楼梯压片发电智能照明系统的制作方法

本实用新型涉及交通管理技术，具体为一种楼梯压片发电智能照明系统。

背景技术：

现代建筑的楼梯基本采用传统的供电方式照明，没有充分利用可收集的废弃能量。压片发电技术愈加成熟后，引发了更多对回收散发能量的思考。日常生活中，人们上下楼梯时重力势能降落对楼梯的冲击很大，因此可通过压片陶瓷回收重力势能发电，用于智能电控，照明楼道，实现节能减排。

技术实现要素：

为了克服现有技术提及的缺点，本发明的楼梯压片发电智能照明系统，来解决上述背景中提出的无法收集人们上下楼梯时产生的重力势能的情况。

本发明解决其技术问题所采用技术方案为：楼梯压片发电智能照明系统，包括楼梯压力发电装置、无线传感器、电网集成电路模块、电能储存模块和负载电路模块，所述楼梯压力发电装置与无线传感器连接，所述无线传感器与电网集成电路连接，所述无线传感器可以将产生的电能输出传递到电网集成电路模块集中收集，所述电网集成电路模块与电能储存模块连接，所述电能储存模块包括升压电路单元和储能电路单元，所述储能电路单元分别与充电电池和负载电路模块连接，所述充电电池和负载电路模块连接。

优选的，所述负载电路模块由储能电路单元和充电电池实现供电工作状态。

本发明的有益效果是：本设计摒弃了传统的供电方式照明，可以利用人们上下楼梯时产生的重力势能，通过压片陶瓷回收重力势能发电，实现楼梯压片发电，用于智能电控以及照明楼道。

附图说明

图1为本实用新型的结构框架示意图；

图2为本实用新型的楼梯压力发电能量转换过程原理框图；

图3为本实用新型的无线传感器及电网能量收集电路图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

楼梯压片发电智能照明系统，如图1所示，包括楼梯压力发电装置1、无线传感器2、电网集成电路模块3、电能储存模块4和负载电路模块8，所述楼梯压力发电装置1与无线传感器 2连接，所述无线传感器2与电网集成电路模块3连接，所述无线传感器2可以将产生的电能输出传递到电网集成电路模块3 集中收集，所述电网集成电路模块3与电能储存模块4连接，所述电能储存模块4包括升压电路单元5、储能电路单元6和充电电池7，所述储能电路单元6分别与充电电池7和负载电路模块8连接，所述充电电池7和负载电路模块8连接。

工作原理：人们上下楼梯时，重力势能降落对楼梯的冲击很大，楼梯地板利用压电材料的正压电效应设计将机械能转变成电能，同时具有储存来自压电的电能和自动感应开灯等功能。楼梯压片发电输出的电能经过后续电器稳压处理后可直接为低功耗负载供电，或者存储到电池里面以备后续应用，实现能量的循环使用。

参阅图2，本实用新型的楼梯压力发电能量转换过程，是当振动能传递到压电材料时，由于压电效应而转化为电能，在材料内部产生交流电压。而当材料内部电阻太大(相当于断路) 或电阻太小(相当于短路)时，产生的电能未消，会再次转化为振动能。反复这种过程，振动衰减会持续一段时间。所积聚起来的电荷阻碍电荷的进一步生成，因此必须先在一个超级电容器中积累足够的能量，然后通过转换电路将能量储存于电池中。

参阅图3，本实用新型的无线传感控制系统采用的方案是，将相邻的四片压电薄片通过一个无线传感器进行实时监测，实现高效、迅速、灵敏且最大限度地收集压电材料所产生的电能。

进一步的，本实用新型的升压电路设计采用S882Z系列充电泵，该系列的主要特点有：在Ta＝-30～+60℃时为0.3～3.0V，在Ta＝-40～+85℃时为0.35～3.0V；工作时的消耗电流在 VIN＝0.3V时为0.5mA(最大值)；有关闭控制，在关闭状态或称休眠状态时耗电小于0.6μA(VIN＝0.3V)；关闭控制电压为放电开始电压加0.1V(≤3.0V)；内部振荡器频率350kHz；外部仅接一个启动电容，小尺寸SOT-23-5封装；无铅。

进一步的，本实用新型的储能电路设计本系统采用MAX1811 作为主控芯片设计电路对可充电电池进行电能收集。MAX1811体积小，尺寸为5.00mm*6.20mm*1.35mm,它是一种高集成度电池充电器，所需外围元件很少，易于控制电路体积，而且，它可以用于锂电池充电。

MAX1811有两个设置端，其中SELV设置为高时，对电池的最终充电电压为4.2V；设置为低时，最终充电电压为4.1V,可适应不同最终充电电压的锂电池，MAX1811最终充电电压的精度可达到0.5％,能安全地对电池进行充电。另一个设置端是SELI,开关K闭合设置成高时，充电电流为500mA,适用于高功率的端口 (4.75～5.25V,500mA)；开关断开为低电平时，充电电流为100mA, 适用于低功率端口(4.40～5.25V,100mA)，CHG一端在充电期间为低电平，可连接一只发光二极管作充电指示。

压电材料振动得到的交流电电压大约为1V,通过升压电路后电容电压达到MAX1811充电控制端输入电压要求，电路开始工作。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。