噪聲發(fā)電廣告牌的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種噪聲發(fā)電廣告牌，包括噪聲發(fā)電裝置、廣告牌主體、電能收集裝置和LED燈，其中，噪聲發(fā)電裝置設(shè)置在廣告牌主體上，其包括聲音收集器、內(nèi)含線圈的聲電轉(zhuǎn)換器和設(shè)置在聲音收集器和聲電轉(zhuǎn)換器之間的亥姆霍茲共鳴器；聲電轉(zhuǎn)換器通過線圈連接著電能收集裝置；電能收集裝置內(nèi)置于廣告牌主體中，其包括整流電路模塊和儲能模塊，整流電路模塊、儲能模塊和LED燈之間還設(shè)有電源管理模塊。本實用新型在聲音收集器和聲電轉(zhuǎn)換器之間設(shè)有亥姆霍茲共鳴器，能夠?qū)⑹占穆暡ㄟM(jìn)一步加強，通過聲電轉(zhuǎn)換裝置提供更多的電能；同時，擁有電源管理模塊，能夠?qū)Ξa(chǎn)生的電能進(jìn)行有效的管理，避免造成電能浪費。
【專利說明】噪聲發(fā)電廣告牌

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種聲音發(fā)電裝置，尤其是一種噪聲發(fā)電廣告牌。

【背景技術(shù)】
[0002]噪聲污染一直以來都是讓人頭疼的問題，但是，事物具有雙面性，當(dāng)噪聲達(dá)到一定強度時，就是一種可觀的能量。根據(jù)計算，一架噪聲達(dá)到160dB的噴氣式飛機在20m之內(nèi)的噪聲功率可達(dá)10000W ;—個噪聲達(dá)到140dB的大型鼓風(fēng)機，其噪聲功率可達(dá)100W ;KTV所播放的音樂通常采用大功率低音炮音箱進(jìn)行驅(qū)動，它所釋放的音量可達(dá)120dB左右，其噪聲功率約為1W。目前對噪聲發(fā)電已經(jīng)有許多研究，韓國已經(jīng)研究出噪聲電池，噪聲發(fā)電理論也日趨成熟。
[0003]專利號為CN202334239U的中國實用新型專利公開了一種噪聲發(fā)電裝置，包括殼體、噪聲波收集裝置、以及依次與噪聲波吸收裝置相連的聲電轉(zhuǎn)換裝置和電能儲存裝置；通過噪聲吸收裝置接收噪音，然后經(jīng)過聲電轉(zhuǎn)換裝置將聲能轉(zhuǎn)化為電能；最后將處理后得到直流電儲存到儲能模塊中。
[0004]但是，這種結(jié)構(gòu)只是簡單地將噪聲通過噪聲波收集裝置送入聲電轉(zhuǎn)換裝置，在傳送到聲電轉(zhuǎn)換裝置前未對噪聲進(jìn)行加強，沒有最大化的利用噪聲，因此，其產(chǎn)生的電能會相對較少，達(dá)不到預(yù)期的效果。
[0005]生活中，公路兩旁或者建筑物上設(shè)有LED廣告牌，這類廣告牌建設(shè)時需要對其進(jìn)行電纜的鋪設(shè)，消耗大量的人力物力，而且出現(xiàn)故障后也不好檢修，通過將噪聲發(fā)電裝置設(shè)置在廣告牌中，能夠為廣告牌的供電提供新的思路，帶來極大便利；同時，其產(chǎn)生的電能沒有進(jìn)行有效的管理，會造成電能浪費或者不合理。
實用新型內(nèi)容
[0006]針對以上所述，本實用新型的目的在于提供一種噪聲發(fā)電廣告牌，解決了上述問題中的至少一個方面。
[0007]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種噪聲發(fā)電廣告牌，包括噪聲發(fā)電裝置、廣告牌主體、電能收集裝置和LED燈，其中，噪聲發(fā)電裝置設(shè)置在廣告牌主體上，其包括聲音收集器、內(nèi)含線圈的聲電轉(zhuǎn)換器和設(shè)置在聲音收集器和聲電轉(zhuǎn)換器之間的亥姆霍茲共鳴器；聲電轉(zhuǎn)換器通過線圈連接著電能收集裝置；電能收集裝置內(nèi)置于廣告牌主體中，其包括整流電路模塊和儲能模塊，整流電路模塊、儲能模塊和LED燈之間還設(shè)有電源管理模塊。
[0008]進(jìn)一步，電源管理模塊包括電源切換芯片ltc4412和時鐘芯片DS1302 ;整流電路模塊連接著電源切換芯片ltc4412的輸入端，電源切換芯片ltc4412的輸出端連接著儲能模塊和時鐘芯片DS1302 ;儲能模塊和LED燈之間設(shè)置著時鐘芯片DS1302，由此，在電源切換芯片ltc4412的作用下，在電壓充足時，產(chǎn)生的電能直接對LED燈供能，同時，對需要充電的電池進(jìn)行充電；在電壓不充足時，切換到電池供電；在時鐘芯片DS1302的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)對LED燈通電斷電的控制。
[0009]進(jìn)一步,聲音收集器、聲電轉(zhuǎn)換器和亥姆霍茲共鳴器構(gòu)成一個發(fā)電單兀,噪聲發(fā)電裝置中包括一個或者一個以上的發(fā)電單元，發(fā)電單元內(nèi)嵌在廣告牌主體正面的四周和側(cè)面，為了增大吸聲面積，提高發(fā)電量，各個噪聲發(fā)電單元之間采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)排布。
[0010]進(jìn)一步，發(fā)電單元之間采用并聯(lián)或者串聯(lián)的構(gòu)造，由此，其產(chǎn)生的電能最終被電能收集裝置收集。
[0011]進(jìn)一步，亥姆霍茲共鳴器包括一個球形空腔和兩根管，兩根管對稱分布在球形空腔的兩端，該亥姆霍茲共鳴器具有一個固有頻率，由此，當(dāng)環(huán)境聲音與其固有頻率相近時將引起共振，從而放大聲音的振幅。
[0012]進(jìn)一步，聲音收集器呈具有空腔的錐體，其包括進(jìn)聲口和出聲口，進(jìn)聲口的直徑大于出聲口的直徑，且出聲口設(shè)有一層隔氣透音膜并連接著亥姆霍茲共鳴器的一根管，由此，經(jīng)錐形喇叭口發(fā)射后，聲波會盡可能地透過隔氣透氣膜進(jìn)入亥姆霍茲共鳴器中。
[0013]進(jìn)一步，聲電轉(zhuǎn)換器包括第一殼體、第二殼體、振膜、線圈和磁鐵，第一殼體和第二殼體之間呈臺階構(gòu)造，其中，第一殼體套合在亥姆霍茲共鳴器的管中，第一殼內(nèi)部還設(shè)有用來放置振膜、線圈和磁鐵的空腔，線圈的兩根導(dǎo)線穿過第二空腔裸露在外界，由此，便于聲電轉(zhuǎn)換器與亥姆霍茲共鳴器連接，同時線圈的兩根導(dǎo)線起著固定線圈的作用；線圈一端設(shè)置在振膜的一側(cè)，另一端套入有磁鐵，由此，聲波通過亥姆霍茲共鳴器的共振放大后，振膜振動會帶動線圈切割磁力線，便在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生電能。
[0014]進(jìn)一步，線圈伸出第二殼體的導(dǎo)線連接著整流電路模塊，整流電路模塊為全橋整流電路；儲能模塊為鋰電池，由此，經(jīng)整流、穩(wěn)壓和升壓后將電能存儲于鋰電池中。
[0015]本實用新型在聲音收集器和聲電轉(zhuǎn)換器之間設(shè)有能夠?qū)⒙曇粽穹哟蟮暮ツ坊羝澒缠Q器，能夠?qū)⑹占穆暡ㄟM(jìn)一步加強，增大振幅，通過聲電轉(zhuǎn)換裝置提供更多的電能，而且將其運用到廣告牌中，不僅能夠省去原有廣告牌電纜的鋪設(shè)，從而節(jié)約一筆可觀的人力和物力資源。而且能夠?qū)⒃肼曌兒閷?，在一定程度上減少了噪聲污染，而且能夠利用噪聲所發(fā)的電為廣告牌的LED燈供電，從而達(dá)到了節(jié)能減排的效果；同時，擁有電源管理模塊，能夠?qū)Ξa(chǎn)生的電能進(jìn)行有效的管理，避免造成電能浪費。
[0016]本實用新型可運用于公路廣告牌、步行街、地鐵等噪聲充足、人流量大的廣告牌上。此外，本實用新型的噪聲發(fā)電裝置不僅能夠應(yīng)用在LED廣告牌上，而且能夠應(yīng)用在其他所有滿足噪聲大、功耗低的用電設(shè)備上，比如隧道里的信號增強器、高速公路反光帶、KTV音樂閃光燈等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為發(fā)電單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為發(fā)電單元剖視圖。
[0020]圖4為聲電轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖5為本實用新型電路框圖。
[0022]圖中，1-廣告牌主體、2-發(fā)電單元、3-振膜、4-線圈、5-磁鐵、6_空腔、21-聲音收集器、22-亥姆霍茲共鳴器、23-聲電轉(zhuǎn)換器、211-隔氣透音膜、222-管、221-球形空腔、231-第二殼體、232-第一殼體。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0024]圖1示意性地顯示了本實用新型的一種實施方式的噪聲發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)。
[0025]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種噪聲發(fā)電廣告牌，包括噪聲發(fā)電裝置、廣告牌主體、電能收集裝置和LED燈，其中，噪聲發(fā)電裝置包括多個由聲音收集器、聲電轉(zhuǎn)換器和亥姆霍茲共鳴器構(gòu)成的發(fā)電單元，發(fā)電單元采用并聯(lián)構(gòu)造內(nèi)嵌在廣告牌主體正面的四周和側(cè)面，為了增大吸聲面積，提高發(fā)電量，各個噪聲發(fā)電單元之間采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)排列；聲電轉(zhuǎn)換器通過線圈連接著電能收集裝置；電能收集裝置內(nèi)置于廣告牌主體中，其包括整流電路模塊(全橋整流電路)和儲能模塊(鋰電池)，整流電路模塊(全橋整流電路)和儲能模塊(鋰電池)之間還設(shè)有電源管理模塊；電源管理模塊包括電源切換芯片ltc4412和時鐘芯片DS1302 ;整流電路模塊(全橋整流電路)連接著電源切換芯片ltc4412的輸入端，電源切換芯片ltc4412的輸出端連接著儲能模塊(鋰電池)和時鐘芯片DS1302 ;儲能模塊(鋰電池)和LED燈之間設(shè)置著時鐘芯片DS1302，由此，在電源切換芯片ltc4412的作用下，在電壓充足時，產(chǎn)生的電能直接對LED燈供能，同時，對需要充電的鋰電池進(jìn)行充電；在電壓不充足時，切換到鋰電池供電；在時鐘芯片DS1302的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)對LED燈通電斷電的控制。
[0026]如圖2、圖3所示，亥姆霍茲共鳴器是一個球形空腔和兩根管組成的剛性體，兩根管對稱分布在球形空腔的兩端，該亥姆霍茲共鳴器具有一個固有頻率，由此，當(dāng)環(huán)境聲音與其固有頻率相近時將引起共振，從而放大聲音的振幅。
[0027]如圖2、圖3所示，聲音收集器呈具有空腔的錐體，其包括進(jìn)聲口和出聲口，進(jìn)聲口的直徑大于出聲口的直徑，且出聲口設(shè)有一層隔氣透音膜并連接著亥姆霍茲共鳴器的一根管，由此，經(jīng)聲音收集器反射后，聲波會盡可能地透過隔氣透氣膜進(jìn)入亥姆霍茲共鳴器中。
[0028]本實用新型中，聲音收集器的材料為鋼、有機玻璃或者PC耐力板，其最優(yōu)選材料為鋼。
[0029]如圖2、圖3所不,聲電轉(zhuǎn)換器包括第一殼體、第二殼體、振膜、線圈和磁鐵,第一殼體和第二殼體呈臺階構(gòu)造，其中，第一殼體套合在亥姆霍茲共鳴器的管中，第一殼體內(nèi)部還設(shè)有用來放置振膜、線圈和磁鐵的空腔，線圈的兩根導(dǎo)線穿過第二殼體裸露在外界；同時，線圈一端設(shè)置在振膜的一側(cè)，另一端套入有磁鐵，由此，聲波通過亥姆霍茲共鳴器的共振放大后，振膜振動會帶動線圈切割磁力線，便在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生電能。
[0030]發(fā)電單元工作時，聲波首先經(jīng)過進(jìn)聲口進(jìn)入聲音收集器中，經(jīng)過錐形的聲音收集器內(nèi)壁發(fā)射后，大多數(shù)的聲波會通過出聲口進(jìn)入亥姆霍茲共鳴器中，同時，在出聲口處隔氣透音膜共振的作用下，對聲波的振幅進(jìn)行一級加強；當(dāng)一級加強后的聲波進(jìn)入亥姆霍茲共鳴器后，由于亥姆霍茲共鳴器具有一個固定頻率，當(dāng)進(jìn)入的聲波與其固有頻率相近時，會引發(fā)共振現(xiàn)象，對聲波的振幅進(jìn)行二級加強，當(dāng)二級加強后的聲波進(jìn)入聲電轉(zhuǎn)換裝置時，振膜會帶動線圈振動，并切割磁鐵的磁感線產(chǎn)生電流，最后由線圈的兩根導(dǎo)線將電能輸出給電能收集模塊；經(jīng)過整流電路模塊(全橋整流電路)后，在電源切換芯片ltc4412和時鐘芯片DS1302處理分析后，分為以下幾種情況；
[0031]第一種情況:在時鐘芯片DS1302設(shè)定的時間段中，輸送的電能電壓達(dá)到電源切換芯片ltc4412的預(yù)設(shè)值，電源切換芯片ltc4412切斷鋰電池供電，輸送的電能一部分直接對LED燈供能，另一部分對未飽和的鋰電池進(jìn)行充電。
[0032]第二種情況:在時鐘芯片DS1302設(shè)定的時間段中，輸送的電能電壓未達(dá)到電源切換芯片ltc4412的預(yù)設(shè)值，輸送的電能直接對未飽和的鋰電池進(jìn)行充電，同時，鋰電池直接對LED燈供能。
[0033]第三種情況:未在時鐘芯片DS1302設(shè)定的時間段中，輸送的電能只對未飽和的鋰電池進(jìn)行充電。
[0034]本實用新型中，鋰電池能夠?qū)﹄娫辞袚Q芯片ltc4412和時鐘芯片DS1302進(jìn)行反向供能，以確保兩者正常的工作；在另一些實施方式中，電源切換芯片ltc4412和時鐘芯片DS1302自帶電源。
[0035]以上僅為本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可進(jìn)行若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種噪聲發(fā)電廣告牌，包括噪聲發(fā)電裝置、廣告牌主體、電能收集裝置和LED燈，其特征在于，所述的噪聲發(fā)電裝置設(shè)置在所述的廣告牌主體上，所述的噪聲發(fā)電裝置包括聲音收集器、內(nèi)含線圈的聲電轉(zhuǎn)換器和設(shè)置在聲音收集器和聲電轉(zhuǎn)換器之間的亥姆霍茲共鳴器；所述的聲電轉(zhuǎn)換器通過線圈連接著所述的電能收集裝置；所述的電能收集裝置內(nèi)置于所述的廣告牌主體中，所述的電能收集裝置包括整流電路模塊和儲能模塊，所述的整流電路模塊、儲能模塊和LED燈之間還設(shè)有電源管理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的電源管理模塊包括電源切換芯片ltc4412和時鐘芯片DS1302 ;所述的整流電路模塊連接著所述的電源切換芯片ltc4412的輸入端，所述的電源切換芯片ltc4412的輸出端連接著所述的儲能模塊和時鐘芯片DS1302 ;所述的儲能模塊和LED燈之間設(shè)置著時鐘芯片DS1302。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的聲音收集器、聲電轉(zhuǎn)換器和亥姆霍茲共鳴器構(gòu)成一個發(fā)電單元，所述的噪聲發(fā)電裝置中包括一個或者一個以上的發(fā)電單元，所述的發(fā)電單元內(nèi)嵌在廣告牌主體正面的四周和側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的噪聲發(fā)電單元之間采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的發(fā)電單元之間采用并聯(lián)或者串聯(lián)的構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的亥姆霍茲共鳴器包括一個球形空腔和兩根管，所述的兩根管對稱分布在球形空腔的兩端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的聲音收集器呈具有空腔的錐體，其包括進(jìn)聲口和出聲口，所述的進(jìn)聲口的直徑大于出聲口的直徑，所述的出聲口設(shè)有一層隔氣透音膜并連接著亥姆霍茲共鳴器的一根管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的聲電轉(zhuǎn)換器包括第一殼體、第二殼體、振膜、線圈和磁鐵，所述的第一殼體和第二殼體之間呈臺階構(gòu)造，所述的第一殼體套合在亥姆霍茲共鳴器的管中，所述的第一殼內(nèi)部還設(shè)有用來放置振膜、線圈和磁鐵的空腔，所述的線圈的兩根導(dǎo)線穿過第二空腔并連接著整流電路模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的整流電路模塊為全橋整流電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲發(fā)電廣告牌，其特征在于:所述的儲能模塊為鋰電池。
【文檔編號】G09F13/02GK204166846SQ201420677063
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】丘椿榮, 毛雨薇, 林子豪, 陳紅波, 蘭莎鄖 申請人:丘椿榮, 毛雨薇, 林子豪, 陳紅波, 蘭莎鄖