一種太陽能報警器系統(tǒng)設(shè)計
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太陽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。通過對多塊太陽能板進行串并聯(lián)，即可得到滿足負(fù)載要求的電壓、電流。太陽能電池板是太陽能供電系統(tǒng)中重要的發(fā)電部分，直接將太陽光能轉(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)換過程是無噪聲、無化學(xué)能源損耗、不存在自身損耗的發(fā)電，也不產(chǎn)生有害物質(zhì)，對環(huán)境沒有任何污染和改變。太陽能供電系統(tǒng)控制器是供電系統(tǒng)的核心部分，用來控制太陽能板的發(fā)電、蓄電池的充放電、負(fù)載的管理和保護。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)的儲能設(shè)備。用于存儲太陽能板所產(chǎn)生的多余電能，并能在太陽能板發(fā)電量無法滿足負(fù)載需要時，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://www.ex-cimer.com/article/172736.htm
太陽能電池板安裝和固定在支架上，調(diào)節(jié)傾角以使太陽能板能獲得最大的太陽輻射。由于太陽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，一般要求達到抗12級風(fēng)以上。此外，支架還應(yīng)達到相應(yīng)的防腐、防銹要求，特別是在一些沿?；驆u嶼地區(qū)，還有相應(yīng)的防鹽霧要求。
3 系統(tǒng)硬件
3．1 太陽能充放電控制電路
本系統(tǒng)中太陽能板的輸出的電壓能達到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，警報器在使用過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，過放電路切斷控制板電源使系統(tǒng)停止功率輸出，有效地保護了電池的工作安全和延長了電池的使用壽命。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反復(fù)通斷，保護電路能實現(xiàn)預(yù)置電壓閾值的準(zhǔn)確跟蹤和控制。
3．2 測控電路
(1)采用MSP430單片機與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，具有低功耗，豐富的片內(nèi)外設(shè)。這些特點使其非常適合本系統(tǒng)所處的工作環(huán)境下的信號采集、信號處理、現(xiàn)場控制和數(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輸入的語音模擬信號來自于車載電臺或?qū)χv機電路模塊，對該信號進行解調(diào)，處理后的TTL電平數(shù)字信號交給CPU處理，形成一個信號通道。
(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UART串口連接MSM7512B的TXD、RXD進行串行通信，豐富的擴展接口可以方便實現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件的升級和改造。
4 結(jié)束語
本文系統(tǒng)地介紹了太陽能警報器的系統(tǒng)架構(gòu)，各個子模塊的功能和原理，如MSP430單片機與MSM7512B芯片配合組成的遠(yuǎn)程測控單元的實現(xiàn)方式，太陽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，使得太陽能警報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，具有移動方便，免外圍組裝接線，電池免維護等特點，可廣泛應(yīng)用于機場驅(qū)鳥，森林防火，城市防空，水利防汛等特殊場合。
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