專利名稱：太陽能電池特性測定實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種大學物理實驗裝置，主要涉及一種太陽能電池特性測定實驗數據的采集、傳送和實時處理系統，屬于大學物理實驗儀器領域。
背景技術：
當今世界，電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行把目光轉向可再生能源，其中，開發太陽能，是研究熱點之一。太陽能的應用，其中一個大的方向是利用太陽能電池，直接把太陽光轉換成電能。 其基本原理為太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由P區流向η區，電子由η區流向P區，接通電路后就形成電流。現如今，高校中大學物理教學也與時俱進，太陽能電池特性測定實驗已經成為很多高校大學物理基本實驗之一。太陽能電池特性測定實驗中，在不同條件下，如全暗條件、 一定光強條件和不同光強條件，分別測定太陽能電池的伏安特性，其采集的數據多通過直流數字伏特表和直流數字安培表直接顯示出來，然后學生手抄，記錄在實驗報告紙上面。然而，這樣的實驗過程存在三個問題，第一對于學生的實驗掌握程度不易了解， 眾所周知，學生之間的抄襲現象是普遍存在的，如果學生在實驗后抄襲了他人的實驗數據， 并以此來提交實驗報告，實驗老師對此并不能及時發現，因為學生的數據記錄過程完全是獨立于老師的，這樣導致的后果就是老師對于學生的實驗掌握程度不能具有一個很好的了解，進而導致對于教學質量的評估出現偏差；第二，學生在數據記錄過程中費時、費力，數據彼此間分立，容易產生錯誤；第三，實驗教師對學生數據的處理多憑經驗，在評分過程中不可避免的出現偏差。本發明就是針對上述的問題而提出的，提供一種太陽能電池特性測定實驗數據的采集、傳送和實時處理系統，其能夠測量截止電壓，而且方便準確的讀取實驗數據、傳送數據、實時處理實驗數據。在教學中，可以根據實驗需要，隨時更改實驗內容，簡單、易行。

發明內容
根據本發明的一實施例，提供了一種太陽能電池特性測定實驗數據的采集、傳送和實時處理系統，包括光源、太陽能電池盒、集成有直流數字安培表和直流數字伏特表的測試儀、嵌有單片機的電路板、藍牙無線傳輸模塊、液晶顯示器、用于實驗數據收集和實時處理的計算機和數據處理程序。目前太陽能電池特性測定實驗裝置包括光源、太陽能電池盒、集成有直流數字安培表和直流數字伏特表的測試儀，現有技術很成熟，在此不再進行贅述。本發明的特征在于本太陽能電池特性測定實驗裝置中，測試儀同一單片機相連接，當學生測量得到太陽能電池的輸出電壓和輸出電流時，按下嵌有單片機的電路板上的“記錄”按鈕，單片機會將電壓和電流數據實時傳送給并顯示在與其相連接的液晶顯示器上。學生全部測量所需數據后，按“發送”按鈕，包含上述數據和學生編號和姓名的數據包經藍牙發射模塊發送到老師的計算機上，再由計算機對數據進行后續處理。通過上述裝置，就解決前述的問題，每進行一次實驗之后，學生都能實時的在顯示器上看到該次的實驗數據，也即太陽能電池的輸出電壓和輸出電流的數據，如果對于實驗結果不滿意，可直接將數據刪除，重新進行實驗，其最后看到的是一個整體的全部的實驗數據；再者，學生每次實驗完畢后，都需要將包含有個人信息的實驗數據發送到老師的計算機上，能夠保證老師看到每個學生原始的實驗數據，有效的防止了學生之間抄襲現象的發生; 第三，采用此系統，計算機程序將實驗數據處理并存儲后，可隨時調用，作為教師在給定實驗報告分數時的客觀依據，從而進行方便、公正的實驗評價。


圖1為太陽能電池特性測定實驗裝置結構示意圖；圖2為太陽能電池特性測定實驗裝置數據的采集、傳送和接收模塊示意圖；在上述圖中，1表示光源，2表示太陽能電池盒，3表示底座，4表示集成有直流數字安培表和直流數字伏特表的測試儀，5表示單片機，6表示顯示器，7表示藍牙發射模塊，8表示配有藍牙接收模塊的計算機。
具體實施例圖1示出了本發明中太陽能電池特性測定實驗裝置的結構示意圖，該部分與現有技術中的太陽能電池特性測定實驗裝置一致。本發明的特征在于其還包括數據的采集、傳送和接收模塊。本發明中測試儀4與單片機5相連接，當學生通過觀察測試儀集成的直流數字伏特表和直流數字安培表，確定需要的太陽能電池的輸出電壓和輸出電流實驗數據后，按下嵌有單片機的電路板上的“記錄”按鈕，單片機會將電壓和電流數據傳輸到一個與其相連接的顯示器上，并且，嵌有單片機的電路板上還設置有“發送”按鈕和藍牙發射模塊，通過按下所述“發送”按鈕，所述藍牙發射模塊會將包含有學生信息和上述數據的數據包傳送到老師計算機上的藍牙接收模塊， 接收后在該計算機上存儲和處理。顯示器單片機芯片采集過來的數據，由一個8時TFT液晶顯示器將實驗內容和數據全部顯示出來。學生通過液晶屏觀察的實驗數據具有整體感，可以通過對比不同測量組的數據，判斷實驗中可能存在的操作錯誤。對于錯誤數據，可由嵌有單片機的電路板上的 “刪除”鍵直接刪除。使用者還可以根據實驗中數據多少的不同，選擇不同的、合適尺寸的液晶顯不器。數據傳送實驗數據臨時存儲在單片機中，嵌有單片機的電路板上設置有“發送” 按鈕，按一下該按鈕，則數據經藍牙模塊通過藍牙無線信號發送出去。數據接收計算機上插有藍牙適配器做為藍牙接收模塊，可以接收藍牙信號。數據實時處理計算機上有編寫好的程序，讀取藍牙適配器接收到的數據，存儲實驗數據到以學生學號和姓名為文件名的文件中，作為數據備份。同時，計算機程序還可對實驗數據進行處理，處理后的結果實時顯示在計算機屏幕上，以方便教學的老師實時判斷學生做的實驗好壞，以及為批改實驗報告提供客觀依據，方便教師甄別學生數據的準確度。
如果想更改部分實驗內容，只需在單片機內重新寫入程序，調整液晶屏顯示內容， 改寫計算機處理程序，可節約大量儀器更新和改造費用。
權利要求
1.一種太陽能電池特性測定實驗數據的采集、傳送和實時處理裝置，包括光源、太陽能電池盒、集成有直流數字安培表和直流數字伏特表的測試儀、嵌有單片機的電路板、藍牙發送模塊、顯示器、用于實驗數據收集和實時處理的配置有藍牙接收模塊的計算機和數據處理程序；測試儀同單片機相連接，當學生測量得到太陽能電池的輸出電壓和輸出電流時， 按下嵌有單片機的電路板上的“記錄”按鈕，單片機會將該電壓和電流數據實時傳送給并顯示在與單片機相連接的顯示器上，學生全部測量所需數據后，按下嵌有單片機的電路板上的“發送”按鈕，包含上述數據和學生編號和姓名的數據包經藍牙發射模塊發送到所述計算機上，再由所述計算機對數據進行存儲和后續處理。
2.根據權利要求1所述的測定裝置，所述顯示器為液晶顯示器。
3.根據權利要求1所述的測定裝置，所述嵌有單片機的電路板上還設置有的“刪除” 鍵，用于在實驗過程中刪除操作錯誤的實驗數據。
全文摘要
一種太陽能電池特性測定實驗數據的采集、傳送和實時處理裝置，包括光源、太陽能電池盒、集成有直流數字安培表和直流數字伏特表的測試儀、嵌有單片機的電路板、藍牙發送模塊、顯示器、用于實驗數據收集和實時處理的配置有藍牙接收模塊的計算機和數據處理程序；測試儀同單片機相連接，當學生測量得到太陽能電池的輸出電壓和輸出電流時，按下嵌有單片機的電路板上的“記錄”按鈕，單片機會將該電壓和電流數據實時傳送給并顯示在與單片機相連接的顯示器上，學生全部測量所需數據后，按下嵌有單片機的電路板上的“發送”按鈕，包含上述數據和學生編號和姓名的數據包經藍牙發射模塊發送到所述計算機上，再由所述計算機對數據進行存儲和后續處理。
文檔編號G09B23/18GK102496323SQ201110385569
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者任芝, 李松濤 申請人:華北電力大學(保定)