基于單片機的太陽能手機充電器的設計與制作

劉旭娟，同小博，馬 馳，石 研

（西安航空學院 車輛工程學院，陜西 西安 710077）

在原來化石燃料使用廣泛的情況下，嚴重破壞了大自然的自我修復能力，致使環境污染越來越嚴重，人們開始將目光轉向清潔能源的利用，在太陽能的開發利用上，已經形成了初步規模。單機片作為電子裝置中比較簡便的控制系統，擁有著操作簡單、體積小的優勢，在利用單機片控制太陽能手機充電器的過程中，不會影響到充電器的體積和操作難度。

1 太陽能手機充電器的設計意義

以往的手機充電器在使用時所消耗的能源會給自然帶來不小的負擔，這種一次性能源不僅會產生污染，數量方面也是越用越少。在現在這種太陽能手機充電器發展使用中，因為消耗的能源來自于太陽熱量和光線，在根本上消除了對環境的污染，同時也促進了這種清潔能源的發展前景，提高了自然能源利用水平，貫徹落實可持續發展原則。這種裝置在節能便捷的基礎上，有著極大的發展空間，合理利用這種技術，這會有效地推進我國的科學技術發展。

2 太陽能手機充電器優勢

對于使用程度而言，老式的手機充電器需要有插座才能給手機進行充電，一些較為偏遠的地方則無法提供充電途徑，同時，一旦發生停電狀況急需使用電話時，將會給人們帶來不便。這種新式的太陽能充電器從能源利用上直接解決了這種問題，利用太陽能轉化為電能，哪怕是在一些電力資源較缺乏的地區也可以進行手機充電，隨時隨地地保障電量充足，不會對自己的生活造成困擾。原來的手機充電器在對手機進行充電時需要把手機固定在一定范圍內，遇到一些緊急情況將會導致充電時間不充分，對手機的使用壽命也會造成一定影響，采用太陽能充電手段將會有效地提升手機壽命。線充式充電器一般需要充電八到九小時，手機使用時間可保持在四到六小時左右，采用太陽能充電器能讓手機具有長久電力。

3 基于單機片的太陽能手機充電器的設計制作

（1）單片機應用原理。在電路設計中使用單片機作為控制系統，手機充電過程中，單片機用轉換器將電路中所消耗的能源和充電情況以數據的形式表示出來，并且將太陽能轉化為電能的轉換流程傳送到模擬電路，讓這些電路實行原來規劃好的運轉路線。利用這種單片機控制太陽能充電時，將根據充電過程中手機電池接口處的電壓值起伏變化作為參考，一旦用單片機系統監測到手機電池電量充足時，將通過控制系統影響到運行電路。控制系統內部通常使用的電阻零件三極管，當單片機測到電量已滿就會將電壓數值傳送到三極管中，導致三極管之間斷連，太陽能也不再轉化為電能，這樣就停止對手機充電。與此相反，當電量不足需要充電時，三極管之間便會重新連接，重新開始對手機進行充電。想要了解手機是在充電還是停止充電狀態中，可以根據紅綠指示燈進行判斷，顯示紅燈時為停止充電狀態，綠燈則是充電狀態。

（2）設計理念。根據手機充電器的標準要求，在充電過程中手機電路中的最大電流不能超過1A，最大電壓不能高于5V，控制系統所使用的三極管應當采用NPN管，所使用的太陽能充電器功率大致為18W。首先要做到將太陽能轉變為直流電，一般性的太陽能光板將所形成的能量轉化為9V左右的電壓，但因為手機電池的電壓最大承受范圍在5V以內，就需要將電壓降低到5V以下，這樣才能保證手機電池進行正常充電。在通過這種降低電壓工作后，還要保證充電電壓在一定范圍內穩定有效地工作，這種情況下可通過模擬電子技術對手機電池加以保護，避免因電壓浮動過大燒壞手機電池的現象發生。同時可以加強手機電池負載能力，保證電流的正常流動。

（3）制作中的考慮因素。想要制作這種太陽能充電器，首先要采集手機電池所需要的額定電壓電流，在通過對電流和電壓的實驗過程進行幅度調整，使其更適用于手機的充電標準。在進行太陽能充電器的制作過程中要考慮到各種因素，首先要對太陽能充電器的最大工作功率進行測定，確保其工作功率范圍，避免因功率過大而損壞充電器。其次因為光照強度直接影響著太陽能向電能的轉換過程，所以要具備在光照強度不足的情況下照樣可以充電，可利用太陽能蓄電裝置進行儲能，滿足隨時隨地充電的要求。

4 結語

手機充電器是維持手機正常運轉的主要裝置，現階段的多功能充電器已經不再適用于科技不斷創新的新時代。通過對太陽能手機充電器設計意義和方法的學習，可以較為清楚地認識到新能源開發的重要性，合理有效地利用這種清潔能源，將會為人們的生活提供更多便利。合理地應用新科技對這些清潔能源進行開發將會有效地提升人們的生活質量，促進科技創新。

［1］姚磊，梁春美.基于單片機的多能源手機充電器設計［J］.科技創新與應用，2015，（13）：78.