【正文】 ............................. 6 電子制冷片簡介 ......................................................... 6 制冷片的選擇 ........................................................... 7 制冷片的散熱 ........................................................... 8 太陽能光伏電池 ...................................................... 8 溫度傳感器 .......................................................... 9 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ............................................................. 11 ................................................ 11 驅(qū)動電路設(shè)計 ....................................................... 13 溫度檢測 ........................................................... 13 系統(tǒng)供電電源設(shè)計 ................................................... 14 溫度顯示 ........................................................... 15 復(fù)位電路 ........................................................... 16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................................. 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)計背景和目的 在糧食儲藏中 ， 糧倉里的 環(huán)境 溫度是很重 要的保證條件 ， 糧食低溫儲藏就是利用自然低溫條件或機(jī)械制冷設(shè)備，降低倉內(nèi)儲糧溫度，并利用倉房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能 ， 確保糧食在儲藏期間的糧堆溫度維持在低溫 (15℃ )或準(zhǔn)低溫 (20℃ )以下的一種糧食儲藏技術(shù)。 關(guān)鍵詞： 太陽能；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 。外圍電路主要有數(shù)碼管顯示電路，電子制冷片的驅(qū)動與開關(guān)控制電路等。 本 設(shè)計以太陽能光伏電池板提供能量來源，以低成本半導(dǎo)體制冷片TEC112706 作為制冷單元，系統(tǒng) 通過開關(guān)制冷片個數(shù)來達(dá)到控制制冷量的目的 。另外， 隨著人類社會的日益發(fā)展，人類對能源需求的急劇增加，世界能源危機(jī)日漸突出，太陽能作為一種主要的清潔能源已經(jīng)受到世界各國的普遍重視。 2020 屆畢業(yè)生 畢業(yè)論文 題 目 : 基于太陽能的微型制冷控制系統(tǒng)研究 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 電氣 0702 學(xué)生姓名： XXX 學(xué) 號： XXXXXXXXXX 指導(dǎo)教師： XXXXXXX 教師職稱： 教授 2020 年 5 月 26 日 I 摘 要 低溫儲糧是保證糧食長期儲藏品質(zhì)的重要方法，已經(jīng)成為糧食儲藏技術(shù)的一個發(fā)展方向。但是低溫儲糧需要消耗大量的能源，對于附加值很低的糧食儲藏企業(yè)來說是難以接受的。本文設(shè)計了一種基于太陽能的低溫制冷系統(tǒng)，以滿足糧食儲藏企業(yè)投入成本低、運(yùn)行成本低的要求。系統(tǒng)以 STC12C5A08S2 單片機(jī)為核心， 采用溫度傳感器 DS18B20 來檢測糧庫的溫度，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 電子制 冷片的通斷，進(jìn)而控制糧庫的溫度。 系統(tǒng)具有體積小、重量輕，價格低等優(yōu)點(diǎn)。MCU。低溫儲糧可以有效減緩糧食品質(zhì)劣變，抑制蟲霉的生長繁育，減少糧食營養(yǎng)損失，減少化學(xué)藥劑的使用，達(dá)到綠色儲糧的目的。 低溫儲糧技術(shù)中，冷源的選擇極其關(guān)鍵。但前者電能消耗 大 ， 運(yùn)行成本高，停機(jī)后糧倉內(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，但可利用的時間短，達(dá)不到滿意的制冷效果，不能大量實(shí)施。因此，低溫糧倉新冷源的研究與應(yīng)用必然具有廣闊的前景。太陽能作為一種取之不盡，用之不竭的清潔能源，越來越受到人們的重視。 太陽能空調(diào)的最大優(yōu)點(diǎn)在于，冷負(fù)荷的需求與太陽能的供給能夠保持一致性：當(dāng)天氣越熱、太陽輻射越強(qiáng)的時候，冷負(fù)荷的需求越大。 2 太陽能制冷國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢 糧倉的低溫儲藏包括自然低溫儲藏和機(jī)械壓縮式制冷。然而，隨著夏季的來臨，受太陽輻射及環(huán)境溫度的影響，倉內(nèi)糧食溫度逐漸回升。 國外的發(fā)展概況 國際上，德國工程師于 1917 年首次提出利用機(jī)械制冷進(jìn)行低溫儲糧的概念。在美國，從上世紀(jì) 50 年代末期開始機(jī)械制冷低溫儲糧的研究。 Hunter 等人在澳大利亞積極推廣使用機(jī)械制冷設(shè)備低溫儲藏小麥以減少或避免化學(xué)藥劑熏蒸。在日本，上世紀(jì) 70 年代低溫倉容已達(dá) 萬噸，準(zhǔn)低溫倉容約 萬噸。 國內(nèi)的發(fā)展概況 國內(nèi)，在國家“九五”科技攻關(guān)計劃項(xiàng)目“機(jī)械制冷低溫儲糧技術(shù) 資助下，國家糧食局科學(xué)研究院在學(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上 ， 于 1998 年研制成功了國內(nèi)首臺谷物冷卻機(jī)。 太陽能制冷的研究 隨著對太陽能的大力開發(fā)和應(yīng)用，太陽能制冷技術(shù)也有了相應(yīng)的進(jìn)展。 (2)進(jìn)行太陽能光熱轉(zhuǎn)換，以熱能制冷。國內(nèi)外關(guān)于光熱制冷的研究很多，但是由于太陽能光熱制冷技術(shù)要求高，造價成本高，因此在糧倉制冷應(yīng)用中普及率很低。 隨著人們節(jié)能和環(huán)保意識的加深 ， 開發(fā)新能源和可再生能源已經(jīng)成為許多發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家 21世紀(jì)能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本選擇。在太陽能的利用中 ， 太陽能制冷空調(diào) 是一個極具發(fā)展前景的領(lǐng)域 ， 也是當(dāng)前制冷技術(shù)研究中的熱點(diǎn)。首先是節(jié)能 ， 據(jù)統(tǒng)計 ， 國際上用于民用空調(diào)所耗電能約占民用總電耗的 50%。太陽能制冷用于空調(diào) ， 將大大的減少電力消耗 ， 節(jié)約能 源 ； 其次是環(huán)保 ， 根據(jù)《蒙特利爾議定書》 ,目前壓縮式制冷機(jī)主要使用的 CFC 類工質(zhì)因?yàn)閷Υ髿獬粞鯇佑衅茐淖饔脩?yīng)停止使用(美、歐等已停止生產(chǎn)和使用 )， 現(xiàn)在各國都在研究 CFC 類工質(zhì)的替代物質(zhì)及替代制冷技術(shù) 。 利用太陽能致冷與一般電力致冷的基本原理相同 ， 只是在使用能源方面不一樣。 壓縮式致冷要求集熱溫度高 ， 工作介質(zhì)對環(huán)境有影響 ， 且造價高 ； 蒸汽噴射式致冷不僅要求集熱溫度高 ， 且致冷效率低 ， 經(jīng)濟(jì)上不合算 。 太陽能吸收式致冷可采用平極式集熱器或真空管集熱器為熱源 ， 它的致冷基本原理是利用兩種不同沸點(diǎn)的物質(zhì)組成工質(zhì)對 ， 其中沸點(diǎn)低的物質(zhì)為致冷劑 ， 沸點(diǎn)高的物質(zhì)為吸收劑 。 電子制冷是由 半導(dǎo)體制冷片（ TE） ， （大量的 PN 結(jié)（碲化鉍））制冷的 。 本文 中 用到的太陽能制冷方法是 電 子 制冷， 采用的是半導(dǎo)體制冷片，制冷效果符合設(shè)計要求，且成本低。系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成 ,硬件部分主要完成 主電路、數(shù)據(jù)采集電路、 驅(qū)動電路、溫度顯示電路等的設(shè)計。 太 陽 能 電 池 組 驅(qū) 動 電 路 半 導(dǎo) 體 制 冷 片S T C 1 2 C 5 A 0 8 S 2 溫 度 顯 示采 樣 電 路溫 度 圖 總設(shè)計框圖 5 2 硬件設(shè)計中主要器件選型