太陽(yáng)能供電與控制系統(tǒng)電路原理解析

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，太陽(yáng)能這一能源將有希望代替一部分傳統(tǒng)能源，供給人們的使用。小型糧倉(cāng)的太陽(yáng)能供電，以太陽(yáng)能作為能源，不僅清潔安全，還可以節(jié)約資源，通過控制器的作用，達(dá)到控制室內(nèi)溫度的目的。 太陽(yáng)能這種新能源的應(yīng)用前景是十分可觀的。而且太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)光的存在，太陽(yáng)能電池就可以長(zhǎng)期使用，與一些傳統(tǒng)能源相比，太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，所以太陽(yáng)能供電具有廣闊的前景。太陽(yáng)能具有的一些特性，是很多傳統(tǒng)能源無法比擬的，人們?nèi)绻軌驈V泛的使用太陽(yáng)能，將對(duì)國(guó)家的發(fā)展具有重要的意義。為了達(dá)到這一目標(biāo)，小型糧倉(cāng)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一課題將對(duì)太陽(yáng)能供電的廣泛應(yīng)用，具有鋪墊的作用，對(duì)于能源與國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展也是十分重要的。

　　在供電系統(tǒng)組件中，主要由太陽(yáng)能電池板，蓄電池以及逆變器和負(fù)載構(gòu)成。系統(tǒng)的框圖如圖2-1所示。太陽(yáng)能電池組接收太陽(yáng)的光能并轉(zhuǎn)換成電能，一部分供給負(fù)載使用，一部分存儲(chǔ)在蓄電池中，當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制器會(huì)控制逆變器的開啟，將低壓直流電轉(zhuǎn)化為220V交流電，供電機(jī)使用，以達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的。

　　總體結(jié)構(gòu)，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)中，控制器是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，控制器需要對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的運(yùn)行情況和環(huán)境狀況進(jìn)行檢測(cè)。包括太陽(yáng)能電池組件電壓溫度、充放電電流、蓄電池電壓等，并最終完成的控制器具有的控制和保護(hù)功能。控制器的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。

　　單片機(jī)最小系統(tǒng)

　　單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括晶振電路和一個(gè)復(fù)位電路，如圖3-2所示。AT89C51(＄3.7500)單片機(jī)芯片組成包括： 1.一個(gè)8位80C51微處理器； 2.用以存放可以讀、寫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器RAM/SFR，大小有256字節(jié); 3.4KB的FlashROM程序存儲(chǔ)一些初始數(shù)據(jù)； 4.4個(gè)8位并行I/O端口P0~P3，這些端口既可用來輸入，也可用來輸出；5.2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，每一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的外部事件可以設(shè)置通過計(jì)數(shù)的方法來計(jì)算，也可以建立經(jīng)常性的方式來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制；6.由5個(gè)中斷源、兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)構(gòu)成的中斷控制系統(tǒng)；7.微控制器或者單片機(jī)和PC串行通性的作用；8.振蕩器與時(shí)鐘產(chǎn)生電路； 9.89C51具有省電模式，即休閑和掉電模式。

　　溫度傳感器模塊

　　本次設(shè)計(jì)中選用DS18B20(＄2.0074)溫度傳感器。DS18B20(＄2.0074)的單片機(jī)接收到一個(gè)I/O口，由于單總線是漏極開路，所以就需要一個(gè)外部4.7K上拉電阻，使用寄生的工作方式，VDD電源引腳與單線總并聯(lián)。傳感器如圖3-3所示。 DS18B20(＄2.0074)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：64位ROM溫度傳感器報(bào)警觸發(fā)器TH和TL配置寄存器。 DS18B20(＄2.0074)的管腳：VDD外部輸入寄生接地電源時(shí)，電源接線；DQ為數(shù)字信號(hào)輸入、輸出端；GND為電源地。溫度傳感器DS18B20(＄2.0074)與單片機(jī)的P1.5口連接，主要用于測(cè)量室內(nèi)的溫度。