一種太陽(yáng)能報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
太陽(yáng)能電池板陣是將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備,在光照的條件下,可以產(chǎn)生一定的電壓和電流。通過(guò)對(duì)多塊太陽(yáng)能板進(jìn)行串并聯(lián),即可得到滿足負(fù)載要求的電壓、電流。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)中重要的發(fā)電部分,直接將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能,即使在環(huán)境極端惡劣條件下,依然可以穩(wěn)定、可靠地發(fā)電。這種從光到電的轉(zhuǎn)換過(guò)程是無(wú)噪聲、無(wú)化學(xué)能源損耗、不存在自身?yè)p耗的發(fā)電,也不產(chǎn)生有害物質(zhì),對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染和改變。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)控制器是供電系統(tǒng)的核心部分,用來(lái)控制太陽(yáng)能板的發(fā)電、蓄電池的充放電、負(fù)載的管理和保護(hù)。此外,還應(yīng)該具備本地顯示和遠(yuǎn)傳監(jiān)控的功能。蓄電池是系統(tǒng)的儲(chǔ)能設(shè)備。用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能板所產(chǎn)生的多余電能,并能在太陽(yáng)能板發(fā)電量無(wú)法滿足負(fù)載需要時(shí),向負(fù)載供電。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/172736.htm
太陽(yáng)能電池板安裝和固定在支架上,調(diào)節(jié)傾角以使太陽(yáng)能板能獲得最大的太陽(yáng)輻射。由于太陽(yáng)能電池板安裝于室外,因此要求其支架應(yīng)具有較高的抗風(fēng)能力,一般要求達(dá)到抗12級(jí)風(fēng)以上。此外,支架還應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的防腐、防銹要求,特別是在一些沿海或島嶼地區(qū),還有相應(yīng)的防鹽霧要求。
3 系統(tǒng)硬件
3.1 太陽(yáng)能充放電控制電路
本系統(tǒng)中太陽(yáng)能板的輸出的電壓能達(dá)到140V,各電路模塊的工作電壓為96V,所以所用的蓄電池組參數(shù)為96V,5AH。該電路的防過(guò)充部分將蓄電池浮充的最高電壓限制在112 V,保證了電池和各模塊的安全,警報(bào)器在使用過(guò)程中蓄電池能量消耗較快,電壓下降明顯,當(dāng)電壓下降到閾值如72 V時(shí),過(guò)放電路切斷控制板電源使系統(tǒng)停止功率輸出,有效地保護(hù)了電池的工作安全和延長(zhǎng)了電池的使用壽命。比較器LM2901與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CD4013組成窗口比較器防止繼電器在臨界點(diǎn)反復(fù)通斷,保護(hù)電路能實(shí)現(xiàn)預(yù)置電壓閾值的準(zhǔn)確跟蹤和控制。
3.2 測(cè)控電路
(1)采用MSP430單片機(jī)與MSM7512B芯片組合的遠(yuǎn)程通信與控制模塊,作為控制芯片的MSP430單片機(jī),具有低功耗,豐富的片內(nèi)外設(shè)。這些特點(diǎn)使其非常適合本系統(tǒng)所處的工作環(huán)境下的信號(hào)采集、信號(hào)處理、現(xiàn)場(chǎng)控制和數(shù)據(jù)通信。
(2)MSM7512B是低功耗調(diào)制解調(diào)芯片,符合ITU-TV.23協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),半雙工通信模式,采用FSK調(diào)制解調(diào)方式,本模塊中MSM7512B輸入的語(yǔ)音模擬信號(hào)來(lái)自于車載電臺(tái)或?qū)χv機(jī)電路模塊,對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào),處理后的TTL電平數(shù)字信號(hào)交給CPU處理,形成一個(gè)信號(hào)通道。
(3)如圖4中所示的基本電路中,使用帶有中斷功能的P1、P2端口進(jìn)行TIL電平的數(shù)據(jù)采集輸入,P4、P5端口作為TTL電平控制的輸出,具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能的P6口作為模擬量數(shù)據(jù)的采集輸入和模擬量控制的輸出,從P3端口中使用一個(gè)UART串口連接MSM7512B的TXD、RXD進(jìn)行串行通信,豐富的擴(kuò)展接口可以方便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件的升級(jí)和改造。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文系統(tǒng)地介紹了太陽(yáng)能警報(bào)器的系統(tǒng)架構(gòu),各個(gè)子模塊的功能和原理,如MSP430單片機(jī)與MSM7512B芯片配合組成的遠(yuǎn)程測(cè)控單元的實(shí)現(xiàn)方式,太陽(yáng)能電池和蓄電池之間的充放電控制電路,D類大功率模塊電路和原理,正是基于以上技術(shù)的成功應(yīng)用,使得太陽(yáng)能警報(bào)器能夠在艱苦的條件和惡劣的環(huán)境中顯示出完美的性能,具有移動(dòng)方便,免外圍組裝接線,電池免維護(hù)等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo),森林防火,城市防空,水利防汛等特殊場(chǎng)合。
評(píng)論