文档介绍：帕尔贴发电机设计
 
 
施栋
【摘要】帕尔贴发电是一种半导体发电技术，也是一种清洁绿色的发电技术，符合当代能源发展的要求。为了实时反应出电压的大小等参数，本文设计了一种开源单片机arduino为核心的帕尔贴温差发电系统。该控制器利用DS18B20温度传感器分别对帕尔贴的冷端和热端的温度进行检测，并能在OLED显示屏上显示相关信息，从而能达到实时反应帕尔贴发电参数的目的。并且能通过开关，实现在驱动单片机和对外部设备进行充电这两种功能之间切换。经过多次实验，测试采样数据准确，发电效率优秀，有比较大的推广价值。
【关键词】绿色能源；低功耗；Arduino单片机；DS18B20温度传感器；充电功能
随着21世纪的到来，经济迅速发展，随之而来的也是环境污染日趋严重。因此，更多的绿色能源如太阳能、地热、化学能也越来越多的进入人们的视线。而这其中热能和电能的转换仍然是当代能源转换的主流。
温差发电是一种绿色环保的能源技术。这种全固态能量转换方式无噪音、无磨损、无污染物排放、体积小、重量轻、携带方便、使用寿命长、无需人工维护。基于上述优点，该项技术在国外已广泛应用于航天和军事等领域[1]。因此，本文旨在设计一套传感器与帕尔贴发点片结合的的设备，能实现对arduino单片机的驱动和对额定电压为5V的设备充电功能。
1 本设计任务和总体方案
发电原理
模块介绍
本设计是基于arduino控制下的温差发电方案，分别对半导体温差发电、电路升压稳压及控制设备的软硬件各个部分进行了设计研究。
本文设计的设计方案主要是依靠帕尔贴发电模块产生的电压通过5VDC-DC的升压稳压模块后产生的电压来通过两个开关能手动选择驱动arduino单片机的工作或是给外部的设备进行充电。若选择了驱动arduino的工作，单片机会接收来自DS18B20温度传感器帕尔贴冷热端温度，将数据送至arduino单片机进行计算温差，并能通过arduino的A1端口对帕尔贴产生的电压值进行测量，最后把这些数据值都能显示在OLED显示屏上。同样还可以通过手动控制开关来实现给外接
USB接口提供5V直流电源。设计方案有以下几个模块组成：帕尔贴温差发电模块，5VDC-DC升压稳压模块，Arduino uno单片机模块，DS18B20温度传感器模块，OLED液晶显示器模块，USB外接充电模块。设计框图如图2所示。
2 主要模块设计
核心控制模块
本控制器的核心是一款开源的单片机arduino uno。它的核心处理器是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。本设计中使用从A1引脚读取数据值。Arduino板包含一个6通道，10位模拟数字转换器。这意味着它将0至5伏特之间的输入电压映射到0至1023之间的整数值。这将产生读数之间的关系：5伏特/1024单位，（）每单位。它需要大约100微秒（）来读取模拟输入，所以最大的阅读速度是每秒10000次。
采样模块
采样模块即为帕尔贴发电模块。该模块利用塞贝克效应，如图3所示，人们常将一定数量的