20xx基于微處理器的太陽能路燈控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-17 00:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 設計方案；第二步繪制程序流程圖；第三步編寫程序，分析各部分的功能，進行注釋，然后調(diào)試通過；最后利用Matlab進行仿真模擬，然后進行改良。
3 硬件設計規(guī)劃 硬件設計規(guī)劃包括如下電路：恒壓電路模塊，也就是DCDC Buck電路，DCDC直流電源仿真光伏電池，輸出電壓在35V~70V。這樣通過Buck降壓斬波電路來調(diào)節(jié)占空比來為輸出24V恒定電壓為蓄電池進行充電，在白天為蓄電池進行充電，然后夜晚蓄電池進行放電為路燈進行充電。
其中主要硬件包括STC12C5A60S2單片機，電路包括Buck降壓斬波電路，目的是為蓄電池提供24V恒定電壓。
單片機介紹 單片機由電源，復位電路，晶振電路以及擴展部分所組成。
本論文采用的是STC12C5A60S2單片機。STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機性能十分優(yōu)異。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉換(250K/S),針對電機控制，強干擾場合。具有如下特點： 1. PWM可用來當2路D/A使用，也可用來再實現(xiàn)2個定時器，也可用來再實現(xiàn)2個外部中斷； , 10位精度ADC，共8路，轉換速度可達250K/S(每秒鐘25萬次) （外部晶體12M以下時，復位腳可直接1K電阻到地） STC12C5A60S2單片機示例 太陽能電池板 太陽能電池板在這個路燈中處于中心地位，其作用也是最高的，然后價值也是很高。它的功能是將太陽能變?yōu)殡娔?，然后通過Buck斬波電路輸出穩(wěn)定的24V電壓到蓄電池中存放。太陽能電池板主要有單晶硅、多晶硅及非晶硅太陽能電池三種。
(1)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； (2)多晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝相對簡單，價格比單晶硅低，適合在太陽光充足、日照好的東西部地區(qū)使用； (3)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。
蓄電池 蓄電池在太陽能路燈設計中也是處于中心部件的作用，它可以用來保存電能，并且可以在需要的時間釋放其存儲的能量。通常情況下，對于蓄電池的選擇有以下條件，第一該蓄電池可以正常工作的需要，可以使得LED燈在夜晚正常亮，然后可以在另外的時間盡可能存儲太陽能，此外還要考慮下雨天的時候，同樣的要保存充足的能量。當它的容量不大的時候，正常的供電就會受到影響，相應地假如容量很大的時候，很容易造成蓄電池的損壞，從而不能正常工作，浪費經(jīng)濟成本。同樣的，蓄電池應該與調(diào)養(yǎng)你電池板，路燈相適應。假設路燈30W，每晚亮12H，那么所消耗能量為360Wh。假設蓄電池輸出電壓也為24V，那么需要15Ah的蓄電池。也就是360/24=15。
蓄電池的原理 蓄電池是一種存儲化學能量并且可以釋放的存儲儀器。下面用鉛酸電池來說明，當該電池儲存能量后，正極，在硫酸電解質的環(huán)境中，與溶液作用反應可以生成一種不穩(wěn)定物質—，氫氧根離子在溶液中， 在正極上，所以正極上面電子很少。該電池充電后，負極為，與電解液中的硫酸（）發(fā)生反應，變成，在此過程中，存在于電解質溶液。
負極上存在剩下的2e。因此，在電池處于斷開的狀態(tài)時，在各種化學因素的影響之下，正極上缺少電子，相反的多，因此存在電位差，就產(chǎn)生了電動勢。
鉛酸蓄電池電動勢產(chǎn)生原理 反應方程式可以顯示成下面的形式： 負極： (31) 正極： (32) 總反應： (33) 在太陽能電路系統(tǒng)之中，蓄電池主要是用浮沖的方式工作，也就是說，當有太陽光照射的時候，蓄電池和各種發(fā)電的諸多設備一起工作，這個時候，電池偶爾釋放的能力由浮沖的能力瞬間所補充，在沒有太陽光的時候，則是由蓄電池給耗能元件單獨供電。慢慢的不斷的補充電能，蓄電池電壓升高，當?shù)竭_蓄電池組的臨界電壓時，充電的過程會停止。在這一過程之中，蓄電池充放電次數(shù)相對比較少，電池不用完全的充放電，因此可以提高電池的使用效率，從而進一步提高蓄電池的壽命周期。
蓄電池充電技術 對于蓄電池而言，有諸多充電方式，如恒流充電、恒壓充電、兩階段充電、三階段充電、快速充電等方法。
恒流充電 所謂的恒流充電也就是讓蓄電池在某一電流下充電，在此過程中，因為蓄電池電壓會發(fā)生變化，要進行變化適應，從而使得電流固定。該種充電的方式非常非常適合多個蓄電池串聯(lián)的情況，因為在這種特殊情況之下，不同的蓄電池可以互相補充，使得相對充電不太理想的蓄電池可以得到保養(yǎng)，最終達到延長電池壽命的目的。
但是，同樣的，對于此種充電方式而言，缺點也是十分明顯，蓄電池最初充電的流量很小，然而到了后期又十分大，這樣就導致充電的過程時間十分長，尤其在后面的階段，析出各種各樣的氣體，而這些氣體又會對電池的效率等產(chǎn)生明顯的影響，因此針對這一弊端，產(chǎn)生了一種改良型的充電方式，也就是分段恒流充電。該種充電方式在充電過程的后期階段把電流減小。具體的充電過程需要根據(jù)不同的儀器，環(huán)境，電路等諸多因素考慮。充電過程中電壓
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