检测光照强度和太阳方位，中央控制器会接收方位探头采集的数据进行分析，若是黑夜，则进入休眠模式，若是白天，则再读取太阳方位信号，进行数据处理后，控制旋转单元2做相应转动，从而带动太阳能电池板3朝向太阳所在的方位转动，实现太阳能电池板3始终正对着太阳，从而以最大面积高效吸收太阳能。
[0057]如图2-3所示，进一步的，所述旋转单元2包括竖直直流电机21和竖直轴22，所述底座I上设有一齿轮28，所述竖直轴22—端垂直于所述底座I的水平面穿设于所述齿轮28中，所述竖直直流电机21的输出轴与所述齿轮28啮合，当所述竖直直流电机21工作时，能够通过所述齿轮28带动所述竖直轴22绕自身轴线旋转。
[0058]如图2-3所示，进一步的，所述旋转单元2还包括水平直流电机23、支架24、水平轴25和联轴器26，所述支架24为U型支架，其水平段与所述竖直轴22的另一端固定，其两个竖直段各设有开孔，所述开孔上均安装有轴承27，所述水平轴25贯穿所述两个轴承27固定在所述支架24上，所述水平轴25—端通过所述联轴器26与所述水平直流电机23连接，所述太阳能电池板3固定在所述水平轴25上，所述水平轴25沿所述太阳能电池板3的宽度方向设置，当所述水平直流电机23工作时，其能够通过联轴器26带动所述水平轴25绕自身的轴线旋转。通过本实施例的方案，可以通过水平轴25的旋转带动所述太阳能电池板3绕所述水平轴25转动，而竖直轴22的旋转会带动支架24同步旋转，从而也会实现太阳能电池板3绕所述竖直轴22的轴线方向旋转。
[0059]进一步的，所述水平直流电机23和所述竖直直流电机21与所述中央控制器连接，所述中央控制器控制所述水平直流电机23和所述竖直直流电机21的工作。在本实施例中，所述水平直流电机23和竖直直流电机21均为小型24V直流电机，中央控制器可以控制两台电机的转动角度。
[0060]进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括触发装置，所述触发装置与所述中央控制器连接，当所述水平直流电机23和竖直直流电机21转动到设定角度时，所述触发装置被触发并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器控制所述水平直流电机23和竖直直流电机21停止转动。
[0061]进一步的，所述触发装置为四个，所述支架24绕所述竖直轴22分别沿两个方向转动到最大转角时，其相应与两个所述触发装置接触并触发两个所述触发装置;所述太阳能电池板3绕所述水平轴25沿两个方向转动到最大转角时，其相应与另外两个所述触发装置接触并触发另外两个所述触发装置。所述最大转角由所述竖直直流电机21和水平直流电机23转动的设定角度分别确定，本方案通过设置触发装置，当两台电机分别转动到允许的最大角度(即设定角度)时，会使触发装置被触发，从而使得中央控制器控制电机停止转动，从而防止两台电机因堵转而损坏。
[0062]进一步的，所述太阳能电池板3采用A级单晶硅材料，其还设有二极管，所述二极管的正极与所述太阳能电池板3的正极相连，负极与所述蓄电池的正极相连。通过二极管的设置，可以起到防止反充电的作用。
[0063]如图1和4所示，进一步的，所述中央控制器包括单片机和电机驱动器，所述电机驱动器的型号为L298，其中INl、IN2、IN3、IN4为所述电机驱动器的四路输入，其分别与所述单片机的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4 口相连，并对应所述电机驱动器的四路输出OUT 1、0UT2、0UT3、0UT4，0UT1和0UT2与所述水平直流电机两端相连，0UT3和0UT4与所述竖直直流电机两端相连。在本实施例中，所述单片机为TI公司生产的16位超低功耗MSP430F149单片机，所述电机驱动器的二极管Dl到D8起到续流作用，可以有效防止电机由于惯性产生逆电流烧坏驱动器，ENA和ENB为通道使能端，一般接高电平即可，VCC为驱动器工作电压，一般接+5V，VSS为电机驱动电压，由于本实施例所选直流电机功耗较小，VSS接+5V，所述电机驱动器的I脚、8脚和15脚接地。
[0064]如图5所示，进一步的，所述方位探头包括五个光敏电阻Rcl_Rc5、五个比较器CMP1-CMP5、三个电阻R5-R7和三个电位器Wl -W3，其中:
[0065]光敏电阻Rcl和Rc2串联后一端接电源(VCCl)，另一端接地(GNDl)，在Rcl和Rc2之间引出两个端子，分别接入比较器CMPl的正输入端和比较器CMP2的负输入端，电位器Wl与光敏电阻Re I和Rc2并联，电位器Wl的中间端同时与比较器CMPI的负输入端和电阻R7—端连接，电阻R7另一端接到比较器CMP2的正输入端；
[0066]光敏电阻Rc3和Rc4串联后一端接电源(￥0:1)，另一端接地(6仰1)，在1^3和1^4之间引出两个端子，分别接入比较器CMP3的正输入端和比较器CMP4的负输入端，电位器W2与光敏电阻Rc3和Rc4并联，电位器W2的中间端同时与比较器CMP3的负输入端和电阻R6—端连接，电阻R6另一端接到比较器CMP4的正输入端；
[0067]光敏电阻R c 5 —端接电源(V C CI )，另一端与电阻R 5 —端连接，R 5另一端接地(GNDI)，光敏电阻Rc5和R5之间引出一个端子接到比较器CMP5的正输入端，电位器W3与光敏电阻Rc3和电阻Rc5并联，其中间端接CMP5的负输入端；
[0068]五个比较器的输出端口 C0UT5、⑶UT6、⑶UT7、⑶UT8、C0UT9分别接单片机的P5.0、Ρ5.1、Ρ5.2、Ρ5.3、Ρ5.4Π。
[0069]如图6所示，进一步的，所述触发装置包括四个触碰开关S1-S4和四个电阻R1-R4，其中四个电阻Rl -R4的一端均与电源(+3.3V)相连，另一端分别与触碰开关S1、S2、S3、S4公共端相连，触碰开关的常开端接地，同时，触碰开关S1、S2、S3、S4的公共端分别与单片机的10口？2.0、？2.1、？2.2、？2.3相连。当触发装置没有触发时，？2.0、？2.1、？2.2、？2.3为高电平，而当有触发时，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3变为低电平，单片机检测到低电平后立即控制相应电机做相应转动，防止电机因堵转而损坏。
[0070]如图1和图7所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括电压采集模块，所述电压采集模块包括串联连接的电阻R8和R9，电阻R8的一端与所述蓄电池的正极相连，另一端与R9相连，R9另一端与所述蓄电池的负极相连，R8和R9之间引出一个端子接到单片机上的AD采集输入口 P6.0上，从而可以实时监测蓄电池的电量。
[0071]如图1和图7所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统还包括对外供电保护电路，所述对外供电保护电路包括继电器J、电压转换芯片1117和USB输出口，所述电压转化芯片1117的输入端与所述蓄电池的正极相连、接地端与所述蓄电池的负极相连、输出端为3.3V电压，给中央控制器和方位探头供电；所述继电器J的公共端与所述蓄电池的正极相连，其常开端与所述USB的正极相连;所述USB输出口与所述对外供电电路连接。只有当所述蓄电池的电量充足时，单片机才控制所述继电器J导通，这样USB端才能正常对外供电。
[0072]如图8左侧所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程为:
[0073]步骤一:开机；
[0074]步骤二:系统初始化；
[0075]步骤三:所述方位探头检测 是否有光照:
[0076]若有光照，则读取太阳方位信号，然后输入中央控制器，中央控制器通过旋转单元调整太阳能电池板位置，直至太阳能电池板正对太阳，调整完毕后，休眠设定时间；
[0077]如无光照，则休眠设定时间；
[0078]步骤四:休眠完毕后，重复步骤三。
[0079]如图8右侧所示，进一步的，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程还包括中断程序流程，中断开始后，所述电压采集模块采集所述蓄电池电压，并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器判断所述蓄电池是否欠压，若是，则切断对外供电电路，中断结束；若不是，直接执行中断结束。
[0080]本发明太阳能应急馈电系统实现了对太阳能的利用，克服了现有技术中应急照明系统对于煤电的需求，实现了绿色环保，节能减排；
[0081]本发明采用双轴自动追踪设计，可以使太阳能电池板始终正对太阳，大大提高了对太阳能的利用率；
[0082]本发明利用电压采集模块结合单片机检测蓄电池的电压，防止蓄电池因为过度放电而损坏，实现了智能化；
[0083]本发明太阳能应急馈电系统的输出电源通过USB口引出，可以实现给手机、相机等充电，简单、方便。
[0084]本发明的太阳能应急馈电系统使用简单，直接将系统放在建筑物楼顶，即可以实现自启动，只要有光，便能自动追光，高效实用。
[0085]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种太阳能应急馈电系统，其特征在于，包括底座、旋转单元、太阳能电池板、蓄电池、方位探头、中央控制器和对外供电电路， 所述太阳能电池板安装在所述旋转单元上； 所述旋转单元固定在所述底座上，并能够带动所述太阳能电池板以水平方向或/和竖直方向为轴转动； 所述方位探头固定在所述太阳能电池板上； 所述蓄电池与所述太阳能电池板和所述对外供电电路连接； 所述旋转单元和所述方位探头与所述中央控制器连接。2.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述旋转单元包括竖直直流电机和竖直轴，所述底座上设有齿轮，所述竖直轴一端垂直于所述底座的水平面穿设于所述齿轮中，所述竖直直流电机的输出轴与所述齿轮啮合，当所述竖直直流电机工作时，能够通过所述齿轮带动所述竖直轴绕自身轴线旋转。3.根据权利要求2所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述旋转单元还包括水平直流电机、支架、水平轴和联轴器，所述支架为U型支架，其水平段与所述竖直轴的另一端固定，其两个竖直段各设有开孔，所述开孔上均安装有轴承，所述水平轴贯穿所述两个轴承固定在所述支架上，所述水平轴一端通过所述联轴器与所述水平直流电机连接，所述太阳能电池板固定在所述水平轴上，所述水平轴沿所述太阳能电池板的宽度方向设置。4.根据权利要求3所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述水平直流电机和所述竖直直流电机与所述中央控制器连接，所述中央控制器控制所述水平直流电机和所述竖直直流电机的工作。5.根据权利要求4所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统还包括触发装置，所述触发装置与所述中央控制器连接，当所述水平直流电机和竖直直流电机转动到设定角度时，所述触发装置被触发并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器控制所述水平直流电机和竖直直流电机停止转动。6.根据权利要求5所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述触发装置为四个，所述支架绕所述竖直轴分别沿两个方向转动到最大转角时，其相应与两个所述触发装置接触并触发两个所述触发装置;所述太阳能电池板绕所述水平轴沿两个方向转动到最大转角时，其相应与另外两个所述触发装置接触并触发另外两个所述触发装置。7.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能电池板采用A级单晶硅材料，其还设有二极管，所述二极管的正极与所述太阳能电池板的正极相连，负极与所述蓄电池的正极相连。8.根据权利要求6所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述中央控制器包括单片机和电机驱动器，所述电机驱动器的型号为L298，其中IN1、IN2、IN3、IN4为所述电机驱动器的四路输入，其分别与所述单片机的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4口相连，并对应所述电机驱动器的四路输出OUT 1、0UT2、0UT3、0UT4，OUTl和0UT2与所述水平直流电机两端相连，0UT3和0UT4与所述竖直直流电机两端相连。9.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述方位探头包括五个光敏电阻Re 1-Rc5、五个比较器CMP1-CMP5、三个电阻R5-R7和三个电位器Wl -W3，其中: 光敏电阻Rcl和Rc2串联后一端接电源(VCCl)，另一端接地(GNDl)，在Rcl和Rc2之间引出两个端子，分别接入比较器CMPI的正输入端和比较器CMP 2的负输入端，电位器WI与光敏电阻Re I和Rc2并联，电位器Wl的中间端同时与比较器CMPl的负输入端和电阻R7—端连接，电阻R7另一端接到比较器CMP2的正输入端； 光敏电阻Rc3和Rc4串联后一端接电源(VCC1)，另一端接地(GND1)，在Rc3和Rc4之间引出两个端子，分别接入比较器CMP3的正输入端和比较器CMP4的负输入端，电位器W2与光敏电阻Rc3和Rc4并联，电位器W2的中间端同时与比较器CMP3的负输入端和电阻R6—端连接，电阻R6另一端接到比较器CMP4的正输入端； 光敏电阻Rc5—端接电源(VCCl)，另一端与电阻R5—端连接，R5另一端接地(GNDl)，光敏电阻Rc5和R5之间引出一个端子接到比较器CMP5的正输入端，电位器W3与光敏电阻Rc3和电阻Rc5并联，其中间端接CMP5的负输入端； 五个比较器的输出端口 C0UT5、C0UT6、C0UT7、C0UT8、C0UT9分别接所述单片机的P5.0、Ρ5.1、Ρ5.2、Ρ5.3、Ρ5.4Π。10.根据权利要求8所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述触发装置包括四个触碰开关S1-S4和四个电阻R1-R4，其中四个电阻R1-R4的一端均与电源相连，另一端分别与所述触碰开关S1、S2、S3、S4公共端相连，所述触碰开关的常开端接地，同时，所述触碰开关S1、S2、S3、S4的公共端分别与所述单片机的1 口Ρ2.0、P2.1、P2.2、Ρ2.3相连。11.根据权利要求8所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统还包括电压采集模块，所述电压采集模块包括串联连接的电阻R8和R9，电阻R8的一端与所述蓄电池的正极相连，另一端与R9相连，R9另一端与所述蓄电池的负极相连，R8和R9之间引出一个端子接到单片机上的AD采集输入口Ρ6.0上。12.根据权利要求1所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统还包括对外供电保护电路，所述对外供电保护电路包括继电器、电压转换芯片和USB输出口，所述电压转化芯片的输入端与所述蓄电池的正极相连、接地端与所述蓄电池的负极相连、其输出端为3.3V电压，给所述中央控制器和方位探头供电;所述继电器的公共端与所述蓄电池的正极相连，其常开端与所述USB输出口的正极相连;所述USB输出口与所述对外供电电路连接。13.根据权利要求11所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程为: 步骤一:开机； 步骤二:系统初始化； 步骤三:所述方位探头检测是否有光照: 若有光照，则读取太阳方位信号，然后输入中央控制器，中央控制器通过旋转单元调整太阳能电池板位置，直至太阳能电池板正对太阳，调整完毕后，休眠设定时间； 如无光照，则休眠设定时间； 步骤四:休眠完毕后，重复步骤三。14.根据权利要求13所述的太阳能应急馈电系统，其特征在于，所述太阳能应急馈电系统的程序设计流程还包括中断程序流程，中断开始后，所述电压采集模块采集所述蓄电池电压，并将信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器判断所述蓄电池是否欠压，若是，则切断对外供电电路，中断结束;若不是，直接执行中断结束。
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能应急馈电系统，包括底座、旋转单元、太阳能电池板、蓄电池、方位探头、中央控制器和对外供电电路，所述太阳能电池板安装在所述旋转单元上；所述旋转单元固定在所述底座上，并能够带动所述太阳能电池板以水平方向或/和竖直方向为轴转动；所述方位探头固定在所述太阳能电池板上；所述蓄电池与所述太阳能电池板和所述对外供电电路连接；所述旋转单元和所述方位探头与所述中央控制器连接。
【IPC分类】H02S20/32, H02J7/00
【公开号】CN105490337
【申请号】CN201510990594
【发明人】薛冬梅, 贾虹, 高宏, 王利军
【申请人】上海达实联欣科技发展有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月24日
最新回复(0)