一种多功能太阳能伞电路的制作方法

本发明涉及一种应用于雨伞/遮阳伞中的电路，具体涉及一种多功能太阳能伞电路。

背景技术：

伞是人们日常生活中的必需品，夏日炎炎，人们在户外休闲活动时需要撑伞遮阳，来防止紫外线的侵扰；雨天出行，人们撑伞避雨。然而现有的雨伞/遮阳伞的功能局限于其最基本的功能，不能满足人们更多的需求。

在日常生活中，移动设备的充电，在炎热夏天对风扇的需求以及夜晚的照明等等，这些工具都需要电力支持，然而人们在户外又不便携带多种独立的电子设备。

由此，若将风扇降温、夜晚照明、充电等功能集成在伞上，设计一种多功能伞电路，则可以同时满足人们的多种需求，方便人们的生活；此外，太阳能作为一种可永续利用、可再生的清洁能源，已广泛运用到各个场合，若将太阳能供电技术应用到伞中，可以很方便、环保地为相应电路提供电源支撑。

因此，本申请有必要提出一种基于太阳能供电的多功能的伞电路。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提出一种多功能太阳能伞电路，解决传统伞功能单一，不能满足人们降温、照明、充电等多方面需求的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种多功能太阳能伞电路，包括控制器、太阳能电源电路、风扇电路、手电灯电路、usb接口电路以及按键电路；所述风扇电路、手电灯电路、usb接口电路以及按键电路均与控制器的对应io口相连，所述太阳能电源电路为控制器、风扇电路、手电灯电路和usb接口电路供电。

作为进一步优化，所述太阳能电源电路包括太阳能接口p1、电池接口p2、第一电阻r1、电感l1、第一至第六电容c1-c6、第一至第四二极管d1-d4、电源开关j1、太阳能柔性电池板、蓄电池及开关电压调节器u1；所述太阳能柔性电池板连接太阳能接口p1；所述太阳能接口p1的2脚和3脚接地，1脚通过第一电阻r1和第一二极管d1的串联电路接地，并通过第二二极管d2连接电池接口的2脚；所述第一电容c1和第二电容c2并联接在太阳能接口的1脚与地之间；所述蓄电池连接电池接口p2；所述电池接口p2的1脚接地，2脚通过第三二极管d3连接电源开关j1；所述电源开关j1通过第三电容c3与第四电容c4的并联电路接地，并连接开关电压调节器u1的vin脚，所述开关电压调节器u1的out脚通过电感l1、第五电容c5和第六电容c6构成的低通滤波器后输出供电电压vcc；所述供电电压vcc还连接开关电压调节器u1的fb脚；所述第四二极管的正极接地，负极接开关电压调节器u1的out脚，所述第一二极管d1为发光二极管。

作为进一步优化，所述控制器为stm32单片机。

作为进一步优化，所述风扇电路包括：驱动芯片u2、风扇接口p4、第五电阻r5、第六电阻r6和风扇；所述驱动芯片u2的ia脚、ib脚分别对应连接stm32单片机的pb1脚和pb0脚，并分别对应通过第五电阻r5和第六电阻r6接太阳能电源电路的供电电压vcc；所述驱动芯片u2的oa脚、ob脚连接风扇接口p4，风扇接口p4接风扇；所述驱动芯片u2的vcc脚连接太阳能电源电路的供电电压vcc。

作为进一步优化，所述按键电路包括：第一开关k0、第二开关k1、第三开关k2和第四开关k3；所述第一开关k0一端连接stm32单片机的pb8脚，另一端接地，用于控制风扇打开；所述第二开关k1一端连接stm32单片机的pb9脚，另一端接地，用于控制风扇加速；所述第三开关k2一端连接stm32单片机的pb10脚，另一端接地，用于控制风扇减速；所述第四开关k3一端连接stm32单片机的pb11脚，另一端接地，用于控制手电灯的开/关。

作为进一步优化，所述手电灯电路包括：手电灯接口p3和手电灯；所述手电灯连接手电灯接口p3，手电灯接口p3的1脚接太阳能电源电路的供电电压vcc，2脚接stm32单片机的pa9脚，3脚接地。

作为进一步优化，所述usb接口电路包括：usb接口、第十一电容c11和第十二电容c12；所述usb接口的vcc脚连接太阳能电源电路的供电电压vcc，并通过第十一电容c11和第十二电容c12的并联电路接地。

作为进一步优化，所述多功能太阳能伞电路还包括运行指示灯电路，所述运行指示灯电路用于指示太阳能电源电路的供电输出运行状态以及风扇的运行状态。

作为进一步优化，所述运行指示灯电路包括：第二电阻r2、第三电阻r3、第五二极管d5和第六二极管d6；所述第二电阻r2的一端接太阳能电源电路的供电电压vcc，另一端通过第五二极管d5接stm32单片机的pa0脚；所述第三电阻r3的一端接太阳能电源电路的供电电压vcc，另一端通过第六二极管d6接stm32单片机的pa1脚；所述第五二极管d5和第六二极管d6均为发光二极管。

本发明的有益效果是：

通过上述设计的多功能太阳能伞电路，可以应用于遮阳伞/雨伞中，从而增加伞的功能，满足用户对于降温、照明、充电等多方面需求，无需携带相应独立的电子产品，提高生活品质；而通过太阳能供电具有环保、安全的特点。

附图说明

图1为本发明的多功能太阳能伞电路原理框图；

图2为太阳能电源电路的电路结构图；

图3为风扇电路的电路结构图；

图4为按键电路的电路结构图；

图5为手电灯电路的电路结构图；

图6为usb接口电路的电路结构图；

图7为运行指示灯电路的电路结构图；

图8为整体电路的电路结构图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种多功能太阳能伞电路，解决传统伞功能单一，不能满足人们降温、照明、充电等多方面需求的问题。该多功能太阳能伞电路包括控制器、太阳能电源电路、风扇电路、手电灯电路、usb接口电路以及按键电路；所述风扇电路、手电灯电路、usb接口电路以及按键电路均与控制器的对应io口相连，所述太阳能电源电路为控制器、风扇电路、手电灯电路和usb接口电路供电。通过本发明的设计，既可降温、又能照明和充电，可适用于白天、夜间、雨天等不同天候，具有环保、便携、安全的特点。

如图1所示，在本发明设计的多功能太阳能伞电路中，太阳能电池板将太阳能转化为电能，一方面为储能电池充电，另一方面通过开关电压调节器转换为5v电压，为stm32单片机、风扇驱动、手电灯和usb接口供电，通过独立按键的按键信号可以控制风扇、手电灯的工作，usb接口可以用于为外部终端(如手机)充电。而在夜晚或者雨天没有太阳的情况下，储能电池中的电可以继续为其它部件供电。

实施例：

本实施例中将对多功能太阳能伞电路的各个组成部分进行具体介绍。

1、太阳能电源电路：

该电路的设计是为了提供方便、安全的电源。如图2所示，太阳能电源电路包括太阳能接口p1、电池接口p2、第一电阻r1、电感l1、第一至第六电容c1-c6、第一至第四二极管d1-d4、电源开关j1、太阳能柔性电池板、蓄电池及开关电压调节器u1；所述太阳能柔性电池板连接太阳能接口p1；所述太阳能接口p1的2脚和3脚接地，1脚通过第一电阻r1和第一二极管d1的串联电路接地，并通过第二二极管d2连接电池接口的2脚；所述第一电容c1和第二电容c2并联接在太阳能接口的1脚与地之间；所述蓄电池连接电池接口p2；所述电池接口p2的1脚接地，2脚通过第三二极管d3连接电源开关j1；所述电源开关j1通过第三电容c3与第四电容c4的并联电路接地，并连接开关电压调节器u1的vin脚，所述开关电压调节器u1的out脚通过电感l1、第五电容c5和第六电容c6构成的低通滤波器后输出供电电压vcc；所述供电电压vcc还连接开关电压调节器u1的fb脚；所述第四二极管的正极接地，负极接开关电压调节器u1的out脚，所述第一二极管d1为发光二极管。

在具体实现上，太阳能柔性电池板可以采用多块并联，以提高供电能力和效率；第一电阻r1和第一二极管d1构成太阳能指示电路，d1亮时表示柔性太阳能电池板工作，断开时指示灯灭。第一电容c1、第二电容c2为滤波电容。第二二极管d2、第三二极管d3把电能变为脉动直流电压12v。

lm2596开关电压调节器负责把12v电源变换为稳定的5v直流电。输入旁路电容c3、c4来减小暂态电压，第四二极管d4、电感l1、第五电容c5构成基本的buck(降压斩波)类电路，同时电感l1、第五电容c5、第六电容c6构成低通滤波器，用于对输出进行滤波。最终的太阳能电源电路的输出电压vcc为5v。

电池接口接蓄电池，夜晚或雨天，蓄电池储存的电，通过开关控制，可以让led灯、风扇、usb接口工作。

2、风扇电路：

该电路的设计方便在天气炎热的时候进行降温。如图3所示，所述风扇电路包括：驱动芯片u2、风扇接口p4、第五电阻r5、第六电阻r6和风扇；所述驱动芯片u2的ia脚、ib脚分别对应连接stm32单片机的pb1脚和pb0脚，并分别对应通过第五电阻r5和第六电阻r6接太阳能电源电路的供电电压vcc；所述驱动芯片u2的oa脚、ob脚连接风扇接口p4，风扇接口p4接风扇；所述驱动芯片u2的vcc脚连接太阳能电源电路的供电电压vcc。

具体实现上，两通道推挽式功率放大专用集成电路器件l9110用于控制和驱动电机，进而控制风扇。l9110h电机驱动芯片6号引脚ia接stm32f103的pb1引脚，7号引脚ib接stm32f103的pb0引脚；输出端oa、ob接风扇。

3、按键电路：

该电路的设计是为了对手电灯、风扇进行按键控制。如图4所示，所述按键电路包括：第一开关k0、第二开关k1、第三开关k2和第四开关k3；所述第一开关k0一端连接stm32单片机的pb8脚，另一端接地，用于控制风扇打开；所述第二开关k1一端连接stm32单片机的pb9脚，另一端接地，用于控制风扇加速；所述第三开关k2一端连接stm32单片机的pb10脚，另一端接地，用于控制风扇减速；所述第四开关k3一端连接stm32单片机的pb11脚，另一端接地，用于控制手电灯的开/关。

4、手电灯电路：

该电路的设计方便在夜间进行照明。如图5所示，所述手电灯电路包括：手电灯接口p3和手电灯；所述手电灯连接手电灯接口p3，手电灯接口p3的1脚接太阳能电源电路的供电电压vcc，2脚接stm32单片机的pa9脚，3脚接地。

5、usb接口电路：

该电路的设计方便在出行时为移动设备充电。如图6所示，所述usb接口电路包括：usb接口、第十一电容c11和第十二电容c12；所述usb接口的vcc脚连接太阳能电源电路的供电电压vcc，并通过第十一电容c11和第十二电容c12的并联电路接地。

6、运行指示灯电路：

该电路的设计方便对太阳能电源电路的供电输出运行状态以及风扇的运行状态进行指示。如图7所示，所述运行指示灯电路包括：第二电阻r2、第三电阻r3、第五二极管d5和第六二极管d6；所述第二电阻r2的一端接太阳能电源电路的供电电压vcc，另一端通过第五二极管d5接stm32单片机的pa0脚；所述第三电阻r3的一端接太阳能电源电路的供电电压vcc，另一端通过第六二极管d6接stm32单片机的pa1脚；所述第五二极管d5和第六二极管d6均为发光二极管。在打开电源开关j1后运行指示灯d5会闪。通过按键k0控制风扇运行时，d6处于常亮状态。

基于上述各部分电路设计形成的整体电路结构如图8所示。

需要说明的是，本发明的多功能太阳能伞电路既可以应用于遮阳伞中，也可以应用于雨伞中，其在具体应用时，可以根据实际的伞的结构来设计融入本发明设计的多功能太阳能伞电路，对于本领域技术人员容易实现。比如：一般的伞均包括伞面、伞骨和伞柄；可以将太阳能柔性电池板设计在伞面上，将风扇设计在伞骨上，将手电灯和用于控制电源开启供电、控制风扇运转、控制手电灯开关的按键设计在伞柄末端，在伞柄末端上方位置设计控制盒，将电路的各个部分集成在pcb板上并封装在控制盒中，在控制盒的一侧引出用于充电的usb接口。