專利名稱：具有手動發(fā)電功能的電子秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子秤領(lǐng)域，特別涉及一種具有手動發(fā)電功能的電子秤。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電子秤是通過重量傳感器將重量轉(zhuǎn)換為模擬信號，再通過一系列處理轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的數(shù)字信號并顯示在相應(yīng)的顯示介質(zhì)的電子儀器。因為電子秤需要在操作時持續(xù)顯示正確的重量信息，其電力來源通常為交流電、干電池及各類型蓄電池，較為常見的電力來源是鉛酸蓄電池。使用交流電作為電力來源時，電子秤的使用會受到地域性的局限，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，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，這些重金屬將對環(huán)境造成嚴重影響，而且干電池長期使用可能會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象?，F(xiàn)有的以機械方式產(chǎn)生動力的電子秤多采用直流電機作為微型發(fā)電機，其優(yōu)點是能夠產(chǎn)生直流電直接供系統(tǒng)使用，無需要額外的整流電路。另外，因其無法儲存電力，必須在使用前使秤的動力部做出一系列機械運動后僅能使用較短時間。造成以上結(jié)果的另一個原因是秤體本身的功耗較大，因此電力消耗相應(yīng)較快。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有手動發(fā)電功能的電子秤，其通過微型發(fā)電機獲得電流，產(chǎn)生的電流進行動態(tài)管理，延長使用時間。為解決所述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種具有手動發(fā)電功能的電子秤，具有手動發(fā)電功能的電子秤包括微型發(fā)電機、電源保護模塊、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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，微型發(fā)電機、電源保護模塊、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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器與傳感器連接， 微型發(fā)電機產(chǎn)生電流，再通過電源保護模塊將電流送入電源電池管理模塊。優(yōu)選地，所述具有手動發(fā)電功能的電子秤還包括鍵盤、操作界面液晶顯示器和客戶界面液晶顯示器，鍵盤、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。本實用新型的積極進步效果在于本實用新型采用三相交流電機作為發(fā)電部分的微型發(fā)電機，效率接近直流電機的三倍。如在使用前作出足夠多的發(fā)電運動，可以不再作出任何機械動力發(fā)電動作的前提下使用三百小時以上，續(xù)航能力達到數(shù)量級提升。

圖1為本實用新型具有手動發(fā)電功能的電子秤的原理框圖。圖2為本實用新型中電源保護模塊、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。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。如圖1所示，本實用新型具有手動發(fā)電功能的電子秤包括微型發(fā)電機1、電源保護模塊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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9、鍵盤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1、電源保護模塊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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9、鍵盤 10、操作界面液晶顯示器11連接，時間數(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1使用三相異步電機作為發(fā)電部分，效率接近直流電機的三倍，通過機械部分的運動帶動三相異步電機轉(zhuǎn)動，使其內(nèi)部導(dǎo)體在磁場內(nèi)切割磁力線，在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流，外界驅(qū)動力使得電機轉(zhuǎn)子在磁場的作用下產(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，此時電源電池管理模塊3將微型發(fā)電機1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，電源電池管理模塊3會經(jīng)過低電壓輸出線性穩(wěn)壓器4輸出恒定的工作電壓以供處理器7、傳感器8、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9使用，若手動發(fā)電做功較大即微型發(fā)電機1產(chǎn)生的電能超出驅(qū)動整個系統(tǒng)所需能耗時，電源電池管理模塊3會將多余的電流動態(tài)存儲于其連接的鋰電池6中備用，同時發(fā)電狀況監(jiān)控模塊5處于長期工作狀態(tài)監(jiān)控電源電池管理模塊3的工作情況及實時讀取鋰電池6的電壓并顯示當(dāng)前電量。 秤體工作時，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器9會將傳感器8上的重量信息實時傳送于微處理器7 (其中微處理器7是超低功耗微處理器)處理，使用者則可通過鍵盤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)的精確計量值。本實用新型具有手動發(fā)電功能的電子秤的工作原理如下電子秤的驅(qū)動電力源自于微型發(fā)電機即所述電子秤中使用的三相發(fā)電機，通過秤臺的機械部分的往復(fù)運動帶動電機的齒輪使得三相發(fā)電機轉(zhuǎn)動，由此電機內(nèi)部導(dǎo)體在磁場內(nèi)切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢， 經(jīng)過整流后提供能夠驅(qū)動秤體工作的電能。此時，電源保護模塊負責(zé)防止工作中的電機發(fā)生超過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，將超出額定值的電能暫時存儲于電容內(nèi)，待恢復(fù)正常輸入電壓范圍后再釋放出來，從而達到穩(wěn)壓效果。電源電池管理模塊則是將能夠驅(qū)動秤體工作的電能供給于電子秤，同時若前級自發(fā)電部產(chǎn)生的電流超過秤體正常使用所需電流的情況下，或者在電子秤未開啟的時候產(chǎn)生電能，電源電池管理模塊將會把多余的電能儲存于鋰電池中，以備在不做手動發(fā)電時使用，微處理器此時也會對模塊做實時監(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、汞等對環(huán)境有污染的元素，且無公害，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于消費級數(shù)碼領(lǐng)域，而本實用新型中使用的鋰聚合物電池使用膠態(tài)的固體，相較市場上已有大量應(yīng)用的鋰離子電池?zé)o電池漏液問題，因其電池內(nèi)部不含液態(tài)電解液，因此可設(shè)計成多種形狀，并且材料可彎曲變形，可在單顆內(nèi)做成多層組合來達到高電壓，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)境下無法正常工作，選用新型低電壓時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它能夠通過對計算電容的充發(fā)電時間獲得精確的重量值，低能耗的同時也保證了精度。如圖2所示，電源保護模塊、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C4、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。其中電源保護模塊包括第一電容Cl、第一二極管D1、第一電解電容E1，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C8 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，可以解決動態(tài)管理驅(qū)動系統(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好處就是電路可完全獨立于微處理器工作，并且最大充電時間、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)電機產(chǎn)生的電壓高于電源管理芯片Ul的休眠電壓時，電源管理芯片開始工作，如此電子秤開機工作，則將所需要的電流送經(jīng)過第一三極管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。 雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本實用新型的保護范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求1.一種具有手動發(fā)電功能的電子秤，具有手動發(fā)電功能的電子秤包括微型發(fā)電機、電源保護模塊、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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，微型發(fā)電機、電源保護模塊、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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器與傳感器連接，微型發(fā)電機產(chǎn)生電流，再通過電源保護模塊將電流送入電源電池管理模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的具有手動發(fā)電功能的電子秤，其特征在于，所述具有手動發(fā)電功能的電子秤還包括鍵盤、操作界面液晶顯示器和客戶界面液晶顯示器，鍵盤、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1所述的具有手動發(fā)電功能的電子秤，其特征在于，所述電源保護模塊、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。
專利摘要本實用新型公開了一種具有手動發(fā)電功能的電子秤，其包括微型發(fā)電機、電源保護模塊、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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，微型發(fā)電機、電源保護模塊、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、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器與傳感器連接，微型發(fā)電機產(chǎn)生電流，再通過電源保護模塊將電流送入電源電池管理模塊。本實用新型通過微型發(fā)電機獲得電流，產(chǎn)生的電流進行動態(tài)管理，延長使用時間。
文檔編號G01G23/00GK202041273SQ20112002332
公開日2011年11月16日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者萬俊彥, 施國興 申請人:上海寺岡電子有限公司