【正文】 2020 屆畢業(yè)生 畢業(yè)論文 題 目 : 基于太陽(yáng)能的微型制冷控制系統(tǒng)研究 院系名稱(chēng)： 電氣工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電氣 0702 學(xué)生姓名： XXX 學(xué) 號(hào)： XXXXXXXXXX 指導(dǎo)教師： XXXXXXX 教師職稱(chēng)： 教授 2020 年 5 月 26 日 I 摘 要 低溫儲(chǔ)糧是保證糧食長(zhǎng)期儲(chǔ)藏品質(zhì)的重要方法，已經(jīng)成為糧食儲(chǔ)藏技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。但是低溫儲(chǔ)糧需要消耗大量的能源，對(duì)于附加值很低的糧食儲(chǔ)藏企業(yè)來(lái)說(shuō)是難以接受的。另外， 隨著人類(lèi)社會(huì)的日益發(fā)展，人類(lèi)對(duì)能源需求的急劇增加，世界能源危機(jī)日漸突出，太陽(yáng)能作為一種主要的清潔能源已經(jīng)受到世界各國(guó)的普遍重視。本文設(shè)計(jì)了一種基于太陽(yáng)能的低溫制冷系統(tǒng)，以滿足糧食儲(chǔ)藏企業(yè)投入成本低、運(yùn)行成本低的要求。 本 設(shè)計(jì)以太陽(yáng)能光伏電池板提供能量來(lái)源，以低成本半導(dǎo)體制冷片TEC112706 作為制冷單元，系統(tǒng) 通過(guò)開(kāi)關(guān)制冷片個(gè)數(shù)來(lái)達(dá)到控制制冷量的目的 。系統(tǒng)以 STC12C5A08S2 單片機(jī)為核心， 采用溫度傳感器 DS18B20 來(lái)檢測(cè)糧庫(kù)的溫度，單片機(jī)讀取溫度值后與設(shè)定值比較，并 采用 PID 算法，控制多個(gè) 電子制 冷片的通斷，進(jìn)而控制糧庫(kù)的溫度。外圍電路主要有數(shù)碼管顯示電路，電子制冷片的驅(qū)動(dòng)與開(kāi)關(guān)控制電路等。 系統(tǒng)具有體積小、重量輕，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能；單片機(jī)；半導(dǎo)體制冷 II Title Solarbased control System of microcooling Abstract Lowtemperature grain storage is to ensure the longterm storage quality of food, an important method of grain storage technology has bee a development direction. But the lowtemperature grain storage requires large amounts of energy, food storage for the low valueadded businesses, is unacceptable. In addition, with the increasing development of human society, human beings sharp increase in demand for energy, highlighting the growing world energy crisis, solar energy as a major clean energy has been widespread attention around the world. This paper presents a lowtemperature refrigeration system based on solar energy to meet the grain storage businesses to invest in low cost, low operating cost requirements. The design of solar photovoltaic panels to provide energy sources to lowcost semiconductor cooling piece TEC112706 as a refrigeration unit, cooling system piece by the number switch to the purpose of cooling capacity to control. STC12C5A08S2 microcontroller as the core system, using the temperature sensor to detect the grain depots DS18B20 temperature, the microcontroller reads the temperature value pared with the set value, and using PID algorithms, control multiple pieces of electronic cooling off, then control the grain depots in the Temperature. Peripheral circuits are digital display circuits, electronic chip cooling the drive and switch control circuit. The system is small, light weight and low price. Keywords :Solarenergy 。MCU。 Semiconductor cooling III 目 錄 1 緒論 ...................................................................... 1 課題設(shè)計(jì)背景和目的 .................................................. 1 太陽(yáng)能制冷國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì) .................................. 2 .......................................................... 2 國(guó)內(nèi)的發(fā)展概況 ......................................................... 2 太陽(yáng)能制冷的研究 ....................................................... 2 ............................................... 3 ..................................................... 4 2 硬件設(shè) 計(jì)中主要器件選型 .................................................... 5 ............................................................... 5 電子制冷片 .......................................................... 6 電子制冷片簡(jiǎn)介 ......................................................... 6 制冷片的選擇 ........................................................... 7 制冷片的散熱 ........................................................... 8 太陽(yáng)能光伏電池 ...................................................... 8 溫度傳感器 .......................................................... 9 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................. 11 ................................................ 11 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ....................................................... 13 溫度檢測(cè) ........................................................... 13 系統(tǒng)供電電源設(shè)計(jì) ................................................... 14 溫度顯示 ........................................................... 15 復(fù)位電路 ........................................................... 16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................. 18 溫度控制 PID 算法 ................................................... 18 溫度采集顯示程序 ................................................... 20 系統(tǒng)主程序 ......................................................... 21 5 程序代碼 ................................................................. 23 結(jié) 論 ...................................................................... 29 致 謝 ..................................................................... 30 參 考 文 獻(xiàn) ................................................................ 31 1 1 緒論 課題設(shè)計(jì)背景和目的 在糧食儲(chǔ)藏中 ， 糧倉(cāng)里的 環(huán)境 溫度是很重 要的保證條件 ， 糧食低溫儲(chǔ)藏就是利用自然低溫條件或機(jī)械制冷設(shè)備，降低倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)糧溫度，并利用倉(cāng)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能 ， 確保糧食在儲(chǔ)藏期間的糧堆溫度維持在低溫 (15℃ )或準(zhǔn)低溫 (20℃ )以下的一種糧食儲(chǔ)藏技術(shù)。低溫儲(chǔ)糧可以有效減緩糧食品質(zhì)劣變，抑制蟲(chóng)霉的生長(zhǎng)繁育，減少糧食營(yíng)養(yǎng)損失，減少化學(xué)藥劑的使用，達(dá)到綠色儲(chǔ)糧的目的。低溫儲(chǔ)藏作為我國(guó)糧食儲(chǔ)藏工作中一項(xiàng)帶有方向性、重要性的技術(shù)措施，是當(dāng)前綠色儲(chǔ)糧技術(shù)推廣的首選方法。 低溫儲(chǔ)糧技術(shù)中，冷源的選擇極其關(guān)鍵。 當(dāng)前的低溫儲(chǔ)糧主要有機(jī)械壓縮式制冷和天然低溫儲(chǔ)糧。但前者電能消耗 大 ， 運(yùn)行成本高，停機(jī)后糧倉(cāng)內(nèi)溫度容易回升；后者利用天然低溫資源如自然通風(fēng)降溫、深井水降溫等，雖然費(fèi)用低廉，但可利用的時(shí)間短，達(dá)不到滿意的制冷效果，不能大量實(shí)施。二者均難以滿足綠色儲(chǔ)糧“高質(zhì)量、高效益、低能耗、低污染”的發(fā)展要求。因此，低溫糧倉(cāng)新冷源的研究與應(yīng)用必然具有廣闊的前景。 隨著社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的日益發(fā)展，人類(lèi)對(duì)能源需求的日益增加，世界能源危機(jī)日益突出，開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能等清潔能源已經(jīng)成為各國(guó)的一個(gè)基本共識(shí)。太陽(yáng)能作為一種取之不盡，用之不竭的清潔能源，越來(lái)越受到人們的重視。 我國(guó)太陽(yáng)能資源比較豐富，大部分地區(qū) 日照充足，能滿足低溫糧倉(cāng)的制冷能量消耗。 太陽(yáng)能空調(diào)的最大優(yōu)點(diǎn)在于，冷負(fù)荷的需求與太陽(yáng)能的供給能夠保持一致性：當(dāng)天氣越熱、太陽(yáng)輻射越強(qiáng)的時(shí)候，冷負(fù)荷的需求越大。 采用太陽(yáng)能微型制冷 系統(tǒng) ，即可以達(dá)到糧倉(cāng)低溫效果，又能減少運(yùn)行成本，同時(shí)符合國(guó)家提出的節(jié)能減排的要求。 2 太陽(yáng)能制冷國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì) 糧倉(cāng)的低溫儲(chǔ)藏包括自然低溫儲(chǔ)藏和機(jī)械壓縮式制冷。在絕大部分地區(qū)，冬季可利用自然冷源（干冷的環(huán)境空氣）對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)糧食進(jìn)行充分冷卻。然而，隨著夏季的來(lái)臨，受太陽(yáng)輻射及環(huán)境溫度的影響，倉(cāng)內(nèi)糧食溫度逐漸回升。進(jìn)行低溫儲(chǔ)糧 須在高溫季節(jié)采用制冷設(shè)備對(duì)儲(chǔ)糧進(jìn)行降溫或抑制糧溫回升。 國(guó)外的發(fā)展概況 國(guó)際上，德國(guó)工程師于 1917 年首次提出利用機(jī)械制冷進(jìn)行低溫儲(chǔ)糧的概念。1958 年成功地開(kāi)發(fā)了機(jī)械制冷低溫儲(chǔ)糧專(zhuān)用設(shè)備“糧食冷卻機(jī)”，并開(kāi)始投入工業(yè)化生產(chǎn)。在美國(guó)，從上世紀(jì) 50 年代末期開(kāi)始機(jī)械制冷低溫儲(chǔ)糧的研究。從 1959 年至 1970 年間