太陽能供電與控制系統(tǒng)電路原理解析

　　隨著社會的發(fā)展，太陽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。小型糧倉的太陽能供電，以太陽能作為能源，不僅清潔安全，還可以節(jié)約資源，通過控制器的作用，達到控制室內溫度的目的。 太陽能這種新能源的應用前景是十分可觀的。而且太陽能電池壽命長，只要太陽光的存在，太陽能電池就可以長期使用，與一些傳統(tǒng)能源相比，太陽能不會污染環(huán)境，所以太陽能供電具有廣闊的前景。太陽能具有的一些特性，是很多傳統(tǒng)能源無法比擬的，人們如果能夠廣泛的使用太陽能，將對國家的發(fā)展具有重要的意義。為了達到這一目標，小型糧倉太陽能供電系統(tǒng)設計這一課題將對太陽能供電的廣泛應用，具有鋪墊的作用，對于能源與國家的可持續(xù)發(fā)展也是十分重要的。

　　在供電系統(tǒng)組件中，主要由太陽能電池板，蓄電池以及逆變器和負載構成。系統(tǒng)的框圖如圖2-1所示。太陽能電池組接收太陽的光能并轉換成電能，一部分供給負載使用，一部分存儲在蓄電池中，當室內溫度高于設定溫度時，控制器會控制逆變器的開啟，將低壓直流電轉化為220V交流電，供電機使用，以達到降低室內溫度的目的。

　　總體結構，太陽能供電系統(tǒng)中，控制器是整個設計的核心，控制器需要對太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的運行情況和環(huán)境狀況進行檢測。包括太陽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功能?？刂破鞯慕Y構如圖3-1所示。

　　單片機最小系統(tǒng)

　　單片機的最小系統(tǒng)包括晶振電路和一個復位電路，如圖3-2所示。AT89C51(＄3.7500)單片機芯片組成包括： 1.一個8位80C51微處理器； 2.用以存放可以讀、寫數(shù)據(jù)的存儲器RAM/SFR，大小有256字節(jié); 3.4KB的FlashROM程序存儲一些初始數(shù)據(jù)； 4.4個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16位定時器/計數(shù)器，每一個定時器/計數(shù)器的外部事件可以設置通過計數(shù)的方法來計算，也可以建立經常性的方式來實現(xiàn)計算機控制；6.由5個中斷源、兩個中斷優(yōu)先級構成的中斷控制系統(tǒng)；7.微控制器或者單片機和PC串行通性的作用；8.振蕩器與時鐘產生電路； 9.89C51具有省電模式，即休閑和掉電模式。

　　溫度傳感器模塊

　　本次設計中選用DS18B20(＄2.0074)溫度傳感器。DS18B20(＄2.0074)的單片機接收到一個I/O口，由于單總線是漏極開路，所以就需要一個外部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)的內部結構：64位ROM溫度傳感器報警觸發(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，電源接線；DQ為數(shù)字信號輸入、輸出端；GND為電源地。溫度傳感器DS18B20(＄2.0074)與單片機的P1.5口連接，主要用于測量室內的溫度。