太阳能供电与控制系统电路原理解析

　　随着社会的发展，太阳能这一能源将有希望代替一部分传统能源，供给人们的使用。小型粮仓的太阳能供电，以太阳能作为能源，不仅清洁安全，还可以节约资源，通过控制器的作用，达到控制室内温度的目的。 太阳能这种新能源的应用前景是十分可观的。而且太阳能电池寿命长，只要太阳光的存在，太阳能电池就可以长期使用，与一些传统能源相比，太阳能不会污染环境，所以太阳能供电具有广阔的前景。太阳能具有的一些特性，是很多传统能源无法比拟的，人们如果能够广泛的使用太阳能，将对国家的发展具有重要的意义。为了达到这一目标，小型粮仓太阳能供电系统设计这一课题将对太阳能供电的广泛应用，具有铺垫的作用，对于能源与国家的可持续发展也是十分重要的。

　　在供电系统组件中，主要由太阳能电池板，蓄电池以及逆变器和负载构成。系统的框图如图2-1所示。太阳能电池组接收太阳的光能并转换成电能，一部分供给负载使用，一部分存储在蓄电池中，当室内温度高于设定温度时，控制器会控制逆变器的开启，将低压直流电转化为220V交流电，供电机使用，以达到降低室内温度的目的。

　

　　总体结构，太阳能供电系统中，控制器是整个设计的核心，控制器需要对太阳能发电系统中的运行情况和环境状况进行检测。包括太阳能电池组件电压温度、充放电电流、蓄电池电压等，并最终完成的控制器具有的控制和保护功能。控制器的结构如图3-1所示。

　　

　　单片机最小系统

　　单片机的最小系统包括晶振电路和一个复位电路，如图3-2所示。AT89C51单片机芯片组成包括： 1.一个8位80C51微处理器； 2.用以存放可以读、写数据的存储器RAM/SFR，大小有256字节; 3.4KB的FlashROM程序存储一些初始数据； 4.4个8位并行I/O端口P0~P3，这些端口既可用来输入，也可用来输出；5.2个16位定时器/计数器，每一个定时器/计数器的外部事件可以设置通过计数的方法来计算，也可以建立经常性的方式来实现计算机控制；6.由5个中断源、两个中断优先级构成的中断控制系统；7.微控制器或者单片机和PC串行通性的作用；8.振荡器与时钟产生电路； 9.89C51具有省电模式，即休闲和掉电模式。

　　温度传感器模块

　　本次设计中选用DS18B20温度传感器。DS18B20的单片机接收到一个I/O口，由于单总线是漏极开路，所以就需要一个外部4.7K上拉电阻，使用寄生的工作方式，VDD电源引脚与单线总并联。传感器如图3-3所示。 DS18B20的内部结构：64位ROM温度传感器报警触发器TH和TL配置寄存器。 DS18B20的管脚：VDD外部输入寄生接地电源时，电源接线；DQ为数字信号输入、输出端；GND为电源地。温度传感器DS18B20与单片机的P1.5口连接，主要用于测量室内的温度。