聚丰项目 > 消防员终端嵌入式无线充电设计
消防员终端包含的内容很多,呼救器即是消防员目前进入火灾现场必须携带的一个终端设备,此项目以目前已有产品(消防员呼救器)为基础,就可充电电池的无线充电做一方便用户使用的更改设计,当然对于所有便携式设备的能量供应也都能如此应用。(本项目采用的是IDT 5W无线充电开发套件)
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团队成员
谢振 经理
火灾与消防是一个非常古老的命题, 在各类自然灾害中,火灾是一种不受时间、空间限制,发生频率很高的灾害。这种灾害随着人类用火的历史而伴生;以防范和治理火灾的消防工作(古称“火政”),也就应运而生。我国有文字以来,就有火灾记录。 事实上,文字出现之前,先民们早已遭到火灾的焚掠,为了生存的需要,我们的祖先早就开始了防范和治理火灾的消防工作。面对防范和治理火灾,古代的思想家、政治家、法家和史家,则一向十分看重, 春秋早期在齐国任宰相并使齐国富强起来,一跃成为春秋“五霸”中第一位“霸主”的政治家管仲,他就把消防作为关系国家贫富的五件大事之一,提出了“修火宪”的主张;春秋晚期儒家的创始人孔子,是我国历史上最著名的思想家,他所作的《春秋》及其后世门人所撰的《左传》,记载了火灾23次,数量之多,居所记各类灾害的前列,开了国史记载火灾的先河。
今天,随着经济、社会的发展,火灾也随之增加,而消防治理、消防威廉希尔官方网站 又都与时俱进,不断发展。 数千年的人类历史证明,消防是世界文明进步的产物,社会愈频繁,防范和治理火灾的消防工作愈显重要,中国政府对于消防的强制性政策和法规的制定实施和监督力度前所未有,各级政府和部门对于消防的支持力度明显加大,消防经费投入大幅增加,消防产品的需求日益增长,消防已形成一个巨大的产业,而其中消防员装备占极大的市场份额,这些装备的能源均为电池供电,有的是一次性电池,有的是可充电电池,都是有线充电模式,在一个只有几个人的微型消防站中,消防员终端仅消防员呼救器的充电就是如图(一)的情形,杂乱无章,紧急情况时不能快速地投入工作中,对于多个设备的充电更是如此。
(图一)杂乱无章的消防员呼救器充电现场
而使用无线充电方式就简单可靠得多,如图(二)所示。当然如做一个一体化的消防站无线充电台,将更是漂亮简洁、方便设备的充电使用。这也是很容易的事情,只要根据消防员便携装备(这里是呼救器)需无线充电的设备数量一一对应加上充电模块即可。设备平常就放在无线充电发送端上,使用时拿走即可。消防员终端包含的内容很多,呼救器即是消防员目前进入火灾现场必须携带的一个终端设备,此项目以目前已有产品(消防员呼救器)为基础,就可充电电池的无线充电做一方便用户使用的更改设计,当然对于所有便携式设备的能量供应也都能如此应用。
(图二)消防员呼救器无线充电现场
一. 产品概述
该消防员呼救器威廉希尔官方网站 指标符合国家标准GB27900-2011《消防员呼救器》。可充电,配有充电短路保护的充电箱,具有防水、防爆、耐挤压、耐高低温等性能。
1.符合《消防员呼救器》的标准要求。具有时实温度显示功能,当外界温度高于80℃时,提示消防员撤出火场,呼救器两侧具有专业照明键,呼救器可当临时照明灯使用。
2.方位灯功能:方位灯亮度为1.52×105cd/㎡,可视距离很远(约2000米)。
3.连续开机时间大于12小时。预报警声响强度:≥85db(1m远),强报警声响强度:≥100dB(3m远)。
4.具有与空呼系统配套的计时功能
5.具有良好的防水防爆性能 ,呼救器在1米深水中放置2小时无渗漏、水气等现象;呼救器自由落体1.2米4次无损坏,不影响正常使用。
6.可充电电池供电。
二.充电电路工作原理
见图(三),使用可充电电池提供能源,每一设备内均有各种保护功能的智能充电电路,外配有一个直流稳压电源(俗称手机充电器)。充电时,恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(±50mV),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,最后转入涓流充电,从而保护电池不受伤害。
图(三)有线充电方框图
三.充电部分整改方案
从产品概述中可看出,工作时呼救器的耗电量是较大的,特性1、2、3中高亮度照明灯和高分贝报警器这两项消耗大量的能量,由于这种产品在火灾现场使用,使用率不高但需要随时保证电量充足,因此如何保证充电安全及方便随时使用是该产品能否成功的关键因素。
原产品是经过长期现场考验的成熟产品,实际效果满足现场需要,所配锂离子电池容量为550mAh,开始充电时为接近1C的高倍率恒流充电,1个多小时即可充满。
为了测试验证IDT 5W无线充电套件模块,在呼救器内部充电保护电路单元做了一些改动,另外加了两档充电恒流源(接近0.5C和接近0.25C两档),电路方框图见图(四)。
图(四) 无线充电方框图
不涉及到软件
人为改变恒流输出时的测试图如下:
充电电流为0.47A(接近1C)时,无线充电模块的接收端输出电压为4.874V,见(图五) 无线充电测试1。
(图五) 无线充电测试1
改变充电电流为一半时即为0.24A(接近0.5C)时,无线充电模块的接收端输出电压为5.053V,见(图六) 无线充电测试2。
(图六) 无线充电测试2
继续降低充电电流为0.19A(接近0.25C)时,无线充电模块的接收端输出电压为5.119V,见(图七) 无线充电测试3。
(图七) 无线充电测试3
涓流充电充电电流为0.64uA时,无线充电模块的接收端输出电压为5.252V,见(图八) 无线充电测试4。
(图八) 无线充电测试4
涓流充电充电电流为0.06uA时,无线充电模块的接收端输出电压为5.296V,见(图九) 无线充电测试5。
(图九) 无线充电测试5
经过实测, IDT 5W无线充电套件模块供电稳定,在所用的最大输出范围内长时间输出时用手触摸TX模块和RX模块没有明显发热的感觉,后取消中间两个输出的恒流源恢复原内部充电电路,与外接有线电源同时测试设备进行比较, 经过反复长时间测试两种供电特性没有差别,都能够很好满足这个项目供电使用要求。
四.总结
我们知道,任何一个成功的产品最重要的因素就是安全、效率以及成本,无线充电威廉希尔官方网站 的发展已解决了这几个问题,安全问题,用户使用便捷性问题,成本问题等等都已不成问题, 无线充电市场的巨大潜力将很快被强力的市场需求引爆。
经过我们的亲身测试,我们感觉IDT无线充电模块(5W)质量非常好,容错性、安全可靠性、稳定性都是很好的,自拿到模块后一直通电,这两个月来环境温度变化很大,但其性能很稳定,RX板输出端短接好几次都能很正常工作。邀请我们产品的客户现场观看,也都是很赞赏,都觉得很有实用价值,都愿意使用这种产品。
这两个月来的测试和设计,使我们有信心使用IDT的无线充电产品,有信心IDT Inside的产品肯定能够取得巨大的成功。下一步将把IDT的无线充电产品全面发展运用到消防员终端设备上,手持万用表上,以及其它不同类别的便携式产品中。