劉自成+王志坤+劉松
摘 要 本設(shè)計(jì)為一種新型太陽能廣告自行車,在前輪的車條上安裝有低功耗的32個(gè)LED組成的燈條,當(dāng)自行車前輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),車條上的干簧管檢測到信號,發(fā)送至有低功耗功能的Freescale xs128單片機(jī),單片機(jī)控制燈的亮暗順序,通過車輪的旋轉(zhuǎn),利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面;其廣告形式新穎、美觀、環(huán)保、安全,達(dá)到很好的宣傳效果并且產(chǎn)品成本低,適合商業(yè)運(yùn)作。在車身上安裝有太陽能電池板,將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中,減少了對不可再生能源的利用;面對寒冷的天氣,在車把內(nèi)裝有電阻絲,利用電阻絲發(fā)熱使得騎車成為一種享受;車上安裝轉(zhuǎn)向燈設(shè)備,提高了夜里行車的安全系數(shù)。
關(guān)鍵詞 太陽能;廣告;自行車;節(jié)能減排
中圖分類號:U484 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0015-01
1 研究背景及意義
騎自行車代替開車出行可節(jié)約大量化石能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)如果有1/3的人用騎自行車替代開車出行,那么每年將節(jié)省汽油消耗約1700萬噸,相當(dāng)于一家大型石化公司全年汽油產(chǎn)量。而全國的廣告費(fèi)用更是居高不下,2010年中國廣告投放總額(不包括戶外投放)超過7200億元,與2009年相比達(dá)到了11.3%的增幅。2011年僅山東各主要電臺(tái),每月的廣告費(fèi)用約為120萬。鑒于此,我們設(shè)計(jì)了新型太陽能廣告自行車。如果把本產(chǎn)品進(jìn)行全國推廣,其新穎的廣告形式,既能達(dá)到廣告效果,又能節(jié)約廣告費(fèi)用。
2 新型太陽能發(fā)電自行車總體設(shè)計(jì)
新型太陽能廣告自行車主要由六個(gè)模塊組成:
1)LED燈條模塊:利用LED燈條的亮和滅來顯示廣告詞或畫面。
2)電源控制模塊:通過太陽能電池板吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能,為整個(gè)系統(tǒng)提供電力保障。
3)車把加熱模塊:利用輔助加熱裝置給使用者提供舒適、安全的享受。
4)車燈控制模塊:以高亮LED作為車大燈,加轉(zhuǎn)向燈。提高使用者在夜間騎車的安全系數(shù)。
5)測速車速模塊:用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速,為控制部分提供控制參數(shù)。
6)核心控制模塊:控制燈條內(nèi)LED燈、車燈、電阻絲以及充放電的實(shí)現(xiàn)。
LED燈條模塊:
前輪車條上安裝有低耗能的32個(gè)LED組成的燈條,通過矩陣式連接方法排列組成。當(dāng)自行車前輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),車條上的干簧管檢測到信號,發(fā)送至有低功耗功能的freescale xs128單片機(jī),單片機(jī)控制燈的亮暗順序,通過車輪的旋轉(zhuǎn),燈條內(nèi)LED的亮和滅,利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面。
電源模塊設(shè)計(jì):
利用太陽能和交流電切換模式。在晴天時(shí)可利用太陽能電池板為蓄電池充電;而在陰雨天氣,可切換到交流電充電模式。采用這種模式既能體現(xiàn)節(jié)能減排理念,又解決在陰雨天不能及時(shí)為蓄電池充電的缺陷。
車把加熱模塊:
車把內(nèi)裝有電阻絲,電阻絲利用電能加熱。該方式成本低,耗電少,加熱快。
車燈控制模塊:
用1W高亮白光LED燈,此燈亮度高,體積小,性價(jià)比、壽命都高于其他照明燈,突出節(jié)能減排的理念。
測量車速模塊:
采用干簧管測速,在自行車前輪安裝有小型磁鐵,車圈上安裝有干簧管(霍爾元件)用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速。(可以自動(dòng)控制無極調(diào)整車速)讓使用者很好的控制車速。干簧管價(jià)格低廉、性價(jià)比高,且技術(shù)要求低,便于操作。
核心控制模塊:
用freescale MC9S12X128單片機(jī)作為核心控制芯片。該芯片價(jià)格適中,系統(tǒng)穩(wěn)定,具有睡眠低功耗模式,可喚醒觸發(fā)。
3 新型太陽能發(fā)電自行車的工作原理示意圖及說明
新型太陽能廣告自行車工作原理示意圖
在晴天,太陽能電池板通過電源管理模塊將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中;在陰天,又可以切換到交流電充電模式;32個(gè)LED燈通過車輪的旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)新意的廣告效果;前輪安有小磁鐵,車圈上安有干簧管用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速;當(dāng)按下車把加熱開關(guān)后,核心控制器控制車把內(nèi)的電阻絲利用電能加熱;車把上還配有轉(zhuǎn)向燈,夜里騎車更安全。
4 性能分析
4.1 蓄電池容量的選用
LED燈的功率:20mW×32=640mW=0.64W;照明LED的功率為3W;加熱功率為20W×2=40W;工作電壓選用12V,工作電流:I=(0.64mW+3W+40W)/12=3.6A。每天2小時(shí)騎行時(shí)間,則Q=3.6×2=7.2Ah,即容量至少為7.2Ah。
綜上所述電池選用:12V-10Ah的鉛酸蓄電池。
4.2 太陽能電池板的選用
按太陽能電池板每天工作8小時(shí)計(jì)算,設(shè)電池板的輸出電流為I,要在8小時(shí)內(nèi)將蓄電池充滿,則:I=10Ah/8=1.25A;
太陽能電池板選用:12V—2A的電池。
5 創(chuàng)新點(diǎn)
1)極具創(chuàng)意的廣告形式,LED燈組通過車輪的旋轉(zhuǎn),利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面。
2)太陽能板安置在自行車表面,將光能轉(zhuǎn)化為電能,儲(chǔ)存在鋰電池中,用以照明、裝飾和發(fā)熱等功能。
3)車把內(nèi)裝有電阻絲,利用電力發(fā)熱驅(qū)趕嚴(yán)寒,更具人
性化。
4)內(nèi)部設(shè)計(jì)有短路、過流等保護(hù),使整個(gè)太陽能廣告自行車安裝調(diào)試更簡單。
6 市場前景
本產(chǎn)品新穎獨(dú)特的廣告形式,既能達(dá)到預(yù)期的廣告效果,又能節(jié)約廣告費(fèi),適合商業(yè)運(yùn)作。
1)將太陽能轉(zhuǎn)化的電能,用做廣告、照明、測量車速、自動(dòng)取暖(在冬天)。節(jié)約了電費(fèi)開支,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
2)由低功耗的單片機(jī)控制,利用車自身發(fā)電帶動(dòng)的輔助加熱、照明裝置給使用者帶來了舒適、安全、環(huán)保、綠色、節(jié)能的享受,解決了當(dāng)今自行車無法利用太陽能的缺陷,市場應(yīng)用前景廣闊。
參考文獻(xiàn)
[1]秦曾煌.電工技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2004:
41-46.
[2]王昆.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].武漢:高等教育出版社,1995:42-56.endprint
摘 要 本設(shè)計(jì)為一種新型太陽能廣告自行車,在前輪的車條上安裝有低功耗的32個(gè)LED組成的燈條,當(dāng)自行車前輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),車條上的干簧管檢測到信號,發(fā)送至有低功耗功能的Freescale xs128單片機(jī),單片機(jī)控制燈的亮暗順序,通過車輪的旋轉(zhuǎn),利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面;其廣告形式新穎、美觀、環(huán)保、安全,達(dá)到很好的宣傳效果并且產(chǎn)品成本低,適合商業(yè)運(yùn)作。在車身上安裝有太陽能電池板,將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中,減少了對不可再生能源的利用;面對寒冷的天氣,在車把內(nèi)裝有電阻絲,利用電阻絲發(fā)熱使得騎車成為一種享受;車上安裝轉(zhuǎn)向燈設(shè)備,提高了夜里行車的安全系數(shù)。
關(guān)鍵詞 太陽能;廣告;自行車;節(jié)能減排
中圖分類號:U484 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0015-01
1 研究背景及意義
騎自行車代替開車出行可節(jié)約大量化石能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)如果有1/3的人用騎自行車替代開車出行,那么每年將節(jié)省汽油消耗約1700萬噸,相當(dāng)于一家大型石化公司全年汽油產(chǎn)量。而全國的廣告費(fèi)用更是居高不下,2010年中國廣告投放總額(不包括戶外投放)超過7200億元,與2009年相比達(dá)到了11.3%的增幅。2011年僅山東各主要電臺(tái),每月的廣告費(fèi)用約為120萬。鑒于此,我們設(shè)計(jì)了新型太陽能廣告自行車。如果把本產(chǎn)品進(jìn)行全國推廣,其新穎的廣告形式,既能達(dá)到廣告效果,又能節(jié)約廣告費(fèi)用。
2 新型太陽能發(fā)電自行車總體設(shè)計(jì)
新型太陽能廣告自行車主要由六個(gè)模塊組成:
1)LED燈條模塊:利用LED燈條的亮和滅來顯示廣告詞或畫面。
2)電源控制模塊:通過太陽能電池板吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能,為整個(gè)系統(tǒng)提供電力保障。
3)車把加熱模塊:利用輔助加熱裝置給使用者提供舒適、安全的享受。
4)車燈控制模塊:以高亮LED作為車大燈,加轉(zhuǎn)向燈。提高使用者在夜間騎車的安全系數(shù)。
5)測速車速模塊:用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速,為控制部分提供控制參數(shù)。
6)核心控制模塊:控制燈條內(nèi)LED燈、車燈、電阻絲以及充放電的實(shí)現(xiàn)。
LED燈條模塊:
前輪車條上安裝有低耗能的32個(gè)LED組成的燈條,通過矩陣式連接方法排列組成。當(dāng)自行車前輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),車條上的干簧管檢測到信號,發(fā)送至有低功耗功能的freescale xs128單片機(jī),單片機(jī)控制燈的亮暗順序,通過車輪的旋轉(zhuǎn),燈條內(nèi)LED的亮和滅,利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面。
電源模塊設(shè)計(jì):
利用太陽能和交流電切換模式。在晴天時(shí)可利用太陽能電池板為蓄電池充電;而在陰雨天氣,可切換到交流電充電模式。采用這種模式既能體現(xiàn)節(jié)能減排理念,又解決在陰雨天不能及時(shí)為蓄電池充電的缺陷。
車把加熱模塊:
車把內(nèi)裝有電阻絲,電阻絲利用電能加熱。該方式成本低,耗電少,加熱快。
車燈控制模塊:
用1W高亮白光LED燈,此燈亮度高,體積小,性價(jià)比、壽命都高于其他照明燈,突出節(jié)能減排的理念。
測量車速模塊:
采用干簧管測速,在自行車前輪安裝有小型磁鐵,車圈上安裝有干簧管(霍爾元件)用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速。(可以自動(dòng)控制無極調(diào)整車速)讓使用者很好的控制車速。干簧管價(jià)格低廉、性價(jià)比高,且技術(shù)要求低,便于操作。
核心控制模塊:
用freescale MC9S12X128單片機(jī)作為核心控制芯片。該芯片價(jià)格適中,系統(tǒng)穩(wěn)定,具有睡眠低功耗模式,可喚醒觸發(fā)。
3 新型太陽能發(fā)電自行車的工作原理示意圖及說明
新型太陽能廣告自行車工作原理示意圖
在晴天,太陽能電池板通過電源管理模塊將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中;在陰天,又可以切換到交流電充電模式;32個(gè)LED燈通過車輪的旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)新意的廣告效果;前輪安有小磁鐵,車圈上安有干簧管用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速;當(dāng)按下車把加熱開關(guān)后,核心控制器控制車把內(nèi)的電阻絲利用電能加熱;車把上還配有轉(zhuǎn)向燈,夜里騎車更安全。
4 性能分析
4.1 蓄電池容量的選用
LED燈的功率:20mW×32=640mW=0.64W;照明LED的功率為3W;加熱功率為20W×2=40W;工作電壓選用12V,工作電流:I=(0.64mW+3W+40W)/12=3.6A。每天2小時(shí)騎行時(shí)間,則Q=3.6×2=7.2Ah,即容量至少為7.2Ah。
綜上所述電池選用:12V-10Ah的鉛酸蓄電池。
4.2 太陽能電池板的選用
按太陽能電池板每天工作8小時(shí)計(jì)算,設(shè)電池板的輸出電流為I,要在8小時(shí)內(nèi)將蓄電池充滿,則:I=10Ah/8=1.25A;
太陽能電池板選用:12V—2A的電池。
5 創(chuàng)新點(diǎn)
1)極具創(chuàng)意的廣告形式,LED燈組通過車輪的旋轉(zhuǎn),利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面。
2)太陽能板安置在自行車表面,將光能轉(zhuǎn)化為電能,儲(chǔ)存在鋰電池中,用以照明、裝飾和發(fā)熱等功能。
3)車把內(nèi)裝有電阻絲,利用電力發(fā)熱驅(qū)趕嚴(yán)寒,更具人
性化。
4)內(nèi)部設(shè)計(jì)有短路、過流等保護(hù),使整個(gè)太陽能廣告自行車安裝調(diào)試更簡單。
6 市場前景
本產(chǎn)品新穎獨(dú)特的廣告形式,既能達(dá)到預(yù)期的廣告效果,又能節(jié)約廣告費(fèi),適合商業(yè)運(yùn)作。
1)將太陽能轉(zhuǎn)化的電能,用做廣告、照明、測量車速、自動(dòng)取暖(在冬天)。節(jié)約了電費(fèi)開支,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
2)由低功耗的單片機(jī)控制,利用車自身發(fā)電帶動(dòng)的輔助加熱、照明裝置給使用者帶來了舒適、安全、環(huán)保、綠色、節(jié)能的享受,解決了當(dāng)今自行車無法利用太陽能的缺陷,市場應(yīng)用前景廣闊。
參考文獻(xiàn)
[1]秦曾煌.電工技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2004:
41-46.
[2]王昆.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].武漢:高等教育出版社,1995:42-56.endprint
摘 要 本設(shè)計(jì)為一種新型太陽能廣告自行車,在前輪的車條上安裝有低功耗的32個(gè)LED組成的燈條,當(dāng)自行車前輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),車條上的干簧管檢測到信號,發(fā)送至有低功耗功能的Freescale xs128單片機(jī),單片機(jī)控制燈的亮暗順序,通過車輪的旋轉(zhuǎn),利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面;其廣告形式新穎、美觀、環(huán)保、安全,達(dá)到很好的宣傳效果并且產(chǎn)品成本低,適合商業(yè)運(yùn)作。在車身上安裝有太陽能電池板,將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中,減少了對不可再生能源的利用;面對寒冷的天氣,在車把內(nèi)裝有電阻絲,利用電阻絲發(fā)熱使得騎車成為一種享受;車上安裝轉(zhuǎn)向燈設(shè)備,提高了夜里行車的安全系數(shù)。
關(guān)鍵詞 太陽能;廣告;自行車;節(jié)能減排
中圖分類號:U484 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0015-01
1 研究背景及意義
騎自行車代替開車出行可節(jié)約大量化石能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)如果有1/3的人用騎自行車替代開車出行,那么每年將節(jié)省汽油消耗約1700萬噸,相當(dāng)于一家大型石化公司全年汽油產(chǎn)量。而全國的廣告費(fèi)用更是居高不下,2010年中國廣告投放總額(不包括戶外投放)超過7200億元,與2009年相比達(dá)到了11.3%的增幅。2011年僅山東各主要電臺(tái),每月的廣告費(fèi)用約為120萬。鑒于此,我們設(shè)計(jì)了新型太陽能廣告自行車。如果把本產(chǎn)品進(jìn)行全國推廣,其新穎的廣告形式,既能達(dá)到廣告效果,又能節(jié)約廣告費(fèi)用。
2 新型太陽能發(fā)電自行車總體設(shè)計(jì)
新型太陽能廣告自行車主要由六個(gè)模塊組成:
1)LED燈條模塊:利用LED燈條的亮和滅來顯示廣告詞或畫面。
2)電源控制模塊:通過太陽能電池板吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能,為整個(gè)系統(tǒng)提供電力保障。
3)車把加熱模塊:利用輔助加熱裝置給使用者提供舒適、安全的享受。
4)車燈控制模塊:以高亮LED作為車大燈,加轉(zhuǎn)向燈。提高使用者在夜間騎車的安全系數(shù)。
5)測速車速模塊:用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速,為控制部分提供控制參數(shù)。
6)核心控制模塊:控制燈條內(nèi)LED燈、車燈、電阻絲以及充放電的實(shí)現(xiàn)。
LED燈條模塊:
前輪車條上安裝有低耗能的32個(gè)LED組成的燈條,通過矩陣式連接方法排列組成。當(dāng)自行車前輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),車條上的干簧管檢測到信號,發(fā)送至有低功耗功能的freescale xs128單片機(jī),單片機(jī)控制燈的亮暗順序,通過車輪的旋轉(zhuǎn),燈條內(nèi)LED的亮和滅,利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面。
電源模塊設(shè)計(jì):
利用太陽能和交流電切換模式。在晴天時(shí)可利用太陽能電池板為蓄電池充電;而在陰雨天氣,可切換到交流電充電模式。采用這種模式既能體現(xiàn)節(jié)能減排理念,又解決在陰雨天不能及時(shí)為蓄電池充電的缺陷。
車把加熱模塊:
車把內(nèi)裝有電阻絲,電阻絲利用電能加熱。該方式成本低,耗電少,加熱快。
車燈控制模塊:
用1W高亮白光LED燈,此燈亮度高,體積小,性價(jià)比、壽命都高于其他照明燈,突出節(jié)能減排的理念。
測量車速模塊:
采用干簧管測速,在自行車前輪安裝有小型磁鐵,車圈上安裝有干簧管(霍爾元件)用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速。(可以自動(dòng)控制無極調(diào)整車速)讓使用者很好的控制車速。干簧管價(jià)格低廉、性價(jià)比高,且技術(shù)要求低,便于操作。
核心控制模塊:
用freescale MC9S12X128單片機(jī)作為核心控制芯片。該芯片價(jià)格適中,系統(tǒng)穩(wěn)定,具有睡眠低功耗模式,可喚醒觸發(fā)。
3 新型太陽能發(fā)電自行車的工作原理示意圖及說明
新型太陽能廣告自行車工作原理示意圖
在晴天,太陽能電池板通過電源管理模塊將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中;在陰天,又可以切換到交流電充電模式;32個(gè)LED燈通過車輪的旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)新意的廣告效果;前輪安有小磁鐵,車圈上安有干簧管用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速;當(dāng)按下車把加熱開關(guān)后,核心控制器控制車把內(nèi)的電阻絲利用電能加熱;車把上還配有轉(zhuǎn)向燈,夜里騎車更安全。
4 性能分析
4.1 蓄電池容量的選用
LED燈的功率:20mW×32=640mW=0.64W;照明LED的功率為3W;加熱功率為20W×2=40W;工作電壓選用12V,工作電流:I=(0.64mW+3W+40W)/12=3.6A。每天2小時(shí)騎行時(shí)間,則Q=3.6×2=7.2Ah,即容量至少為7.2Ah。
綜上所述電池選用:12V-10Ah的鉛酸蓄電池。
4.2 太陽能電池板的選用
按太陽能電池板每天工作8小時(shí)計(jì)算,設(shè)電池板的輸出電流為I,要在8小時(shí)內(nèi)將蓄電池充滿,則:I=10Ah/8=1.25A;
太陽能電池板選用:12V—2A的電池。
5 創(chuàng)新點(diǎn)
1)極具創(chuàng)意的廣告形式,LED燈組通過車輪的旋轉(zhuǎn),利用人眼的視覺暫留,顯示一幅完整的廣告詞或者畫面。
2)太陽能板安置在自行車表面,將光能轉(zhuǎn)化為電能,儲(chǔ)存在鋰電池中,用以照明、裝飾和發(fā)熱等功能。
3)車把內(nèi)裝有電阻絲,利用電力發(fā)熱驅(qū)趕嚴(yán)寒,更具人
性化。
4)內(nèi)部設(shè)計(jì)有短路、過流等保護(hù),使整個(gè)太陽能廣告自行車安裝調(diào)試更簡單。
6 市場前景
本產(chǎn)品新穎獨(dú)特的廣告形式,既能達(dá)到預(yù)期的廣告效果,又能節(jié)約廣告費(fèi),適合商業(yè)運(yùn)作。
1)將太陽能轉(zhuǎn)化的電能,用做廣告、照明、測量車速、自動(dòng)取暖(在冬天)。節(jié)約了電費(fèi)開支,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
2)由低功耗的單片機(jī)控制,利用車自身發(fā)電帶動(dòng)的輔助加熱、照明裝置給使用者帶來了舒適、安全、環(huán)保、綠色、節(jié)能的享受,解決了當(dāng)今自行車無法利用太陽能的缺陷,市場應(yīng)用前景廣闊。
參考文獻(xiàn)
[1]秦曾煌.電工技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2004:
41-46.
[2]王昆.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].武漢:高等教育出版社,1995:42-56.endprint