【正文】 . 12 硅太陽能電池特性和最大功率點(diǎn)跟蹤的原理 .......................... 12 太陽能電池的外特性 .............................................. 15 蓄電池容量的計(jì)算方法 ............................................ 16 確定蓄電池容量的主要因素 ................................... 16 蓄電池的充、放電方法 ....................................... 16 蓄電池容量的計(jì)算 ........................................... 17 的特性和亮滅控制 ............................................. 18 紅外檢測 ........................................................ 19 4硬件電路 .............................................................. 20 信號采集電路 .................................................... 20 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )網(wǎng) : 環(huán)境光檢測電路 ............................................. 20 紅外檢測電路 ............................................... 20 硬時(shí)鐘電路 ...................................................... 22 充放電驅(qū)動(dòng)電路 .................................................. 22 技術(shù)的硬件電路支持 .......................................... 23 驅(qū)動(dòng)電路 ..................................................... 24 系統(tǒng)供電電路 .................................................... 25 5軟件設(shè)計(jì) .............................................................. 26 控制器選擇 ...................................................... 26 開發(fā)工具 ........................................................ 26 總體程序流程圖 .................................................. 27 充電處理程序 .................................................... 28 定時(shí)處理程序 .................................................... 29 蓄電池剩余容量檢測處理 .......................................... 30 6抗干擾設(shè)計(jì) ............................................................ 30 太陽能路燈抗風(fēng)設(shè)計(jì) .............................................. 31 防雷和接地 ...................................................... 32 信號采集的數(shù)字濾波 .............................................. 33 看門狗技術(shù) ...................................................... 33 7調(diào)試和結(jié)果 ............................................................ 33 路燈系統(tǒng)的硬件調(diào)試 .............................................. 34 路燈系統(tǒng)的軟件調(diào)試 .............................................. 34 太陽 能路燈的系統(tǒng)調(diào)試 ............................................ 34 8結(jié)論 .................................................................. 35 參考文獻(xiàn) ............................................................... 37 致謝 ................................................................... 38 附錄 ................................................................... 39 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )網(wǎng) : 1 基于單片機(jī)控制的節(jié)能型太陽能 LED 路燈的設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： 摘 要 ： 針對太陽能 LED 路燈控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了研究太陽能 LED 路燈的意義、現(xiàn)狀、發(fā)展及技術(shù)要點(diǎn)，對整個(gè)路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了分析。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)控制的節(jié)能型太陽能 LED 路燈的設(shè)計(jì) DESIGN OF ENERGYSAVING SOLAR STREET LIGHT USING LED BASED ON MCU 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。提出設(shè)計(jì)思路，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了相應(yīng)硬件裝置和軟件。 use key functions’ open, close and switch, bine the number of human on the street according to sensors monitoring , and thus control the number of street lights that are lighted。同時(shí)全球還有 20 億人得不到正常的能源供應(yīng)。而豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽能產(chǎn)業(yè)根據(jù)其本身的特性和良好的政策環(huán)境，發(fā)展?jié)摿薮?，具有較高的投資價(jià)值。單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的 存儲(chǔ)器件，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。 20xx 年全球光伏市場增長 34％ ，太陽能光伏總的裝機(jī)容量達(dá) 1460MW。 目前，我國太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國。 LED 的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )網(wǎng) : 5 應(yīng)用已有較悠久的歷史，以前主要應(yīng)用在各種電子設(shè)備的指示燈、大屏幕顯示器、信號燈和液晶屏幕背光源等領(lǐng)域。面對半導(dǎo)體照明市場的巨大誘惑，世界三大照明工業(yè)巨頭一通用電氣、飛利浦、奧斯拉姆集團(tuán)也紛紛與半導(dǎo)體公司合作，成立半導(dǎo)體照明企業(yè)，并提出要在 20xx 年以 前，使半導(dǎo)體燈發(fā)光效率再提高 8 倍，價(jià)格降低 100 倍。在微處理器單元，利用 MCS51 系列單片機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工作的處理，包括信號的采集和數(shù)據(jù)的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )網(wǎng) : 6 傳輸以及對控制對象的控制。 系統(tǒng)各部分容量的選取配合，需要綜合考慮成本、效率和可靠性。 圖 光伏發(fā)電系統(tǒng) block of PV Systems 系統(tǒng)組成 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )網(wǎng) : 7 本課題研究的主要內(nèi)容是基于單片機(jī)的節(jié)能型太陽能 LED路燈的設(shè)計(jì)。單晶硅太陽能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定，適合在陰雨天比較多、陽光相對不是很充足的南方地區(qū)使用；多晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝相對簡單，價(jià)格比單晶硅低，適合在太陽光充足、日照好的東西 部地區(qū)使用；非晶硅太陽能電池對太陽光照條件要求比較低，適合在室外陽光不足的地區(qū)使用。表 即為我國不同地區(qū)太陽光照條件對比，表 為 年總輻射量與日平均峰值日照時(shí)數(shù)對應(yīng)表。為了延長蓄電池的使用壽命，必須對它的充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。但是對于傳統(tǒng)控制器來說，充電參數(shù)都是在出廠之前就設(shè)定好的，這就像車的檔位被固定設(shè)置在 1 檔。從這個(gè)意義上講， MPPT 太陽能充放電控制器，勢必會(huì)最終取代傳統(tǒng)太陽能控制器。在此次設(shè)計(jì)中采用鉛酸蓄電池。 太陽能用蓄電池的幾點(diǎn)特殊要求 (1)額定容量。 12V 系列在 5 年左右， 2V 系列在 8 年左右。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )網(wǎng) : 11 光源與太陽能系統(tǒng)有兩種形式 :一種是配太陽能獨(dú)立供電的 HID 燈電子鎮(zhèn)流器 (或稱觸發(fā)器，下同。小功率太陽能 LED 燈、節(jié)能燈用在草坪、景觀照明。所以，綜上所述，本路燈設(shè)計(jì)方案選擇 LED 燈光源。（ 3）提商蓄電池壽命太陽能電池的使用壽命 25 年以上，普通蓄電池 的使用壽命在 2~3 年，蓄電池是太陽能電力 系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。（ 8）防盜。 （ 1）負(fù)載日耗電量： Q=WH/U=308/12=20Ah 式中 U 為系統(tǒng)蓄電池標(biāo)稱電壓。式中 18 為太陽電池組件工作電壓。 圖 不同光照下太陽電池的輸出電壓電流曲線 Figure the IoutUoutcurve of the solar cell under different sunlight 因此 ,為了提高本系統(tǒng)的工作效率，必須盡可能地使太陽電池在 MPPT 處工作，這樣就可以用功率盡可能小的太陽電池獲得最大的功率輸出，這就是進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的意義所在。 溫度特性和光照特性 溫度的變化會(huì)顯著改變太陽能電池的輸出性能。溫度變化對于開路電壓的影響之所以大，是因?yàn)殚_路電壓直接同制造電池的半導(dǎo)體材料的禁帶寬度有關(guān)，而禁帶寬度會(huì)隨溫度的變化而發(fā)生變化。光伏電池的輸出電壓和輸出電流都和負(fù)載電阻大小有關(guān)。 (4)蓄電池的自放電。因?yàn)榉蛛A段充電過程符合閥控式密封鉛酸蓄電池的特性，能很好地保護(hù)蓄電池，延長其使用壽命 。脈沖快速充電法的理論依據(jù)就是通過在充電電流中疊加一定頻率、寬度、高度的負(fù)脈沖或短 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )網(wǎng) : 17 圖 蓄電池充電過程曲線 Figure battery charging curve 時(shí)間的停充電，使參加反應(yīng)的 Pb+離子來得及生成并提 高其濃度，又使生成的 H+和 S04 離子來得及從電極表面附近移開，其綜合效果是降低了濃差極化，允許加大充電電流縮短充電時(shí)間。h V—— 光伏系統(tǒng)的電壓等級 (12V 或 24V) LED 的特性和亮滅控制 LED 的特性 高亮度 LED 一般的導(dǎo)通電壓在 ～ ，其電流 電壓關(guān)系為： ? ?1/ ?? KTVSF FeII 式中， IS 為飽和導(dǎo)通電流； VF 為正向電壓； IF 為正向電流。（ 1)白天：系統(tǒng)處于充電狀態(tài)， LED 燈熄滅。白天當(dāng)光線照射到光敏電阻上時(shí)，其通過感應(yīng)使電路封鎖聲音通道，使聲音脈沖不能通過，則 燈泡不受聲音控制，即聲控傳感器暫時(shí)失去作用，燈泡不亮。熱電檢測器是將紅外的輻射熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而檢測電信號來測量紅外線的強(qiáng)弱。如果路口足夠?qū)?，可以讓兩個(gè)人一起進(jìn)，那用紅外無法檢測具體人數(shù)除非一個(gè)一個(gè)進(jìn)，稱重相結(jié)合，或許可以解決這個(gè)問題：第一對紅外管檢測是否有人進(jìn)，但進(jìn)一個(gè)或兩個(gè)不知道；第二對紅外管檢測是否有人出，但出一個(gè)或兩個(gè)不知道；兩對管中間是稱重區(qū)域，即可以判斷是進(jìn)了一個(gè)還是兩個(gè)人，同時(shí)可以判斷是出了一個(gè)還是兩個(gè)人。光敏二極管可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。其偵測原理乃是利用紅外線經(jīng) LED 紅外光發(fā)射二極管發(fā)射 ,由接收頭接受。紅外接收電路如圖 所示。圖中Vin+和 Vin連接在太陽能電池陣列的輸出端， VB 和 GND 連接鉛酸蓄電池正負(fù)兩極。從而一定的輸出阻抗對應(yīng)一個(gè)輸 出電壓值和輸出電流值。由