[实用新型]一种基于单片机的运动场馆振动发电系统

说明书

技术领域

本实用信息涉及一种回收运动场馆振动能量的系统，具体涉及一种基于单片机的运动场馆振动发电系统。

背景技术

随着人们越来越重视体育锻炼，各地相继建造了很多体育馆、增设了很多体育设施。可是，一个体育馆的照明往往需要大量的电能，而且人们去体育馆锻炼所支付的费用中，很大比重都是花在场馆的用电上，在这种情况下，在运动锻炼过程中我们一直在产生并消耗着许许多多的能量。若能将这些能量利用起来进行供电，其产生的效益将非常可观。

以一个普通人投篮球为例，每次篮球与篮板碰撞大约是20N的力，根据能量转化效率，可以产生大约0.01度电，一天下来储存的电量就可能有好几度，这样就足以供一个篮球场一个晚上的用电量。又如网球场，一次普通的击球，球速可达到100km/h左右，撞击网球场的保护网可产生大约80N的力，通过发电装置转换回来一次撞击最多可得到的电能为0.04度电。

发明内容

针对运动场馆耗电严重、而运动产生的振动能量白白损耗的现状，本实用新型的目的旨在提供一种基于单片机的运动场馆振动发电系统，通过振动发电装置将运动场馆上的振动能量转化为电能，并通过单片机控制电路、升压电路和电池充电管理电路将电能储存及供送到用电装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于单片机的运动场馆振动发电系统，包括振动发电系统、单片机控制电路、升压电路和电池充电管理电路：

振动发电装置，包括绝缘空心套管、圆柱形永磁铁组和线圈，圆柱形永磁铁组直径小于绝缘空心套管的直径，圆柱形永磁铁组置于绝缘空心套管之中，线圈缠绕在绝缘空心套管的外壁上，绝缘空心套管的两端为螺栓结构;

线圈两端分别连接升压电路和单片机控制电路的信号输入端，单片机控制电路的信号输出端与升压电路信号连通，升压电路的信号输出端连接电池充电管理电路的信号输入端，电池充电管理电路的信号输出端经电压逆变器连接运动场内不同用电器的电源输入端。

优选地，单片机控制电路包括采样电路和单片机，线圈通过采样电路连接单片机。

优选地，电池充电管理电路包括BQ2000充电电路和蓄电池，BQ2000充电电路与蓄电池信号连通，BQ2000充电电路用以监控蓄电池的充放电过程。

优选地，绝缘空心套管的两侧均用双向弹簧封闭。

本实用新型的有益效果在于，应用在运动场馆中容易产生振动的结构或地板上，如羽毛球场、网球场、排球场以及这些场馆上的网架，能有效收集运动产生的振动能量并将这些能量转化电能，所转化的电能可用于运动场馆的供电，电池充电管理电路中的蓄电池还可将多余的电量储存下来；不消耗传统能源，也不利用新兴能源，仅利用人类运动产生的振动即可获得电能；不受储存量、天气、场馆等因素影响，适用范围广，低成本、高效率、节能环保；利用单片机智能充电控制系统，适时调节系统充放电，使转换效率最大化。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的振动发电装置的结构示意图。

附图标记：1、绝缘空心套筒；2、圆柱形永磁铁组；3、线圈；4、双向弹簧；5、螺栓结构；6、弹簧保护套。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，一种基于单片机的运动场馆振动发电系统，包括振动发电装置、单片机控制电路、升压电路和电池充电管理电路：

如图2所示，振动发电装置，包括绝缘空心套管1、圆柱形永磁铁组2和线圈3，圆柱形永磁铁组2的直径小于所述绝缘空心套管1的直径，圆柱形永磁铁组2置于绝缘空心套管1之中，绝缘空心套管1的两侧用双向弹簧4封闭，绝缘空心套管1的两端均为螺栓结构5、以连接产生振动的结构，线圈3均匀地缠绕在绝缘空心套管1的外壁上，线圈3两端分别连接升压电路和单片机控制电路的信号输入端，单片机控制电路的信号输出端与升压电路信号连通;

单片机控制电路包括采样电路，线圈3的一端连接电压、电流采样电路，采用电阻分压的方式采样振动发电装置的输入电压，结合霍尔电流传感器采样电流，并通过LM358组成的同相比例放大电路放大采样电流，采样后的电压、电流通过单片机自身AD转换处理输出一个脉宽调制信号控制DC-DC升压电路的动态电阻，实现了对DC-DC升压电路的控制，从而达到了最大功率输出。