一种太阳能森林防火报警器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及消防装置【技术领域】，尤其是一种太阳能森林防火报警器。它包括MCU主控器以及与MCU主控器连接的报警器、烟雾检测器和温度检测器，它还包括DC/DC变换电路、功率为10W的太阳能板、12V蓄电池和降压供电电路，所述MCU主控器通过DC/DC变换电路控制太阳能板向12V蓄电池充电，所述12V蓄电池的输出电压经降压供电电路降压至5V后通过MCU主控器向报警器、烟雾检测器和温度检测器供电。本实用新型通过设置的DC/DC变换电路实现太阳能板对12V蓄电池的充电控制，便于MCU主控器对太阳能板进行最大功率点跟踪，以最大化的利用太阳能板的效率，从而使整个装置能够适用于森林防火的需求；其结构简单、成本低廉、节能环保且安装方便，具有很强的实用性。
【专利说明】一种太阳能森林防火报警器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及消防装置【技术领域】，尤其是一种太阳能森林防火报警器。
【背景技术】
[0002]近年来森林火灾频现，由火灾造成的人员伤亡也随之增加，因此,森林火灾成为了一个需要预防的重要问题。然而，森林中的许多地区地形险恶，条件恶劣，造成架设电力线困难、成本高等诸多问题，进而加大了森林防火的难度。
[0003]太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，完全可以为森林防火所用；因此，有必要提供一种应用于森林防火的太阳能报警器。
实用新型内容
[0004]针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单、能够森林防火需求的的太阳能森林防火报警器。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种太阳能森林防火报警器，它包括MCU主控器以及与MCU主控器连接的报警器、烟雾检测器和温度检测器，它还包括DC/DC变换电路、功率为1W的太阳能板、12V蓄电池和降压供电电路，所述MCU主控器通过DC/DC变换电路控制太阳能板向12V蓄电池充电，所述12V蓄电池的输出电压经降压供电电路降压至5V后通过MCU主控器向报警器、烟雾检测器和温度检测器供电。
[0007]优选地，所述DC/DC变换电路包括MAX4080型检流放大器和IR2104型半桥驱动器，所述检流放大器的RS+脚连接太阳能板，在所述检流放大器的RS+脚和RS-脚之间并联有第三电阻和第二电容；
[0008]所述检流放大器的RS-脚连接第一 MOS管的漏极，所述第一 MOS管的栅极通过并联设置的第一二极管和第四电阻连接半桥驱动器的HO脚，所述第一MOS管的源极连接第二MOS管的漏极，所述第二 MOS管的栅极通过并联设置的第二二极管和第五电阻连接半桥驱动器的LO脚；
[0009]所述12V蓄电池的外围电路连接于第一 MOS管的源极和第二 MOS管的源极之间。
[0010]优选地，所述MCU控制器为STC12C4052AD型单片机。
[0011]优选地，所述烟雾检测器为MQ-2型气体传感器，所述温度检测器为DS18B20数字温度传感器。
[0012]由于采用了上述方案，本实用新型通过设置的DC/DC变换电路实现太阳能板对12V蓄电池的充电控制，便于MCU主控器对太阳能板进行最大功率点跟踪，以最大化的利用太阳能板的效率，从而使整个装置能够适用于森林防火的需求；其结构简单、成本低廉、节能环保且安装方便，具有很强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型实施例的系统电路原理图；
[0014]图2是本实用新型实施例的DC/DC变化电路与太阳能板和12V蓄电池组成的电路结构图；
[0015]图3是本实用新型实施例的烟雾检测器的电路结构图；
[0016]图4是本实用新型实施例的温度检测器的电路结构图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0018]如图1至图4所示，本实施例的太阳能森林防火报警器，它包括起到核心控制作用的MCU主控器I以及与MCU主控器I连接的报警器2、烟雾检测器3和温度检测器4 ;其中，MCU主控器I优先选用STC12C4052AD型单片机，烟雾检测器3优先选用MQ-2型气体传感器，温度检测器4优先选用DS18B20数字温度传感器。它还包括连接于MCU主控器I的输出端的DC/DC变换电路5、连接于DC/DC变换电路5的输入端且功率为1W的太阳能板6、连接于DC/D错变换电路5的输出端的12V蓄电池7和连接于12V蓄电池7和MCU主控器I之间的降压供电电路8 ;如此，MCU主控器I可通过调节输入给DC/DC变换电路5的PWM波的占空比来控制DC/DC变换电路5的通断，进而通过DC/DC变换电路5来控制太阳能板6向12V蓄电池7充电，而12V蓄电池7的输出电压则经降压供电电路8降压至5V后通过MCU主控器I向报警器2、烟雾检测器3和温度检测器4供电。
[0019]由于，太阳能板6是一种非线性直流电源，且输出特性受外界环境条件的影响很大，因此，通过DC/DC变换电路5的设置可避免太阳能板6向12V蓄电池7直接充电，为能够最大化地利用太阳能板6的效率，使其能够以最快的速度将12V蓄电池7充满，本实施例的DC/DC变换电路5包括MAX4080型检流放大器和IR2104型半桥驱动器，检流放大器的RS+脚连接太阳能板6，在检流放大器的RS+脚和RS-脚之间并联有第三电阻R3和第二电容C2 ;同时，检流放大器的RS-脚连接第一 MOS管Ql的漏极，第一 MOS管Ql的栅极通过并联设置的第一二极管Dl和第四电阻R4连接半桥驱动器的HO脚，第一 MOS管Ql的源极连接第二 MOS管Q2的漏极，第二 MOS管Q2的栅极通过并联设置的第二二极管D2和第五电阻R5连接半桥驱动器的LO脚；而12V蓄电池7的外围电路则连接于第一 MOS管Ql的源极和第二 MOS管Q2的源极之间。
[0020]如此，可使DC/DC变换电路5具备MPPT (最大功率点)跟踪功能，其首先对太阳能板6的输出电压和电流进行采样，在MCU主控器I的控制下，调节输入给半桥驱动器的PWM波的占空比，控制两个MOS管的导通与截止比例，达到控制后级阻抗的目的，当后级阻抗达到最佳阻抗时，太阳能板6输出的功率为最大功率，以实现对12蓄电池7的快速充电。同时，系统在供电充足的情况下，烟雾检测器3和温度检测器4可检测火灾的发生，当烟雾检测器3检测到烟雾或温度检测器4检测到环境温度超过设定的阈值时，MCU主控器I产生中断，通过报警器2进行火灾报警。
[0021]另外，考虑到整个报警装置的稳定性和成本问题，本实施例的降压供电电路8可采用MC34063芯片或LM2576芯片进行降压。
[0022]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种太阳能森林防火报警器，它包括MCU主控器以及与MCU主控器连接的报警器、烟雾检测器和温度检测器，其特征在于:它还包括DC/DC变换电路、功率为10W的太阳能板、12V蓄电池和降压供电电路，所述MCU主控器通过DC/DC变换电路控制太阳能板向12V蓄电池充电，所述12V蓄电池的输出电压经降压供电电路降压至5V后通过MCU主控器向报警器、烟雾检测器和温度检测器供电。
2.如权利要求1所述的一种太阳能森林防火报警器，其特征在于:所述DC/DC变换电路包括MAX4080型检流放大器和IR2104型半桥驱动器，所述检流放大器的RS+脚连接太阳能板，在所述检流放大器的RS+脚和RS-脚之间并联有第三电阻和第二电容； 所述检流放大器的RS-脚连接第一 MOS管的漏极，所述第一 MOS管的栅极通过并联设置的第一二极管和第四电阻连接半桥驱动器的H0脚，所述第一 MOS管的源极连接第二 MOS管的漏极，所述第二 MOS管的栅极通过并联设置的第二二极管和第五电阻连接半桥驱动器的L0脚； 所述12V蓄电池的外围电路连接于第一 MOS管的源极和第二 MOS管的源极之间。
3.如权利要求2所述的一种太阳能森林防火报警器，其特征在于:所述MCU控制器为STC12C4052AD 型单片机。
4.如权利要求3所述的一种太阳能森林防火报警器，其特征在于:所述烟雾检测器为MQ-2型气体传感器，所述温度检测器为DS18B20数字温度传感器。
【文档编号】G05F1/67GK204044961SQ201420334450
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】赵荣昌 申请人:中南大学