CN112655760A - 一种基于太阳能的酸奶发酵机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于太阳能的酸奶发酵机，包括：太阳能电池板、蓄电池、控制模块、加热模块、发酵容器、壳体、隔层、机盖、加热电阻丝网、温度传感器；按照由内到外的顺序，依次安设发酵容器、加热电阻丝网、隔层、壳体；蓄电池、控制模块、加热模块安设于壳体内的底面上，且处于隔层底面之下；发酵容器、壳体与隔层的上端面上设置有机盖，机盖上端面上安设有太阳能电池板；温度传感器贴合于隔层下部侧壁上，太阳能电池板连接蓄电池与控制模块，蓄电池连接控制模块与加热模块。本发明所述基于太阳能的酸奶发酵机具有使用方便、节约能源、成本低等特点，可广泛应用于日常生活中。

Description

一种基于太阳能的酸奶发酵机

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种基于太阳能的酸奶发酵机。

背景技术

随着科技的发展与人民生活水平的提高，酸奶发酵机基本上已成为个家庭必备生活用品了。由于酸奶发酵机这类家电使用频率较高，故其耗电量较大。为了尽可能地节约能源，科技工作者们致力于太阳能的开发利用。目前，家庭用酸奶发酵机都是采用220V市电为酸奶发酵机供电，以达到加热效果。

由此可见，在现有技术中，尚无基于太阳能的酸奶发酵机。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种节约能源、使用方便、成本低的基于太阳能的酸奶发酵机。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种基于太阳能的酸奶发酵机，包括：一块以上的太阳能电池板、蓄电池、控制模块、加热模块、发酵容器、壳体、隔层、机盖、加热电阻丝网、温度传感器；其中，发酵容器、壳体、隔层均为带有底面的桶状结构，加热电阻丝网为不带有底面的筒状结构；

按照由内到外的顺序，依次安设发酵容器、加热电阻丝网、隔层、壳体；蓄电池、控制模块、加热模块安设于壳体内的底面上，且处于隔层底面之下；发酵容器、壳体与隔层的上端面上设置有机盖，机盖上端面上安设有太阳能电池板；温度传感器贴合于隔层下部侧壁上，

太阳能电池板连接蓄电池与控制模块，蓄电池连接控制模块与加热模块。

综上所述，当本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机正常工作且阳光充足时，由太阳能电池板为蓄电池充电，同时也为整个电路供电。如果蓄电池输出电压超过一定电压时，则表明蓄电池出现过充现象，此时，自动将太阳能电池板与蓄电池断开，完全由蓄电池为整个电路供电。当本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机正常工作且阳光不充足或有特定要求时，可以完全由蓄电池供电。在蓄电池完全独立供电的情况下，随着本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机工作的进行，蓄电池的能量逐渐下降，如果蓄电池输出电压小于一定电压时，则表明蓄电池出现过放现象，此时，自动将太阳能电池板与蓄电池连通，由太阳能电池板为蓄电池充电，同时，太阳能电池板也为整个电路供电。也就是说，太阳能电池板、蓄电池根据本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机的工作情况相互自动切换，以保证该酸奶发酵机的正常工作。由此可见，本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机使用非常方便，节能效果非常高，也能较大地降低酸奶制作成本。

附图说明

图1为本发明所述基于太阳能的酸奶发酵机机盖闭合状态下的总体组成结构示意图。

图2为本发明所述基于太阳能的酸奶发酵机机盖打开状态下的总体组装结构示意图。

图3为本发明所述控制模块的组成结构示意图。

图4为本发明所述加热模块的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图1为本发明所述基于太阳能的酸奶发酵机机盖闭合状态下的总体组成结构示意图。图2为本发明所述基于太阳能的酸奶发酵机机盖打开状态下的总体组装结构示意图。如图1、图2所示，本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机包括：一块以上的太阳能电池板1、蓄电池2、控制模块3、加热模块4、发酵容器5、壳体6、隔层7、机盖8、加热电阻丝网9、温度传感器10；其中，发酵容器5、壳体6、隔层7均为带有底面的桶状结构，加热电阻丝网9为不带有底面的筒状结构；

按照由内到外的顺序，依次安设发酵容器5、加热电阻丝网9、隔层7、壳体6；蓄电池2、控制模块3、加热模块4安设于壳体6内的底面上，且处于隔层7底面之下；发酵容器5、壳体6与隔层7的上端面上设置有机盖8，机盖8上端面上安设有太阳能电池板1；温度传感器10贴合于隔层7下部侧壁上，

太阳能电池板1连接蓄电池2与控制模块3，蓄电池2连接控制模块3与加热模块4。

实际应用中，当太阳能电池板1有两块以上时，各太阳能电池板1之间可以通过折叠打开的方式增大方形太阳能电池板的总面积。

实际应用中，蓄电池2为锂电池，且蓄电池2输出电压为12V。

总之，当本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机正常工作且阳光充足时，由太阳能电池板为蓄电池充电，同时也为整个电路供电。如果蓄电池输出电压超过一定电压时，则表明蓄电池出现过充现象，此时，自动将太阳能电池板与蓄电池断开，完全由蓄电池为整个电路供电。当本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机正常工作且阳光不充足或有特定要求时，可以完全由蓄电池供电。在蓄电池完全独立供电的情况下，随着本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机工作的进行，蓄电池的能量逐渐下降，如果蓄电池输出电压小于一定电压时，则表明蓄电池出现过放现象，此时，自动将太阳能电池板与蓄电池连通，由太阳能电池板为蓄电池充电，同时，太阳能电池板也为整个电路供电。也就是说，太阳能电池板、蓄电池根据本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机的工作情况相互自动切换，以保证该酸奶发酵机的正常工作。由此可见，本发明所述一种基于太阳能的酸奶发酵机使用非常方便，节能效果非常高，也能较大地降低酸奶制作成本。

本发明中，机盖8外侧面的下边缘与壳体6外侧面的上边缘上设置有相互配合的公母线插座12。太阳能电池板1通过公母线插座12连通蓄电池2与控制模块3。

图3为本发明所述控制模块的组成结构示意图。如图3所示，本发明所述控制模块3包括：第一稳压器LM1、第二稳压器LM2、双电压比较器MD、第一三极管Q1至第四三极管Q4、第一继电器、第二继电器、第一电阻R1至第十五电阻R15、第一变阻器RW1至第四变阻器RW4、第一电容C 1至第四电容C4、第一发光二极管LED1至第四发光二极管LED4、第一二极管D1至第四二极管D4；其中，第一继电器包括第一线包J10与一个三端开关J11，第二继电器包括第二线包J20与第一常闭开关J21；

太阳能电池板1正极输出端连接第一二极管D1阳极，第一二极管D1阴极连接三端开关J11固定端，三端开关J11第一切换端连接第一稳压器LM1输入端，三端开关J11第二切换端连接第一电阻R1一端；第一电阻R1另一端连接第一发光二极管LED1阳极，太阳能电池板1负极输出端、第一发光二极管LED1阴极接地。

第二电阻R2一端、保险丝FU一端、第三电阻R3一端、第四电阻R4一端、第二稳压器LM2输入端均连接至第一稳压器LM1输出端；第二电阻R2另一端连接至第一电容C1正极板、第一变阻器RW1可调端，第一电容C1负极板接地；第一稳压器LM1调节端连接第一变阻器RW1第一端，第一变阻器RW1第二端接地；保险丝FU另一端连接蓄电池2正极，蓄电池2负极接地；第三电阻R3另一端连接第二变阻器RW2第一端、第二电容C2正极板、双电压比较器MD第一正相输入端，第四电阻R4另一端连接第三变阻器RW3第一端、第三电容C3正极板、双电压比较器MD第二负相输入端，双电压比较器MD第一负相输入端与双电压比较器MD第二正相输入端连接，第二变阻器RW2第二端、第二变阻器RW2可调端、第二电容C2负极板、第三变阻器RW3第二端、第三变阻器RW3可调端、第三电容C3负极板均接地。

第二稳压器LM2调节端连接第四变阻器RW4第一端，第四变阻器RW4第二端接地；第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、双电压比较器MD第一控制端、第九电阻R9一端、第十一电阻R11一端、第一线包J10一端、第三二极管D3阴极、第十三电阻R13一端、第二线包J20一端、第四二极管D4阴极、第十四电阻R14一端、第一常闭开关J21一端均连接至第二稳压器LM2输出端；第五电阻R5另一端连接第四电容C4正极板、第四变阻器RW4可调端，第四电容C4负极板接地；第六电阻R6另一端第二二极管D2阴极，第二二极管D2阳极、双电压比较器MD第二控制端接地。

双电压比较器MD第一输出端连接第七电阻R7一端，第七电阻R7另一端连接第一三极管Q1基极，第一三极管Q1集电极连接第九电阻R9另一端、第十电阻R10一端，第一三极管Q1发射极接连接第十六电阻R16一端，第十六电阻R16另一端接地；第十电阻R10另一端连接第三三极管Q3基极，第三三极管Q3集电极连接第一线包J10另一端、第三二极管D3阳极、第二发光二极管LED2阴极，第三三极管Q3发射极接地；第十三电阻R13另一端连接第二发光二极管LED2阳极。

双电压比较器MD第二输出端连接第八电阻R8一端，第八电阻R8另一端连接第二三极管Q2基极，第二三极管Q2集电极连接第十一电阻R11另一端、第十二电阻R12一端，第二三极管Q2发射极连接第十七电阻R17一端，第十七电阻R17另一端接地；第十二电阻R12另一端连接第四三极管Q4基极，第四三极管Q4集电极连接第二线包210另一端、第四二极管D4阳极、第三发光二极管LED3阴极，第四三极管Q4发射极接地；第十四电阻R14另一端连接第三发光二极管LED3阳极。

第一常闭开关J21另一端连接第十五电阻R15一端，第十五电阻R15另一端连接第四发光二极管LED4阳极，第四发光二极管LED4阴极接地。

本发明中，所述双电压比较器的第一设定电压是13.5伏，所述双电压比较器的第二设定电压是11.5伏。

在阳光充足的情况下，太阳能电池板1将太阳能转换为电能，通过第一二极管D1、三端开关J11连通第一稳压器LM1输入端，此时，三端开关J11固定端与第一切换端连接。第一稳压器LM1对太阳能电池板1输出的直流电压进行降压、稳压后，一方面对蓄电池进行充电，另一方面对控制模块3其它部分提供电能。通过第三电阻R3与第二变阻器RW2组成的分压电路，双电压比较器第一正相输入端可获得第一实时电压；通过第三电阻R4与第三变阻器RW3组成的分压电路，双电压比较器第二负相输入端可获得第二实时电压。当第一实时电压大于第一设定电压时，蓄电池发生过充现象，此时，双电压比较器第一输出端为高电平，第二输出端为低电平。双电压比较器第一输出端的高电平经过第七电阻分压后，第一三极管导通；第一三极管集电极输出的高电平经过第十电阻分压后，第三三极管也导通，第一线包得电，过充指示灯LED2点亮；第一线包得电后，控制三端开关由第一稳压器侧打向第一电阻一端，停止充电指示灯LED1点亮，太阳能电池板与第一稳压器输入端断开，停止为蓄电池充电。此时，所述基于太阳能的酸奶发酵机完全的电气部分完全由蓄电池供电。同时，双电压比较器第二输出端的低电平无法驱动第二三极管、第四三极管导通，第二线包无法得电，第一常闭开关处于闭合状态，正常工作指示灯LED4点亮。

在阳光不充足或特定需求情况下，蓄电池处于供电状态。当第二实时电压小于第二设定电压时，蓄电池发生过放现象，此时，双电压比较器第一输出端为低电平，第二输出端为高电平。双电压比较器第二输出端的高电平经过第八电阻分压后，第二三极管Q2导通；第二三极管Q2集电极输出的高电平经过第十二电阻分压后，第四三极管Q4也导通，第二线包得电，过放指示灯LED3点亮；第二线包得电后，第一常闭开关J21打开，正常工作指示灯LED4熄灭。同时，第一三极管Q1、第三三极管Q3均不导通，第一线包不得电，过充指示灯LED2熄灭，控制三端开关由第一电阻一端打向第一稳压器侧，停止充电指示灯LED1熄灭，太阳能电池板为蓄电池充电。

无论是在阳光充足的情况下，还是在阳光不充足或特定需求情况下，当第一实时电压小于第一设定电压、且第二实时电压大于第二设定电压时，第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管均不导通，第一线包与第二线包均不得电，停止充电指示灯LED1、过充指示灯LED2、过放指示灯LED3均熄灭，正常工作指示灯LED4点亮；此时，太阳能电池板为蓄电池充电，同时，为其他电路供电。本发明所述基于太阳能的酸奶发酵机稳定工作。

图4为本发明所述加热模块的组成结构示意图。如图4所示，本发明所述加热模块4包括：第三稳压器LM3、运算放大器MA、手动开关K、第十八电阻至第二十三电阻R18～R23、第三继电器、第五三极管Q5、第五变阻器RW5、第六变阻器RW6、第五电容C5、第五发光二极管LED5；其中，第三继电器包括第三线包J30与第二常闭开关J31；

保险丝FU一端还连接手动开关K一端，开关K另一端连接第十八电阻R18一端、第五二极管D5阳极，第十八电阻R18另一端连接第五发光二极管LED5阳极，第五发光二极管LED5阴极接地；第五二极管D5阴极、第二常闭开关J31一端连接第三稳压器LM3输入端；第二常闭开关J31另一端连接加热电阻丝网9一端，加热电阻丝网9另一端接地。

第三稳压器LM3调节端连接第五变阻器RW5第一端，第五变阻器RW5第二端接地；第十九电阻R19一端、第三线包J30一端、第二十电阻R20一端、运算放大器MA第一控制端、第二十二电阻R22一端、温度传感器10第一端均连接第三稳压器LM3输出端；第十九电阻R19另一端连接第五电容C5正极板、第五变阻器RW5可调端，第五电容C5负极板接地；

温度传感器10第二端接地；所述温度传感器10第三端连接运算放大器MA正相输入端，运算放大器MA负相输入端连接第六变阻器RW6可调端，第六变阻器RW6第一端连接第二十二电阻R22另一端，第六变阻器RW6第二端连接第二十三电阻R23一端，第二十三电阻R23另一端、运算放大器MA第二控制端接地；第二十电阻R20另一端、第二十一电阻R21一端、第五三极管Q5基极均连接运算放大器MA输出端，第五三极管Q5发射极、第二十一电阻R21另一端均接地，第五三极管Q5集电极连接第三线包J30另一端。

本发明中，温度传感器10的设定温度为40℃。

当使用本发明所述基于太阳能的酸奶发酵机时，将手动开关K闭合，第五发光二极管LED5点亮；加热电阻丝网9获得太阳能电池板的供电后，开始加热工作；同时，第三稳压器为第五三极管、运算放大器MA等器件提供正常工作电压；温度传感器10检测该酸奶发酵机内的实时温度。当温度传感器10检测的实时温度小于其设定温度时，运算放大器MA输出低电平，第五三极管不导通，第三继电器中的第三线包J30不得电，对应的第三继电器中的第二常闭开关J31闭合，加热电阻丝网9持续加热本发明所述酸奶发酵机。当温度传感器10检测的实时温度大于其设定温度时，运算放大器MA输出高电平，该高电平驱动第五三极管截止，第三继电器中的第三线包J30得电，对应的第三继电器中的第二常闭开关J31打开，加热电阻丝网9因得不到太阳能电池板的供电而失电，从而停止对本发明所述酸奶发酵机的加热。

实际应用中，第一稳压器LM1、第二稳压器LM2、第三稳压器LM3的输出均为5V。

本发明中，第一发光二极管LED1用于指示停止充电工作状态，第二发光二极管LED2用于指示蓄电池过充工作状态，第三发光二极管LED3用于指示蓄电池过放工作状态，第四发光二极管LED4用于指示正常工作状态，第五发光二极管LED5用于指示加热工作状态。

实际应用中，手动开关K、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第五发光二极管LED5均凸出装设于壳体6外侧面的中下部设置。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于太阳能的酸奶发酵机，其特征在于，所述酸奶发酵机包括：一块以上的太阳能电池板、蓄电池、控制模块、加热模块、发酵容器、壳体、隔层、机盖、加热电阻丝网、温度传感器；其中，发酵容器、壳体、隔层均为带有底面的桶状结构，加热电阻丝网为不带有底面的筒状结构；

按照由内到外的顺序，依次安设发酵容器、加热电阻丝网、隔层、壳体；蓄电池、控制模块、加热模块安设于壳体内的底面上，且处于隔层底面之下；发酵容器、壳体与隔层的上端面上设置有机盖，机盖上端面上安设有太阳能电池板；温度传感器贴合于隔层下部侧壁上，

太阳能电池板连接蓄电池与控制模块，蓄电池连接控制模块与加热模块。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能的酸奶发酵机，其特征在于，所述机盖外侧面的下边缘与壳体外侧面的上边缘上设置有相互配合的公母线插座；

所述太阳能电池板通过公母线插座连通所述蓄电池与所述控制模块。

3.根据权利要求1或2所述的基于太阳能的酸奶发酵机，其特征在于，所述控制模块包括：第一稳压器、第二稳压器、双电压比较器、第一三极管至第四三极管、第一继电器、第二继电器、第一电阻至第十七电阻、第一变阻器至第四变阻器、第一电容至第四电容、第一发光二极管至第四发光二极管、第一二极管至第四二极管；其中，第一继电器包括第一线包与一个三端开关，第二继电器包括第二线包与第一常闭开关；

所述太阳能电池板正极输出端连接第一二极管阳极，第一二极管阴极连接三端开关固定端，三端开关第一切换端连接第一稳压器输入端；三端开关第二切换端连接第一电阻一端，第一电阻另一端连接第一发光二极管阳极，所述太阳能电池板负极输出端、第一发光二极管阴极接地；

第二电阻一端、保险丝一端、第三电阻一端、第四电阻一端、第二稳压器输入端均连接至第一稳压器输出端；第二电阻另一端连接至第一电容正极板、第一变阻器可调端，第一电容负极板接地；第一稳压器调节端连接第一变阻器第一端，第一变阻器第二端接地；保险丝另一端连接所述蓄电池正极，所述蓄电池负极接地；第三电阻另一端连接第二变阻器第一端、第二电容正极板、双电压比较器第一正相输入端，第四电阻另一端连接第三变阻器第一端、第三电容正极板、双电压比较器第二负相输入端，双电压比较器第一负相输入端连接双电压比较器第二正相输入端，第二变阻器第二端、第二变阻器可调端、第二电容负极板、第三变阻器第二端、第三变阻器可调端、第三电容负极板均接地；

第二稳压器调节端连接第四变阻器第一端，第四变阻器第二端接地；第五电阻一端、第六电阻一端、双电压比较器第一控制端、第九电阻一端、第十一电阻一端、第一线包一端、第三二极管阴极、第十三电阻一端、第二线包一端、第四二极管阴极、第十四电阻一端、第一常闭开关一端均连接至第二稳压器输出端；第五电阻另一端连接第四电容正极板、第四变阻器可调端，第四电容负极板接地；第六电阻另一端第二二极管阴极，第二二极管阳极、双电压比较器第二控制端接地；

双电压比较器第一输出端连接第七电阻一端，第七电阻另一端连接第一三极管基极，第一三极管集电极连接第九电阻另一端、第十电阻一端，第一三极管发射极连接第十六电阻一端，第十六电阻另一端接地；第十电阻另一端连接第三三极管基极，第三三极管集电极连接第一线包另一端、第三二极管阳极、第二发光二极管阴极，第三三极管发射极接地；第十三电阻另一端连接第二发光二极管阳极；

双电压比较器第二输出端连接第八电阻一端，第八电阻另一端连接第二三极管基极，第二三极管集电极连接第十一电阻另一端、第十二电阻一端，第二三极管发射极连接第十七电阻一端，第十七电阻另一端接地；第十二电阻另一端连接第四三极管基极，第四三极管集电极连接第二线包另一端、第四二极管阳极、第三发光二极管阴极，第四三极管发射极接地；第十四电阻另一端连接第三发光二极管阳极；

第一常闭开关另一端连接第十五电阻一端，第十五电阻另一端连接第四发光二极管阳极，第四发光二极管阴极接地。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能的酸奶发酵机，其特征在于，所述双电压比较器的第一设定电压是13.5伏，所述双电压比较器的第二设定电压是11.5伏。

5.根据权利要求3或4所述的基于太阳能的酸奶发酵机，其特征在于，所述加热模块包括：第三稳压器、运算放大器、手动开关、第十八六电阻至第二十三电阻、第三继电器、第五三极管、第五变阻器、第六变阻器、第五电容、第五发光二极管；其中，第三继电器包括第三线包与第二常闭开关；

所述保险丝一端还连接手动开关一端，开关另一端连接第十八电阻一端、第五二极管阳极，第十八电阻另一端连接第五发光二极管阳极，第五发光二极管阴极接地；第五二极管阴极、第二常闭开关一端连接第三稳压器输入端；第二常闭开关另一端连接所述加热电阻丝网一端，所述加热电阻丝网另一端接地；

第三稳压器调节端连接第五变阻器第一端，第五变阻器第二端接地；第十九电阻一端、第三线包一端、第二十电阻一端、运算放大器第一控制端、第二十二电阻一端、所述温度传感器第一端均连接第三稳压器输出端；第十九电阻另一端连接第五电容正极板、第五变阻器可调端，第五电容负极板接地；

所述温度传感器第二端接地；所述温度传感器第三端连接运算放大器正相输入端，运算放大器负相输入端连接第六变阻器可调端，第六变阻器第一端连接第二十二电阻另一端，第六变阻器第二端连接第二十三电阻一端，第二十三电阻另一端、运算放大器第二控制端接地；第二十电阻另一端、第二十一电阻一端、第五三极管基极均连接运算放大器输出端，第五三极管发射极、第二十一电阻另一端均接地，第五三极管集电极连接第三线包另一端。

6.根据权利要求5所述的基于太阳能的酸奶发酵机，其特征在于，所述温度传感器的设定温度为40℃。

7.根据权利要求5所述的基于太阳能的酸奶发酵机，其特征在于，所述手动开关、第一发光二极管、第二发光二极管、三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管均凸出装设于壳体外侧面的中下部设置。

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