关于带太阳能采集功能的智能邮箱的方案设计

简单地来说，能量采集可以将一种形式的能量转换成电力并将其存储在电池或超级电容中。太阳能应用的范围很广，包括高电压的屋顶光伏电站到面向远程、低功耗应用的小型太阳能装置。多数注意力都集中在太阳能发电上，因为它被认为是油的替代物，这算是一个大规模应用，不过太阳能也可以以小规模采集，提供远程装置所需的电力。太阳能电池板在白天时进行充电，而远程监控单元可能传输信号，甚至也可以将这些数据记录在本地。各种能量采集装置可用于驱动许多低能量应用，包括移动设备的电池充电器、可穿戴电子设备以及远程传感器网络。MSP430微控制器是一种理想的可供远程使用的MCU，因为它的功率效率表现得异常出色。

图1：所需实物材料。

为突出演示远程应用中太阳能的使用，我们将在无线应用中采用的德州仪器（TI）MSP430微控制器，该微控制很可能让你一见倾心。具体来说，我们要考验的是一个能量采集（EH）平台，它为一个远程邮箱传递通知系统提供电力。该邮箱尽管缺乏实际的专业需求，但相同的设置可用于一次完整动作的远程传输。一旦基本掌握了电路设计和微控器编程，开发人员可能就着手开始探索不同的微控器架构和平台，发掘它的潜力。芯片制造商给工程师销售开发板或套件以帮助他们快速开发和测试应用，也免除了他们打造初始定制电路板的麻烦。尽管设计工程师会频繁使用这些工具，但制造者们会发现这些“开发套件”提供了一个便捷的入口，帮助他们撬开电子设计的殿堂。

目前有很多微控器平台可供选择，比起备受注目的Arduino开源平台，有的平台可能更适合于某些具体应用。在这里，我们展示了使用德州仪器（TI）MSP430微控制器的一个项目。这个微控制器目前非常常用，它的功耗极低，在这个示例中，一个能量采集（EH）太阳能平台为一个远程通知系统提供电力。提供了该项目中的链接，源代码和其它一些文件，包括了完整的说明、材料清单以及预先选定的产品。

项目概况：由太阳能电池板供电的MSP430 LaunchPad

虽然这套设施也可用于任何类似远程通知中，我们检测到邮件被投递时，告诉室内的计算机。然后，在邮件投递后，计算机驱动一个伺服电机，移动物理标示以表明状态改变。

图2：整套设施，包括连线。

该项目由两个模块组成：第一个是室外太阳能电池板，为MSP430、RF收发器以及安装在邮箱里的一个简单环境光检测电路提供电力；第二个模块（室内）连接到一个USB调试加密狗，一个运行sketch（程序）的计算机，以及驱动伺服电机在状态变化时物理移动指示手臂的MSP430 LaunchPad开发板。

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材料清单（BOM）如下：

数量 贸泽编号 描述 位置 1 595-EZ430-RF2500-SEH TI太阳能能量采集模组，包括一个太阳能面板（2.25X2.25英寸），MSP430微控器，两个无线对应板，以及USB应用后背卡槽 远程（室外） 1 595-LP2950-33LPRE3 TI - 3.3V LDO 调节器 远程 1 782-TEPT4400 Vishay 环境光传感器 远程 1 71-CCF55221RFKE36 Vishay 220欧姆电阻 远程 1 652-3362P-1-103LF Bourns 10K 可变电阻器 远程 4 512-FOD852300 Fairchild 光耦合器 室内 1 595-MSP-EXP430FR5969 TI LaunchPad 实验开发套件 室内 1 563-BB-32620 Bud 工业级 Boardganizer 外壳 室内 1 653-A3DT-500R Omron 瞬时按钮 室内 1 71-CCF0710K0GKE36 Vishay 10K欧姆电阻器 室内 1 871-B41041A6104M EPCOS 0.1微法电容器 室内 1 647-UVR1H100MDD1TA Nichicon 10微法电容器 室内 1 782-T010051 Arduino伺服模组 室内 1 517-9611256404AR 3M 头针 - 2.54毫米间距 室内 1 563-BB-32621 Bud工业级 SOLDERLESS BREAD板 3.2寸 x 2.08寸 x 0.33寸 室内 2 932-MIKROE-511 母到母跳线 两者兼需 2 932-MIKROE-513 公到公跳线 两者兼需