基于51單片機的太陽能草坪燈設計
發布時間：2014-12-16 10:41
發布者：designapp
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隨著地球資源的日益貧乏，基礎能源的投資成本日益攀高，太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的安全環保新能源越來越受到重視。隨之各類太陽能景觀裝飾產品也應運而生。太陽能草坪燈也將隨著人們生活水平的提高和社會的不斷發展，而被廣泛地應用。本文就太陽能草坪燈的主要部件設計、選型等技術問題做一個探討，并介紹一種基于51單片機的新型太陽能草坪燈的設計方案，見圖1所示。 圖1 太陽能草坪燈 1 太陽能電池的選擇 1.1 類型 太能能電池是將太陽能轉化為電能，較實用的有單晶硅、多晶硅、非晶硅三種太陽能電池。 ①單晶硅太陽能電池性能參數比較穩定，適合在陰雨天比較多、陽光不是很充足的南方地區使用。 ②多晶硅太陽能電池生產工藝相對簡單，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，適合在室外太陽光不足的地方使用。 1.2 工作電壓 太陽能電池的工作電壓為配套電池電壓的1.5倍，才能保證給蓄電池正常充電。如給3.6 V蓄電池充電需要用4.0～5.4 V太陽能電池；給6 V蓄電池充電需要用8～9 V太陽能電池；給12 V蓄電池充電需要用15～18 V太陽能電池。 1.3 輸出功率 太陽能電池的單位面積輸出功率約為127 Wp/m2。太陽能電池一般由多個太陽能單元電池串聯組成，其容量取決于照光源、線路傳輸部件所消耗的總功率以及當地太陽能輻射能量。太陽能電池組輸出功率宜超過光源功率的3～5倍，光照豐富、開燈時短地區為(3～4)倍以上；反之為(4～5)倍以上。 本文下一頁：蓄電池的選擇 2 蓄電池的選擇 蓄電池在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到夜晚需要照明的時候再釋放出來。 2.1 類型選擇 ①鉛酸(CS)蓄電池：使用于低溫高倍率放電、能力偏低，目前大部分太陽能路燈采用。密封免維護、價格低。但要注意防止鉛酸污染，應逐步淘汰。 ②鎳鎘(Ni—Cd)蓄電池：放電倍率高、低溫性能 好、循環壽命長，小型系統采用，但應注意防止鎘污染。 ③鎳氫(Ni-H)蓄電池：高倍率放電、低溫性能好、價格便宜、無污染，為綠色環保電池�？蔀樾⌒拖到y采用，這種產品宜大力提倡。 目前，廣泛采用的有鉛酸免維護蓄電池、普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池三種。 2.2 蓄電池連接 并聯連接時，要考慮各單體電池問的不平衡影響，并聯組數不宜超過四組。安裝時要注意，蓄電池的防盜問題。 本文下一頁：基于51單片機的新型太陽能草坪燈電路原理 3 基于51單片機的新型太陽能草坪燈電路原理 圖2中，U18051是一種8位元的單芯片微控制器，屬于MCS-51單芯片的一種，由英特爾公司于1981年制造。U18051單芯片是同步式的順序邏輯系統，整個系統的工作完全是依賴系統內部的時脈信號，用以產生各種動作周期及同步信號。在U18051單片機中已內建時鐘產生器，在使用時只需接上石英晶體諧振器(或其它振蕩子)及電容，就可以讓系統產生正確的時鐘信號”。 圖2中U2A為高精度、低功耗的電壓比較器LM393A，C6為蓄電池、BT1為太陽能電池板。當有太陽光照射到太陽能電池板BT1上時，太陽能電池BT1兩端的電壓升高，給蓄電池C6充電，電容C1、C2濾波。D1是防止太陽能電池板被蓄電池反充電的保護太陽能電池板。電位器R1是用來調節LM393A的反向端電壓，調節太陽能草坪燈的開關燈時間，當白天太陽能電池板BT1有太陽光照射時，兩端的電壓升高，通過R1分壓，使LM393A芯片反向端二腳的電壓高于同相端三腳，LM393A從一腳輸出低電平，使三極管Q1截至，51單片機U18051沒有有上電。 當到夜晚太陽能電池板BT1兩端的電壓降低時，通過R1分壓，使LM393A芯片反向端二腳的電壓低于同相端三腳，LM393A從一腳輸出高電平，三極管Q1導通，51單片機上電工作。 51單片機依次導通四路彩色LED，依次循環，直到白天時，51單片機掉電停止工作。 51單片機部分程序如下所示： void main() { init()；//初始化 while(1)； } void timer0() interrupt 1 { TH0=(65536—50000)/256； TLO=(65536—50000)%256； a++； if(a=60) { a=0； b=_crol_(b，1)； if(b=0x10) b=0x01； P2=b； } 4 結束語 目前，太陽能產業還處于起步階段，還有很多問題有待解決。類似太陽能電池板的裝換效率較低、太陽能電池板價格較高等問題都制約著太陽能產業的發展，但太陽能作為新型的綠色能源，在照明這個領域應用前景廣闊。 |
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