【摘要】:我们设想利用杯内热水与外界空气的温度差,通过温差发电片将杯子中的热能转化为电能并储存到蓄电池中,将热能转化为电能使用,从而实现能源的有效利用。该温差发电装置利用杯中内外温差产生电压,通过5V升压模块可输出5V左右的电压,以供USB接口手机充电以及液晶显示屏温度显示的电能消耗。
团队成员:刘彬 李岩 张福元 曲帅帅
我们习惯于用热水沏茶,但是刚沏好的茶水因为水温太高,我们是无法饮用的。因此只能等茶水的温度降下来,我们才可以喝茶。而此时,茶水的热量就通过各种方式散发到空气之中,这些散失的热量并没有很好地加以利用。
现在,我们越来越提倡节能、环保的生活理念,那么这些热水所散失的热量能否利用起来呢?
我们想到了温差发电片。这种发电片在有微小温差存在的条件下就能将热能直接转化为电能,且转换过程中不需要机械运动部件。我们设想利用杯内热水与外界空气的温度差,通过温差发电片将杯子中的热能转化为电能并储存到蓄电池中,将热能转化为电能使用,从而实现能源的有效利用。
实施方案
我们基于STC 89C52单片机构建最小系统,并设计外围电路,如:单片机控制的DS18B20温度传感器外围电路、1602液晶显示电路以及USB接口手机充电电路。
通过杯内热水与外界大气的温度差,将水中热能转化为电能储存到可充电的锂电池中,作为电源使用,以实现能源的有效利用。
该温差发电装置(20~100℃内外温差可输出0.85~4.3V电压)利用杯中内外温差产生电压,通过5V升压模块(可将0.8~4.8V电压升高至5V)可输出5V左右的电压,以供USB接口手机充电以及液晶显示屏温度显示的电能消耗。(www.daowen.com)
功能原理示意图如图所示。
新型多功能水杯可以实现以下功能:
● USB接口手机充电、音乐播放以及液晶显示屏温度显示的电能消耗。
● 水温显示功能,体现了人性化的设计,可让人们实时掌握杯中水温,适
时饮水,避免烫伤。
● 手机充电,解决了手机应急充电问题。
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