采用太阳能供电的风光雨传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，特别涉及一种采用太阳能供电的风光雨传感器。

背景技术：

风光雨传感器可以对自然气候中的风力强度、光线强度、雨量大小进行自动感应检测，并将检测到的信号传递给智能主机，通过智能主机对电动遮阳蓬、电动开窗器等产品的自动化控制，使家居环境不被破坏。传统的风光雨传感器中的风感、光感、雨感三种传感器是分别独立的，不是集成的，其体积较大，重量较重，而且功耗较大。传统的风光雨传感器采用有线方式进行数据的传输，在安装时，走线不方便，架设线路困难，安装困难，影响房屋美观，同时安装场所也会受到限制。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种易于安装、安装场所不受限制、体积小、重量轻、功耗低的采用太阳能供电的风光雨传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种采用太阳能供电的风光雨传感器，包括电源电路、主控电路、传感器采集电路和无线通信电路，所述电源电路、传感器采集电路和无线通信电路均与所述主控电路连接；

所述电源电路包括电源管理芯片、第十二电阻、第十三电阻、第二十电阻、锂电池保护芯片、八脚MOS管、电源稳压芯片、锂电池接口和太阳能接口，所述电源管理芯片的第一引脚和第三引脚均接地，所述电源管理芯片的第四引脚与其第八引脚连接，所述电源管理芯片的第八引脚与所述太阳能接口的第一引脚连接，所述电源管理芯片的第五引脚分别与所述第十二电阻的一端、第二十电阻的一端和锂电池接口的第一引脚连接，所述第十二电阻的另一端与所述第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端与所述主控电路连接，所述第二十电阻的另一端与所述锂电池保护芯片的第五引脚连接，所述锂电池保护芯片的第六引脚分别与所述锂电池接口的第二引脚、八脚MOS管的第二引脚和第三引脚连接，所述锂电池保护芯片的第一引脚与所述八脚MOS管的第四引脚连接，所述八脚MOS管的第一引脚与其第八引脚连接，所述八脚MOS管的第六引脚和第七引脚均与所述太阳能接口的第二引脚连接，所述电源稳压芯片的第一引脚和第三引脚均与所述电源管理芯片的第五引脚连接，所述电源稳压芯片的第五引脚连接3.3V电源。

在本实用新型所述的采用太阳能供电的风光雨传感器中，所述主控电路包括微控制器，所述微控制器的第五引脚、第九引脚和第十一引脚均与所述传感器采集电路连接，所述微控制器的第六引脚与所述第十三电阻的另一端连接，所述微控制器的第八引脚与所述3.3V电源连接，所述微控制器的第十引脚与所述第十二电阻的另一端连接，所述微控制器的第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚和第十七引脚均与所述无线通信电路连接。

在本实用新型所述的采用太阳能供电的风光雨传感器中，所述传感器采集电路包括风感应模块、光感应模块和雨水感应模块；所述风感应模块包括第四电阻、光电感应开关和第三电阻，所述第四电阻的一端与所述3.3V电源连接，所述第四电阻的另一端与所述光电感应开关中发光二极管的阳极连接，所述光电感应开关中发光二极管的阴极接地，所述光电感应开关中光敏三极管的发射极通过所述第三电阻与所述微控制器的第九引脚连接；所述光感应模块包括第九电阻和第八电阻，所述第九电阻的一端与所述3.3V电源连接，所述第九电阻的另一端与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述微控制器的第十一引脚连接；所述雨水感应模块包括电压比较器、第二电阻、第七电阻和第五可调节电阻，所述电压比较器的第一引脚与所述微控制器的第五引脚连接，所述电压比较器的第二引脚与所述第五可调节电阻的滑动端连接，所述电压比较器的第三引脚与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述3.3V电源连接，所述电压比较器的第八引脚与所述3.3V电源连接，所述第七电阻的一端分别与所述3.3V电源和第五可调节电阻的一个固定端连接，所述第七电阻的另一端与所述电压比较器的第一引脚连接，所述第五可调节电阻的另一个固定端接地。

在本实用新型所述的采用太阳能供电的风光雨传感器中，所述无线通信电路包括射频芯片，所述射频芯片的第十四引脚与所述微控制器的第十四引脚连接，所述射频芯片的第十五引脚与所述微控制器的第十五引脚连接，所述射频芯片的第十六引脚与所述微控制器的第十六引脚连接，所述射频芯片的第十九引脚与所述微控制器的第十七引脚连接，所述射频芯片的第二十引脚与所述微控制器的第十三引脚连接，所述射频芯片的第二十一引脚与所述微控制器的第十二引脚连接。

实施本实用新型的采用太阳能供电的风光雨传感器，具有以下有益效果：由于设有包括电源电路、主控电路、传感器采集电路和无线通信电路，传感器采集电路将风感、光感、雨感三种传感器的功能融为一体，无线传输信号，这样可以减少安装，减小体积，电源电路包括电源管理芯片、第十二电阻、第十三电阻、第二十电阻、锂电池保护芯片、八脚MOS管、电源稳压芯片、锂电池接口和太阳能接口，采用太阳能给锂电池充电，然后由锂电池供电，这样可以降低功耗，因此易于安装、安装场所不受限制、体积小、重量轻、功耗低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型采用太阳能供电的风光雨传感器一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源电路的电路原理图；

图3为所述实施例中主控电路的电路原理图；

图4为所述实施例中传感器采集电路的电路原理图；

图5为所述实施例中无线通信电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型采用太阳能供电的风光雨传感器实施例中，其采用太阳能供电的风光雨传感器的结构示意图如图1所示。图1中，该采用太阳能供电的风光雨传感器包括电源电路1、主控电路2、传感器采集电路3和无线通信电路4，其中，电源电路1、传感器采集电路3和无线通信电路4均与主控电路2连接。本实用新型将风感、光感、雨感三种传感器功能融为一体，采用太阳能给锂电池充电，然后由锂电池供电，采用无线方式来传输信号，既能减少安装的麻烦，又能较大限度的满足用户的需要，同时组合使用也能大大提高传感器的正确度。

图2为本实施例中电源电路的电路原理图，图2中，该电源电路1包括电源管理芯片U3、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第二十电阻R20、锂电池保护芯片U4、八脚MOS管U8、电源稳压芯片U5、锂电池接口P2和太阳能接口P3，其中，电源管理芯片U3的第一引脚和第三引脚均接地，电源管理芯片U3的第四引脚与其第八引脚连接，电源管理芯片U3的第八引脚与太阳能接口P3的第一引脚连接，电源管理芯片U3的第五引脚分别与第十二电阻R12的一端、第二十电阻R20的一端和锂电池接口P2的第一引脚连接，第十二电阻R12的另一端与第十三电阻R13的一端连接，第十三电阻R13的另一端与主控电路2连接，第二十电阻R20的另一端与锂电池保护芯片U4的第五引脚连接，锂电池保护芯片U4的第六引脚分别与锂电池接口P2的第二引脚、八脚MOS管U8的第二引脚和第三引脚连接，锂电池保护芯片U4的第一引脚与八脚MOS管U8的第四引脚连接，八脚MOS管U8的第一引脚与其第八引脚连接，八脚MOS管U8的第六引脚和第七引脚均与太阳能接口P3的第二引脚连接，电源稳压芯片U5的第一引脚和第三引脚均与电源管理芯片U3的第五引脚连接，电源稳压芯片U5的第五引脚连接3.3V电源。

本实施例中，电源管理芯片U3的型号为TP4056，锂电池保护芯片U4的型号为DW01，八脚MOS管U8的型号为8205A，电源稳压芯片U5的型号为RT9193-33。本实用新型采用锂电池供电(低功耗)，白天采集太阳能，由电源管理芯片U3给锂电池充电。锂电池保护芯片U4和八脚MOS管U8构成锂电池充电保护系统，第十二电阻R12和第十三电阻R13构成实时电压采集模块，能极大地保证整体电量的稳定与安全。电源稳压芯片U5将4.2V转换为3.3V，为该采用太阳能供电的风光雨传感器供电。该电源电路1采用太阳能板给锂电池充电，日常由锂电池给该采用太阳能供电的风光雨传感器供电。

图3为本实施例中主控电路的电路原理图，图3中，该主控电路2包括微控制器U7，微控制器U7的第五引脚、第九引脚和第十一引脚均与传感器采集电路3连接，微控制器U7的第六引脚与第十三电阻R13的另一端连接，微控制器U7的第八引脚与3.3V电源连接，微控制器U7的第十引脚与第十二电阻R12的另一端连接，微控制器U7的第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚和第十七引脚均与无线通信电路4连接。

主控电路2采用ST公司低功耗产品STM8L系列，即微控制器U7，休眠状态电流仅8mA左右，复合锂电池供电的需求，具有AD模拟量采集、PWM输出、SPI通信和IIC通信功能等，也是该采用太阳能供电的风光雨传感器的核心，用于分配资源以及进行信息的采集、处理和传递。P5为调试端口，D3为状态指示灯，第十八电阻R18、第三十三电阻R33和3.3V电源构成复位电路。

图4为本实施例中传感器采集电路的电路原理图，图4中，该传感器采集电路包括风感应模块、光感应模块和雨水感应模块；其中，风感应模块包括第四电阻R4、光电感应开关U2和第三电阻R3，第四电阻R4的一端与3.3V电源连接，第四电阻R4的另一端与光电感应开关U2中发光二极管的阳极连接，光电感应开关U2中发光二极管的阴极接地，光电感应开关U2中光敏三极管的发射极通过第三电阻R3与微控制器U7的第九引脚连接；光电感应开关U2的型号为IRT9606，通过感应风扇扇叶有无通过，微控制器U7的第九引脚采集第三电阻R3处的电平状态，单位时间内进行计数，通过风扇转速转化为风速，该部分功能简单，较易于采集转换。

光感应模块包括第九电阻R9和第八电阻R8，第九电阻R9的一端与3.3V电源连接，第九电阻R9的另一端与第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端与微控制器U7的第十一引脚连接；V1是光敏二极管，光敏二极管V1是一种能够将光根据使用方式转换成电流或者电压信号的光探测器。管芯常使用一个具有光敏特征的PN结，对光的变化非常敏感，具有单向导电性，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流，光敏二极管V1和第九电阻R9分压，由微控制器U7的第十一引脚的采集功能，采集电压值，由此检测光照强度。

雨水感应模块包括电压比较器U1、第二电阻R2、第七电阻R7和第五可调节电阻R5，电压比较器U1的第一引脚与微控制器U7的第五引脚连接，电压比较器U1的第二引脚与第五可调节电阻R5的滑动端连接，电压比较器U1的第三引脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与3.3V电源连接，电压比较器U1的第八引脚与3.3V电源连接，第七电阻R7的一端分别与3.3V电源和第五可调节电阻R5的一个固定端连接，第七电阻R7的另一端与电压比较器U1的第一引脚连接，第五可调节电阻R5的另一个固定端接地。

雨水感应板感应表面水量，电阻变化，电阻所分的电压也随之变化，连接电压比较器U1的第三引脚(即A+输入口)。电压比较器U1经外围电路修改为电压比较器，第五可调节电阻R5用于设定目标电压(也就是雨量)，连接电压比较器U1的第二引脚(即输入端A-)，当雨水大小达到设定值时，电压比较器U1的第一引脚(即OUTA)输出低电平信号(D1指示灯随之点亮)，信号转给微控制器U7。

图5为本实施例中无线通信电路的电路原理图，该无线通信电路4包括射频芯片U6，射频芯片U6的第十四引脚与微控制器U7的第十四引脚连接，射频芯片U6的第十五引脚与微控制器U7的第十五引脚连接，射频芯片U6的第十六引脚与微控制器U7的第十六引脚连接，射频芯片U6的第十九引脚与微控制器U7的第十七引脚连接，射频芯片U6的第二十引脚与微控制器U7的第十三引脚连接，射频芯片U6的第二十一引脚与微控制器U7的第十二引脚连接。

射频芯片U6采用无线传输，是低功耗IC，无需传输信号的时候，处于休眠状态，减少电能损耗。需要信号传输时由微控制器U7唤醒，传输完毕再次进入休眠状态。具体而言，射频芯片U6是低功耗433MHZ芯片A7139，睡眠状态电流仅300uA左右，可以由微控制器U7唤醒，完成无线信息传输。射频芯片U6做低功耗处理，减少锂电池电量的用量，同时与同类2.4G无线相比，传输距离较远，较稳定。该无线通信电路4负责风光雨信息的采集，传达给家庭智能主机，将实时天气状况反馈给用户。本实用新型与现有技术相比，能极大节省资源，采集太阳能整体供电，节省能源，符合现代化电子产品应用趋势；同时该产品体积较小，重量较轻，功耗较低，无污染，易于安装，是一款非常实用的家居智能产品。

总之，本实用新型主要迎合智能家居时代，无线传感器的应用保证用户的不同需求。该采用太阳能供电的风光雨传感器能对自然气候中的风、光、雨进行自动感应检测，并将检测到的信号传递给智能主机，通过智能主机对电动遮阳蓬等产品进行自动化控制，以保护电动遮阳蓬等产品不受损坏。例如下雨时衣服自动收起。还可以对自动推窗器或自动晾衣架等产品进行自动化控制，以保护其他等产品或家庭衣物等不受损坏。该采用太阳能供电的风光雨传感器的成本低，实用性高，适用于一般家庭，别墅，工厂，学校等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。