藏區(qū)太陽能照明壁柜磚系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)
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5 軟件部分設(shè)計
該系統(tǒng)具備藏文界面和漢文界面，用戶可根據(jù)實際需要切換。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置靈活，必須考慮最低充電電壓、最低放電電壓等系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置；為使操作更人性化，該系統(tǒng)具備自動關(guān)燈設(shè)置功能，報警次數(shù)設(shè)置等其他輔助功能。考慮到該系統(tǒng)主要用于藏區(qū)偏遠(yuǎn)山區(qū)，操作簡潔，人機交互界面友好是首要考慮因素。該系統(tǒng)的輸入使用3個按鍵，即：上翻鍵，下翻鍵和確認(rèn)鍵。這種鍵盤設(shè)計類似鼠標(biāo)的按鍵，操作和設(shè)定方便。
5．1 系統(tǒng)程序設(shè)計
圖4為主程序流程。該程序是一個死循環(huán)，在循環(huán)過程中，完成系統(tǒng)設(shè)置、充電控制、放電控制等功能。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/181156.htm
(1)系統(tǒng)設(shè)置子函數(shù)提供人機交互的接口。首先，該子函數(shù)對系統(tǒng)初始化，進(jìn)而進(jìn)人系統(tǒng)設(shè)置主界面。在進(jìn)入二級界面(如充電電壓設(shè)置、放電電壓設(shè)置等)之前，必須通過向上或向下的按鍵選擇要進(jìn)入的二級界面菜單。同時，必須按確認(rèn)鍵才能夠進(jìn)入二級界面菜單．該子程序提供20 s不操作就自動返回的功能。
(2)充電控制子函數(shù)通過采樣太陽能電池板的輸出電壓與蓄電池電壓的A/D轉(zhuǎn)換值，確定蓄電池是否需要充電，在充電方式調(diào)整的子函數(shù)中進(jìn)行相應(yīng)處理。同時，三段式充電算法也在該子函數(shù)中實現(xiàn)；充電控制子函數(shù)也對過充進(jìn)行檢測；通過使用R14電阻采集當(dāng)前回路電流，通過放大器精密放大，由A/D通道計算電壓值，從而可逆推陳出新出當(dāng)前回路電流值。
(3)放電控制子函數(shù)放電控制子函數(shù)首先采集放電回路電流值，判斷系統(tǒng)是否處于過流狀態(tài)。如果過流，則使用軟件方式強制關(guān)斷；否則，進(jìn)一步檢測蓄電池是否處于低電壓狀態(tài)。如果低于預(yù)設(shè)門坎電壓，則啟動報警并關(guān)斷輸出回路；如果大于預(yù)設(shè)的門限電壓，則檢測輸出回路是否已經(jīng)開啟，同時判斷定時時間，以實現(xiàn)定時關(guān)閉照明負(fù)載的功能。
5．2 軟件保護(hù)部分
過充電和過放電保護(hù)由兩級保護(hù)組成，一級是采用軟件保護(hù)，通過采集充放電回路的電路狀態(tài)，由軟件關(guān)斷外部電路實現(xiàn)；另一級則是硬件強制關(guān)斷保護(hù)如圖3所示，即在電路網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)過充電或者過放電時，硬件電路自動判斷該電路的異常狀態(tài)，強制關(guān)閉外部電路。而軟件保護(hù)包括3部分：電路突發(fā)異常、電池過放、電池過充。
這3種情況的軟件保護(hù)都是通過采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析系統(tǒng)所處的狀態(tài)，通過單片機對系統(tǒng)控制而實現(xiàn)對系統(tǒng)保護(hù)；而硬件強制關(guān)斷在系統(tǒng)處于過流放電的情況下(如負(fù)載短路)，不管軟件保護(hù)是否啟動，硬件強制關(guān)斷會自動響應(yīng)，關(guān)閉負(fù)載輸出，對系統(tǒng)起到保護(hù)作用。
6 測試結(jié)果
結(jié)合西藏地區(qū)的實際情況，考慮到偏遠(yuǎn)藏區(qū)照明和手機充電的需求，結(jié)合藏式建筑的特點，設(shè)計了藏區(qū)太陽能照明壁柜磚。設(shè)計完成后，先后到拉薩的郊區(qū)、山南地區(qū)的農(nóng)牧區(qū)等地區(qū)進(jìn)行實地測試，效果較好。表1為設(shè)備指標(biāo)測試結(jié)果。因此，該設(shè)計在應(yīng)用方面具有一定的新意，是一個較為經(jīng)典的藏區(qū)藏式建筑照明和手機充電需求的解決方案。
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