新型多功能水杯

时间：2021-12-23 02:38:55

关键字：温差发电 USB充电智能水杯人性化设计

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[导读]摘要：本作品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蓄电池中，作为电源使用，以实现能源的有效利用。该系统能满足 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。其水温显示功能体现了设计的人性化，可让人们实时掌握杯中水温，适时饮水，避免烫伤；手机充电功能解决了手机临时断电问题，体现该水杯的应急性；而音乐播放功能，可以释放压力，愉悦身心。该产品可有很高的拓展性，如可改造为专为婴儿设计使用的“爱心婴儿杯”等。该水杯制作成本低，实用性强，是一种“绿色”水杯，市场前景广阔。

1作品介绍

作品利用温差发电装置,将杯体能开水的热能转化为电能储存到蓄电池中,提供音乐播放装置、外接液晶显示屏以及USB手机应急充电所需的电能。温差发电装置产生的电能来自于杯底的温差发电片，杯中热水和外界大气的温差可驱动发电片工作。在500份的社会调查问卷中，有意向购买者达 86.6%,由此可知，社会大众易于接受，可谓市场前景广阔。

2 技术原理说明

本作品基于 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 ～ 4.3 V 电压）利用杯中内外温差产生电压，并通过 5 V 升压模块 ( 可将 0.8 ～ 4.8 V 电压升高至 5 V) 输出 5 V 左右的电压，以供USB 接口手机充电以及提供液晶显示屏温度显示所需的电能。DS18B20 模块和 1602 液晶显示模块设计及功能原理如下图所示，其温差、电压、电流输出一览表如下表所示。