一种基于单片机的太阳能热电制冷移动冰箱的制作方法

文档序号:9577639阅读:795来源:国知局
一种基于单片机的太阳能热电制冷移动冰箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于单片机的太阳能热电制冷移动冰箱。
【背景技术】
[0002]热电制冷的机理完全不同于蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷。它是以温差电现象为基础的制冷方法。
[0003]用两种不同的金属丝相互连接在一起,形成一个闭合电路,把两个连接点分别放在温度不同的两处,就会在两个连接点之间产生一个电势差一一接触电动势。同时闭合电路中就有电流通过。
[0004]反过来,将两种不同的金属线相互连接形成的闭合线路通以直流电,会产生两个不同温度的连接点。
[0005]只要通以直流电,就会是其中一个连接点变热,另一个连接点变冷。这就是帕尔帖效应,亦称温差电现象。生产冷端就是我们需要的制冷。
[0006]1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝,在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上,通电后,发现一个接头变热,另一个接头变冷;这说明两种不同材料组成的电回路在有直流电通过时,两个接头处分别发生了吸放热现象。这就是热电制冷的依据。
[0007]半导体材料具有较高的热电势可以成功地用来做成小型热电制冷器。用铜板和铜导线将N型半导体和P型半导体连接成一个回路,铜板和铜导线只起导电的作用。此时,一个接点变热,另一个接点变冷;如果电流方向反向,那么结点处的冷热作用互易。
[0008]热电制冷器的产冷量一般很小,所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强,简单方便冷热切换容易,非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。
[0009]热电制冷的理论基础是固体的热电效应,在无外磁场存在时,它包括五个效应:傅立叶(Fourier)效应、焦耳(Joule)效应、塞贝克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应。
[0010]现有的热电制冷一般由交流220V供电,利用PWM(Pulse Width Modulat1n)脉冲宽度调制技术,通过调节脉冲宽度,控制热电制冷芯片的温度。这种方式的优点是制冷芯片寿命长,控温准确,工作稳定。其主要存在的不足有以下几点:
[0011]1、需要稳定的交流220V电源。
[0012]2、需要脉冲宽度调制技术控制系统,电力电子元器件导致系统价格高昂,而且容易损坏。
[0013]3、交流220V市电为固定方式供电,使用范围受到限制,在移动场合无法应用。
[0014]另外有直接由蓄电池提供直流电的热电制冷冰箱,这种方式的缺点蓄电池电力是有限的,是不能持续更长时间的,电池用完了就不能继续制冷了。

【发明内容】

[0015]本发明要解决的技术问题是:提供一种基于单片机的太阳能热电制冷移动冰箱,由太阳能电池和蓄电池联合供电,能够满足移动运输制冷的需求,而且电源使用时间长,可靠性高。
[0016]本发明要解决的技术问题的技术方案是:
[0017]—种基于单片机的太阳能热电制冷移动冰箱,包括热电制冷器,为热电制冷器供电的蓄电池,所述的蓄电池与充电转换控制器和太阳能电池电性连接,所述太阳能电池经充电转换控制器为蓄电池充电,所述蓄电池与基于单片机的控制装置连接,所述热电制冷器通过基于单片机的控制装置实现与蓄电池的通断连接,所述基于单片机的控制装置还与一设定输入装置和一显示装置连接,用以输入设定的制冷温度和显示温度数值,以及,设于热电制冷器一侧的温度传感器的输入信号连接至基于单片机的控制装置,用以根据温度设定值控制电源通断来控制制冷温度恒定;设于热电制冷器一侧的热端散热风机与基于单片机的控制装置连接,用以根据设定温度启停,防止热电制冷器的过热。
[0018]优选的,所述的设定输入装置为输入键盘。
[0019]优选的,所述的显示单元为LED显示器。
[0020]优选的,所述的显示单元为IXD显示器。
[0021]优选的,所述的蓄电池为铅酸蓄电池。
[0022]优选的,所述的温度传感器为热敏电阻传感器。
[0023]优选的,所述的基于单片机的控制装置的单片机采用AT89S52。
[0024]优选的,所述的太阳能电池为柔性薄膜太阳能电池。
[0025]本发明的优异效果:
[0026]本发明是一种无振动、噪音,体积小,重量轻,不需要运动部件,性能稳定,温度可调,寿命长,可以同时完成冷冻和冷藏功能的保温设备,其温差可达65 V,热片可达20 V时,冷片温度可达_45°C。由于不使用制冷剂,环保无公害,并且可以倒立或者侧立使用,没有方向性限制。由于不受气体量限制,可以长时间使用。
[0027]本发明由太阳能电池板和蓄电池作为电源、单片机作为控制核心,还包括热电制冷芯片、温度检测、温度显示及控制等部分,体积小,重量轻,性能稳定。太阳能电池板将太阳能转换为电能储存在蓄电池里,双电源的供电方式,能够保证没有电网供电的地方也可以使用,只要阳光充足即可连续使用。阴雨天或者夜晚也可由蓄电池继续供电。
[0028]本发明由单片机控制热敏电阻测温并显示,根据所测温度及设定温度对电源的通断进行控制,从而达到精确控温的目的,可根据不同手术部位和需要设定温度和保持温度。
【附图说明】
[0029]此处所说明的附图用以提供对本发明的进一步理解,构成本发明申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
[0030]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0031]图1是本发明一种实施例的原理框图;
[0032]图2是本发明一种实施例的制冷器相关部分的布置示意图,
[0033]图3是本发明一种实施例的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]以下通过特定的具体实施例说明本发明的技术内容,本领域的技术人员可由本说明书揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点和功效。本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同的观点和应用,在不违背本发明的精神下进行各种修饰和变更。
[0035]以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0036]热电制冷器具有很广阔的应用领域,包括军事、医疗、工业、日常消费品、科研/实验室和电信行业等。从家庭野餐时食物和饮料的冷藏柜到导弹或者航空器上面极其精密的温度控制系统,都已经存在许多具体的应用实例。
[0037]与普通的散热器不同,热电制冷器既可以在很宽的环境温度范围内保持物体的温度恒定,又可以将物体的温度降低到环境温度以下。可以说,热电制冷器是一个主动的制冷体系而普通散热器只能提供被动制冷。
[0038]—般情况下,热电制冷器可以应用在热量转移量从几毫瓦到几千瓦的范围内。包括大电流和小电流制冷器在内的大部分单级热电制冷器都可以在每平方厘米表面积上传递最大达到3-6瓦的热量(20-40瓦每平方英寸)。对于多级热电制冷器而言,从热流通路上看,制冷器的安装方式呈并联方式,从而增加总的热输运效果。过去,千瓦级的大型热电制冷系统主要应用在一些专门的领域里,比如潜水艇和火车上的制冷系统。现在已经证明,这种级别的热电制冷系统在半导体生产线上同样具有很高的应用价值。
[0039]热电技术的典型应用有:
[0040]参比冰点
[0041]参量放大器
[0042]沉浸式制冷器
[0043]持续制冷设备
[0044]除湿器
[0045]低噪音放大器
[0046]电子封装制冷
[0047]航空电子
[0048]集成电路制冷
[0049]紧凑型换热器
[0050]精密设备制冷(激光和微处理器)
[0051]切片机制冷
[0052]本发明基于热电制冷的优点和应用,设计了具有创新思想的一种基于单片机的太阳能热电制冷移动冰箱,本发明的方案为:
[0053]—种基于单片机的太阳能热电制冷移动冰箱,包括热电制冷器,为热电制冷器供电的蓄电池,所述的蓄电池与充电转换控制器和太阳能电池电性连接,所述太阳能电池经充电转换控制器为蓄电池充电,所述蓄电池与基于单片机的控制装置连接,所述热电制冷器通过基于单片机的控制装置实现与蓄电池的通断连接,所述基于单片机的控制装置还与一设定输入装置和一显示单元连接,用以输入设定的制冷温度和显示温度数值,以及,设于热电制冷器一侧的温度传感器的输入信号连接至基于单片机的控制装置,用以根据温度设定值控制电源通断来控制制冷温度恒定;设于热电制冷器一侧的热端散热风机与基于单片机的控制装置连接,用以根据设定温度启停,防止热电制冷器的过热。
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