專利名稱：具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子秤領(lǐng)域，特別涉及一種具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電子秤是通過(guò)重量傳感器將重量轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，再通過(guò)一系列處理轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)并顯示在相應(yīng)的顯示介質(zhì)的電子儀器。因?yàn)殡娮映有枰诓僮鲿r(shí)持續(xù)顯示正確的重量信息，其電力來(lái)源通常為交流電、干電池及各類型蓄電池，較為常見(jiàn)的電力來(lái)源是鉛酸蓄電池。使用交流電作為電力來(lái)源時(shí)，電子秤的使用會(huì)受到地域性的局限，即只能在提供交流電插座的室內(nèi)環(huán)境使用。當(dāng)電子秤移至室外使用時(shí)，則通常使用干電池或蓄電池。當(dāng)今電池雖已做到不含汞，但重金屬仍是各種蓄電池的必要組成部分，如處理不當(dāng)且數(shù)量較多的話，這些重金屬將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，而且干電池長(zhǎng)期使用可能會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象?，F(xiàn)有的以機(jī)械方式產(chǎn)生動(dòng)力的電子秤多采用直流電機(jī)作為微型發(fā)電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是能夠產(chǎn)生直流電直接供系統(tǒng)使用，無(wú)需要額外的整流電路。另外，因其無(wú)法儲(chǔ)存電力，必須在使用前使秤的動(dòng)力部做出一系列機(jī)械運(yùn)動(dòng)后僅能使用較短時(shí)間。造成以上結(jié)果的另一個(gè)原因是秤體本身的功耗較大，因此電力消耗相應(yīng)較快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤，其通過(guò)微型發(fā)電機(jī)獲得電流，產(chǎn)生的電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，延長(zhǎng)使用時(shí)間。為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤，具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤包括微型發(fā)電機(jī)、電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、微處理器、傳感器、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，微型發(fā)電機(jī)、電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊順序連接，電源電池管理模塊與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，微處理器與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器與傳感器連接，微型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，再通過(guò)電源保護(hù)模塊將電流送入電源電池管理模塊。優(yōu)選地，所述具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤還包括鍵盤(pán)、操作界面液晶顯示器和客戶界面液晶顯示器，鍵盤(pán)、操作界面液晶顯示器與微處理器連接，操作界面液晶顯示器與客戶界面液晶顯示器連接。優(yōu)選地，所述電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器及發(fā)電狀況監(jiān)控模塊的電路包括電源管理芯片、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第十二電阻、第十五電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第一電解電容、第二電解電容、第一二極管、第二二極管、第一三極管和第二三極管，電源管理芯片具有二十個(gè)引腳，第一電阻的一端與電源管理芯片的第九引腳連接，第二電阻的一端與電源管理芯片的第七引腳連接，第一電阻、第二電阻和第八電容的另一端與電源管理芯片的第一引腳連接，第三電阻的一端與電源管理芯片的第十引腳連接，第四電阻的一端與電源管理芯片的第十四引腳連接，第九電容和第五電阻的一端與電源管理芯片的第十三引腳連接，第六電阻的一端與電源管理芯片的第十二引腳連接，第七電阻的一端與電源管理芯片的第八引腳連接，第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電容和第九電容的另一端均接地；第一電容、第一二極管、第一電解電容的一端連接電源管理芯片的第四引腳，第一電容、第一二極管、第一電解電容的另一端均接地；第二電解電容的一端連接電源管理芯片的第五引腳和第六引腳，第二電解電容的另一端接地；第二電容和第三電容的一端連接電源管理芯片的第十五引腳、第十六引腳、第十七引腳和第一三極管的發(fā)射極，第十二電阻的一端連接第一三極管的基極，第十二電阻的另一端連接第二三極管的集電極; 第十五電阻的一端連接第二三極管的基極，第十五電阻的另一端連接第二三極管的發(fā)射極；第四電容和第五電容的一端連接低電壓輸出線性穩(wěn)壓器的第一引腳，第一三極管的集電極連接低電壓輸出線性穩(wěn)壓器的第三引腳，第六電容、第七電容、第二二極管的一端連接線性穩(wěn)壓器的第五引腳。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明采用三相交流電機(jī)作為發(fā)電部分的微型發(fā)電機(jī)，效率接近直流電機(jī)的三倍。如在使用前作出足夠多的發(fā)電運(yùn)動(dòng)，可以不再作出任何機(jī)械動(dòng)力發(fā)電動(dòng)作的前提下使用三百小時(shí)以上，續(xù)航能力達(dá)到數(shù)量級(jí)提升。


圖I為本發(fā)明具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤的原理框圖。圖2為本發(fā)明中電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器及發(fā)電狀況監(jiān)控模塊的電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤包括微型發(fā)電機(jī)I、電源保護(hù)模塊
2、電源電池管理模塊3、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器4、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊5、鋰電池6、微處理器7、傳感器8、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9、鍵盤(pán)10、操作界面液晶顯示器11和客戶界面液晶顯示器 12，微型發(fā)電機(jī)I、電源保護(hù)模塊2、電源電池管理模塊3順序連接，電源電池管理模塊3與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器4、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊5、鋰電池6、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9連接，微處理器 7與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器4、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊5、鋰電池6、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9、鍵盤(pán)10、 操作界面液晶顯示器11連接，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9與傳感器8連接，操作界面液晶顯示器11 與客戶界面液晶顯示器12連接。微型發(fā)電機(jī)I使用三相異步電機(jī)作為發(fā)電部分，效率接近直流電機(jī)的三倍，通過(guò)機(jī)械部分的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使其內(nèi)部導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線，在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流，外界驅(qū)動(dòng)力使得電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生彼此相差為 120度的感應(yīng)電流。然后經(jīng)由電源保護(hù)模塊2將穩(wěn)定的感應(yīng)電流送入電源電池管理模塊3， 當(dāng)秤體不被使用者使用時(shí)，此時(shí)電源電池管理模塊3將微型發(fā)電機(jī)I轉(zhuǎn)換后的電能充入鋰電池6中備用，而當(dāng)電子秤處于工作狀態(tài)時(shí)，電源電池管理模塊3會(huì)經(jīng)過(guò)低電壓輸出線性穩(wěn)壓器4輸出恒定的工作電壓以供處理器7、傳感器8、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9使用，若手動(dòng)發(fā)電做功較大即微型發(fā)電機(jī)I產(chǎn)生的電能超出驅(qū)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)所需能耗時(shí)，電源電池管理模塊3會(huì)將多余的電流動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)于其連接的鋰電池6中備用，同時(shí)發(fā)電狀況監(jiān)控模塊5處于長(zhǎng)期工作狀態(tài)監(jiān)控電源電池管理模塊3的工作情況及實(shí)時(shí)讀取鋰電池6的電壓并顯示當(dāng)前電量。 秤體工作時(shí)，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9會(huì)將傳感器8上的重量信息實(shí)時(shí)傳送于微處理器7 (其中微處理器7是超低功耗微處理器)處理，使用者則可通過(guò)鍵盤(pán)10操作所述電子秤，并從操作界面液晶顯示器11和客戶界面液晶顯示器12中讀到相應(yīng)的精確計(jì)量值。本發(fā)明具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤的工作原理如下電子秤的驅(qū)動(dòng)電力源自于微型發(fā)電機(jī)即所述電子秤中使用的三相發(fā)電機(jī)，通過(guò)秤臺(tái)的機(jī)械部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)電機(jī)的齒輪使得三相發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此電機(jī)內(nèi)部導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)過(guò)整流后提供能夠驅(qū)動(dòng)秤體工作的電能。此時(shí)，電源保護(hù)模塊負(fù)責(zé)防止工作中的電機(jī)發(fā)生超過(guò)電源電池管理模塊可承受最大輸入電壓的情況，在發(fā)生這種情況時(shí)，將超出額定值的電能暫時(shí)存儲(chǔ)于電容內(nèi)，待恢復(fù)正常輸入電壓范圍后再釋放出來(lái)，從而達(dá)到穩(wěn)壓效果。電源電池管理模塊則是將能夠驅(qū)動(dòng)秤體工作的電能供給于電子秤，同時(shí)若前級(jí)自發(fā)電部產(chǎn)生的電流超過(guò)秤體正常使用所需電流的情況下，或者在電子秤未開(kāi)啟的時(shí)候產(chǎn)生電能，電源電池管理模塊將會(huì)把多余的電能儲(chǔ)存于鋰電池中，以備在不做手動(dòng)發(fā)電時(shí)使用，微處理器此時(shí)也會(huì)對(duì)模塊做實(shí)時(shí)監(jiān)控并顯示發(fā)電設(shè)備的工作狀態(tài)以及鋰電池當(dāng)前的剩余電量。眾所周知，鋰電池不含鎘、鉛、汞等對(duì)環(huán)境有污染的元素，且無(wú)公害，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)級(jí)數(shù)碼領(lǐng)域，而本發(fā)明中使用的鋰聚合物電池使用膠態(tài)的固體，相較市場(chǎng)上已有大量應(yīng)用的鋰離子電池?zé)o電池漏液?jiǎn)栴}，因其電池內(nèi)部不含液態(tài)電解液，因此可設(shè)計(jì)成多種形狀，并且材料可彎曲變形，可在單顆內(nèi)做成多層組合來(lái)達(dá)到高電壓，容量比同樣大小的鋰離子電池高出一倍，因此比其他各種形式的電池更為安全可靠。選用超低功耗的微處理器搭配低電壓超低靜態(tài)電流的線性穩(wěn)壓器，以詮釋超低能耗環(huán)保概念。而通常電子秤中使用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器因在低電壓環(huán)境下無(wú)法正常工作，選用新型低電壓時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它能夠通過(guò)對(duì)計(jì)算電容的充發(fā)電時(shí)間獲得精確的重量值，低能耗的同時(shí)也保證了精度。如圖2所示，電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器及發(fā)電狀況監(jiān)控模塊的電路包括電源管理芯片U1、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、 第十五電阻R15、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容Oi、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第一電解電容E1、第二電解電容E2、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8、第一三極管Ql和第二三極管Q2。其中電源保護(hù)模塊包括第一電容Cl、第一二極管Dl、第一電解電容El,電源電池管理模塊包括第二電容C2、第三電容 C3、第八電容C8、第九電容C9、第二電解電容E2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、電源管理芯片Ul，發(fā)電狀況監(jiān)控模塊包括第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十三電阻R13、第十四電阻R14、電源管理芯片U1。電源管理芯片Ul具有二十個(gè)引腳，第一電阻Rl的一端與電源管理芯片Ul的第九引腳連接，第二電阻R2的一端與電源管理芯片Ul的第七引腳連接，第一電阻R1、第二電阻R2和第八電容C8的另一端與電源管理芯片Ul的第一引腳連接,第三電阻R3的一端與電源管理芯片Ul的第十引腳連接，第四電阻R4的一端與電源管理芯片Ul的第十四引腳連接， 第九電容C9和第五電阻R5的一端與電源管理芯片Ul的第十三引腳連接，第六電阻R6的一端與電源管理芯片Ul的第十二引腳連接，第七電阻R7的一端與電源管理芯片Ul的第八引腳連接，第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電容CS 和第九電容C9的另一端均接地。第一電容Cl、第一二極管D1、第三二極管D3、第四二極管 D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8、第一電解電容El的一端連接電源管理芯片Ul的第四引腳，第一電容Cl、第一二極管D1、第一電解電容El的另一端均接地。第二電解電容E2的一端連接電源管理芯片Ul的第五引腳和第六引腳，第二電解電容E2的另一端接地。第二電容C2和第三電容C3的一端連接電源管理芯片Ul的第十五引腳、第十六引腳、第十七引腳和第一三極管Ql的發(fā)射極，第十二電阻R12的一端連接第一三極管Ql的基極，第十二電阻R12的另一端連接第二三極管Q2的集電極。第十五電阻 R15的一端連接第二三極管Q2的基極，第十五電阻R15的另一端連接第二三極管Q2的發(fā)射極。第四電容C4和第五電容C5的一端連接低電壓輸出線性穩(wěn)壓器U2的第一引腳,第一三極管Ql的集電極連接低電壓輸出線性穩(wěn)壓器U2的第三引腳，第六電容C6、第七電容C7、第二二極管D2的一端連接線性穩(wěn)壓器的第五引腳，另一端和線性穩(wěn)壓器的第二、第四引腳均接地。電源管理芯片同時(shí)參與電源電池管理模塊和發(fā)電狀況監(jiān)控模塊的工作。電源管理芯片采用美國(guó)德州儀器公司的BQ240系列芯片作為電源部分主控芯片，輸入電壓范圍寬，可以解決動(dòng)態(tài)管理驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流以及給予鋰電池充電電流的難題。BQ240系列芯片的另外一個(gè)好處就是電路可完全獨(dú)立于微處理器工作，并且最大充電時(shí)間、最大充電電流、充電方式都可根據(jù)具體使用情況自行設(shè)定。在微型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓高于電源管理芯片Ul的休眠電壓時(shí)，電源管理芯片開(kāi)始工作，如此電子秤開(kāi)機(jī)工作，則將所需要的電流送經(jīng)過(guò)第一三極管Ql送入低電壓輸出線性穩(wěn)壓器U2中，從而得到穩(wěn)定的系統(tǒng)電壓并通過(guò)第六電容C6和第七電容C7濾波后，以供系統(tǒng)使用，第二二極管D2起到防止低電壓輸出線性穩(wěn)壓器U2在異常情況下發(fā)生短路情況。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤，具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤包括微型發(fā)電機(jī)、電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、微處理器、傳感器、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，微型發(fā)電機(jī)、電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊順序連接，電源電池管理模塊與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，微處理器與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器與傳感器連接，微型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，再通過(guò)電源保護(hù)模塊將電流送入電源電池管理模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤，其特征在于，所述具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤還包括鍵盤(pán)、操作界面液晶顯示器和客戶界面液晶顯示器，鍵盤(pán)、操作界面液晶顯示器與微處理器連接，操作界面液晶顯示器與客戶界面液晶顯示器連接。
3.如權(quán)利要求I所述的具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤，其特征在于，所述電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器及發(fā)電狀況監(jiān)控模塊的電路包括電源管理芯片、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第十二電阻、第十五電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第一電解電容、第二電解電容、第一二極管、 第二二極管、第一三極管和第二三極管，電源管理芯片具有二十個(gè)引腳，第一電阻的一端與電源管理芯片的第九引腳連接，第二電阻的一端與電源管理芯片的第七引腳連接，第一電阻、第二電阻和第八電容的另一端與電源管理芯片的第一引腳連接，第三電阻的一端與電源管理芯片的第十引腳連接，第四電阻的一端與電源管理芯片的第十四引腳連接，第九電容和第五電阻的一端與電源管理芯片的第十三引腳連接，第六電阻的一端與電源管理芯片的第十二引腳連接，第七電阻的一端與電源管理芯片的第八引腳連接，第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電容和第九電容的另一端均接地；第一電容、第一二極管、第一電解電容的一端連接電源管理芯片的第四引腳，第一電容、第一二極管、第一電解電容的另一端均接地；第二電解電容的一端連接電源管理芯片的第五引腳和第六引腳，第二電解電容的另一端接地；第二電容和第三電容的一端連接電源管理芯片的第十五引腳、第十六引腳、第十七引腳和第一三極管的發(fā)射極，第十二電阻的一端連接第一三極管的基極，第十二電阻的另一端連接第二三極管的集電極；第十五電阻的一端連接第二三極管的基極，第十五電阻的另一端連接第二三極管的發(fā)射極；第四電容和第五電容的一端連接低電壓輸出線性穩(wěn)壓器的第一引腳，第一三極管的集電極連接低電壓輸出線性穩(wěn)壓器的第三引腳，第六電容、第七電容、第二二極管的一端連接線性穩(wěn)壓器的第五引腳。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有手動(dòng)發(fā)電功能的電子秤，其包括微型發(fā)電機(jī)、電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊、低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、微處理器、傳感器、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，微型發(fā)電機(jī)、電源保護(hù)模塊、電源電池管理模塊順序連接，電源電池管理模塊與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，微處理器與低電壓輸出線性穩(wěn)壓器、發(fā)電狀況監(jiān)控模塊、鋰電池、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器與傳感器連接，微型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，再通過(guò)電源保護(hù)模塊將電流送入電源電池管理模塊。本發(fā)明通過(guò)微型發(fā)電機(jī)獲得電流，產(chǎn)生的電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，延長(zhǎng)使用時(shí)間。
文檔編號(hào)H02J7/32GK102607687SQ20111002636
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者萬(wàn)俊彥, 施國(guó)興 申請(qǐng)人:上海寺岡電子有限公司