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[導(dǎo)讀]摘 要:本作品通過(guò)杯內(nèi)熱水與外界大氣的溫度差,將水中熱能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到可充電的蓄電池中,作為電源使用,以實(shí)現(xiàn)能源的有效利用。該系統(tǒng)能滿足 USB 接口手機(jī)充電、音樂(lè)播放以及液晶顯示屏溫度顯示的電能消耗。其水溫顯示功能體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的人性化,可讓人們實(shí)時(shí)掌握杯中水溫,適時(shí)飲水,避免燙傷;手機(jī)充電功能解決了手機(jī)臨時(shí)斷電問(wèn)題,體現(xiàn)該水杯的應(yīng)急性;而音樂(lè)播放功能,可以釋放壓力,愉悅身心。該產(chǎn)品可有很高的拓展性,如可改造為專為嬰兒設(shè)計(jì)使用的“愛(ài)心嬰兒杯”等。該水杯制作成本低,實(shí)用性強(qiáng),是一種“綠色”水杯,市場(chǎng)前景廣闊。

1作品介紹

作品利用溫差發(fā)電裝置,將杯體能開(kāi)水的熱能轉(zhuǎn)化為電 能儲(chǔ)存到蓄電池中,提供音樂(lè)播放裝置、外接液晶顯示屏以 及USB手機(jī)應(yīng)急充電所需的電能。溫差發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能 來(lái)自于杯底的溫差發(fā)電片,杯中熱水和外界大氣的溫差可驅(qū)動(dòng) 發(fā)電片工作。在500份的社會(huì)調(diào)查問(wèn)卷中,有意向購(gòu)買者達(dá) 86.6%,由此可知,社會(huì)大眾易于接受,可謂市場(chǎng)前景廣闊。

2 技術(shù)原理說(shuō)明

本作品基于 STC 89C52 單片機(jī)構(gòu)建最小系統(tǒng),并設(shè)計(jì)外圍電路,如 :?jiǎn)纹瑱C(jī)控制的 DS18B20 溫度傳感器外圍電路、1602 液晶顯示電路以及 USB 接口手機(jī)充電電路。通過(guò)杯內(nèi)熱水與外界大氣的溫度差,將水中熱能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到可充電的鋰電池中,作為電源使用,以實(shí)現(xiàn)能源的有效利用。該溫差發(fā)電裝置(20 ~ 100℃內(nèi)外溫差可輸出 0.85 ~ 4.3 V 電壓)利用杯中內(nèi)外溫差產(chǎn)生電壓,并通過(guò) 5 V 升壓模塊 ( 可將 0.8 ~ 4.8 V 電壓升高至 5 V) 輸出 5 V 左右的電壓,以供USB 接口手機(jī)充電以及提供液晶顯示屏溫度顯示所需的電能。DS18B20 模塊和 1602 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)及功能原理如下圖所示,其溫差、電壓、電流輸出一覽表如下表所示。

3 作品創(chuàng)新點(diǎn)、應(yīng)用前景和市場(chǎng)

該作品頗具亮點(diǎn),其使用方便,智能化高 ;溫度顯示和USB 設(shè)備充電功能有效解決了人們生活中常見(jiàn)的麻煩 ;杯體大小適中,攜帶方便;充分利用了杯中熱水的能量無(wú)需其他能源;性價(jià)比高(能控制在 60 ~ 80 元價(jià)位),易于量產(chǎn),且能靈活針對(duì)不同消費(fèi)群體進(jìn)行功能定制??梢灶A(yù)見(jiàn)該水杯將會(huì)有廣闊的市場(chǎng)前景。

20211223_61c3708e5f65a__新型多功能水杯

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