搜索
2013级大学生创新训练项目申报书项目名称太阳能充电宝主持人所在学院计算机与信息学院联系电话指导教师***申请日期2015.5.22起止年月2015.5.22——2016.5.22创新学院填表须知一、《合肥工业大学大学生创新训练项目申报书》（注明国家级或校级）要按顺序逐项填写，内容要实事求是，表达要明确、严谨。空缺项要填“无”。要求一律用A4纸正反页打印，于左侧装订成册。二、申请参加合肥工业大学大学生创新训练项目团队人数不得超过5人（1人为立项负责人，参与合作研究者1-4人）。三、《合肥工业大学大学生创新训练项目申报书》由申报学生所在学院初审，签署意见后，一式二份报送创新学院。四、如填表有不明事宜，请与创新学院联系和咨询。（联系电话：62901107）申请者情况姓名性别出生年月所在院（系）专业年级学号项目组成员情况姓名学号性别出生年月专业年级分工************男***************单片机，液晶屏等指导教师情况姓名**职称副教授学历/学位博士讲授课程《电路》研究方向集成电路与逻辑设计所在院（系）计算机与信息学院E-mail地址******电话***********课题来源：□科研□教学□设计□工程□自选□其他（自选）一、申请理由（知识条件，特长、兴趣，相关经历等）***：知识条件：目前已获计算机二级，三级证书，对计算机有一定的了解，并对新知识有浓厚的兴趣。特长：会弹吉他，爱打篮球。兴趣：对计算机，单片机都有浓厚的兴趣。二、项目研究内容（目前研究的现状、研究方法、实验方案、解决的关键技术和创新点等）目前研究现状：随着通信技术的迅猛发展，化石能源被日益消耗甚至即将面临枯竭，全球能源问题日益严重。另外人们的环境保护意识越来越强烈，寻找各种清洁能的源来代替化石能源变得尤为重要。太阳能作为一种可再生资源有取之不尽用之不竭的有点，并且清洁安全。因此太阳能有着广泛的应用前景。目前随着现在手机相机MP4等便携设备的普及与发展，便携设备的电源问题也困扰着我们，所以现在人们需要更加完美的移动电源。所以移动电源为了顺应时代的发展，我们应该研发有关太阳能充电的设备。所以我们团队研发太阳能充电宝很有意义。基于太阳能的充电宝具有节能，环保，安全，方便，寿命长的优点，十分具有价值。其采用太阳能，无需市电，无后期运行费用，节约用电，是国家大力推广使用的绿色环保能源，它可任意安装，不收位置限制，安装使用简单，哪里有阳光哪里就有电，其科技含量高，其实现进，故障率低，基本免维护，操作简单，只要插上就有电。从长远来看，研发太阳能充电宝具有很重要的意义。虽然目前太阳能充电宝的研究也很深入，但市面上的太阳能充电宝良莠不齐，容量虚标严重、充电缓慢、电能转化率低、放电过快这是目前太阳能充电宝的共性。所以，我们团队打算改进太阳能充电宝，使它具有以下优点：①电能转化效率提高。②放电平稳且快速。③具有智能语音提示充放电情况，且充电宝液晶屏上会有关于充放电情况的实时信息。④方便携带，出门时可以挂在背包上，新奇又实用。研究方法：相信大家多少都接触过太阳能吧，我们接触最多大概有三种：单晶硅，多晶硅，非晶硅。单晶硅的效率最高，非晶硅的弱光响应最好。我们设想，在太阳能充电宝上加上一块液晶屏，从液晶屏上可以直接读出充放电的信息，这样可视效果更好，更人性化。这一方面可以利用单片机来实现。本充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，经过DC/DC变换电路处理后，由充电电路为负载供电。锂电池一般不宜采用全过程恒流充电方式，而是采取开始恒流快速充电，待电池电压上升到设定值时，自动转入恒压充电的方式，并且这样有利于保存电池容量。充电过程中采用LED灯、数码管指示，系统中设计有完备的过流过压保护，避免因电池过度充电而损坏，并且充电器采用模块式结构和USB接口，可对手机、MP3、摄像机等多种数码产品充电。同时可以在充电宝上加上一个优盘模块，使充电宝可以“携带”大量信息，方便我们生活。实验方案：首先，我们会学习好有关方面的知识，利用图书馆，实验室，网络等资源来进行学习。如图所示，由太阳能输入的电压分为两部分，一部分经单片机供电电路，将电压降至5V，从而驱动单片机工作，通过单片机的程序控制显示电路的显示；另一部分电压通过DC/DC降压模块将电压降低，供外界充电器充电使用，同时将DC/DC降压模块的输出电压传送给ADC0809芯片，完成数模转换功能，再将转换成的数字信号传递给单片机，通过单片机的控制，利用继电器实现光电耦合，将单片机与外围电路隔离，同时利用单片机内的程序控制显示屏，将输出电压的电流显示出来。解决的关键技术：一．太阳能板原理：晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。单晶硅太阳能板的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能板中光电转换效单晶硅太阳能板[4]率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。多晶硅太阳能板的制作工艺与单晶硅太阳能板差不多，但是多晶硅太阳能板的光电转换效率则要降低不少，其多晶太阳能板[5]光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能板)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能板要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能板的使用寿命也要比单晶硅太阳能板短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能板还略好。非晶硅太阳电板是1976年出现的新型薄膜式太阳能板，它与单晶硅和多晶硅太阳能板的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳能板存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。太阳能板构成及各部分功能：（1）钢化玻璃:其作用为保护发电主体（如电池片），透光其选用是有要求的：1.透光率必须高（一般91%以上）；2.超白钢化处理。（2）EVA:用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。（3）电池片:主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，但消耗及电池片成本很高，但光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜。薄膜太阳能电池，相对设备成本较高，但消耗和电池成本很低，但光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点，但弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，如计算器上的太阳能电池。（4）背板:作用，密封、绝缘、防水。一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化，大多数组件厂家都质保25年，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。（5）铝合金:保护层压件，起一定的密封、支撑作用。（6）接线盒:保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统接线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同。（7）硅胶:密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。如图是太阳能板原理图单片机设置：基于单片机DHT11的温湿度传感器：DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。基于51单片机的液晶显示器的设置：一种基于51单片机实时控制的LCD液晶显示屏控制系统。硬件系统由单片机最小系统和液晶显示系统组成，PC机进行显示内容的编辑和字模数据的提取；液晶显示系统由主控模块T6963C和LCD液晶显示模块接口电路组成，主控模块负责接收单片机字模数据并控制各显示模块工作，显示模块以T6963C主控制器为核心，控制LCD液晶显示屏显示，为了方便系统扩展，各模块之间的连接采用接插式结构，单片机与PC机之间采用RS232标准接口进行数据和命令的串行通信。本文不仅从总体上对系统进行了整体规划，还以其中一个实例详细介绍了PC机字模的提取、字模数据的发送、单片机串行接收数据、液晶显示屏的显示等部分的软硬件设计及实现过程。本系统的设计优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。如图示有关液晶屏电路图总原理框图：创新点：我们团队的充电宝优于市面上的，具有以下优点：①电能转化效率提高。②放电平稳且快速。③具有智能语音提示充放电情况，且充电宝液晶屏上会有关于充放电情况的实时信息。④方便携带，出门时可以挂在背包上，新奇又实用。可视，人性化以及多功能是我们太阳能充电宝的创新点。三、项目进度安排（查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广等）四、拟利用资源（实验室、研究所、创新基地、实践基地、仪器设备、资料等）图书馆，实验室，五、经费使用计划序号支出项目金额（元）依据或理由123456合计六、项目预期成果（研究论文、设计、调研报告、申请专利、开发软件、研制产品、项目鉴定等）导师意见：签名：年月日学院意见：签名盖章：年月日学校意见：盖章签名：年月日