一種太陽能報警器系統設計
太陽能電池板陣是將光能直接轉換成電能的設備,在光照的條件下,可以產生一定的電壓和電流。通過對多塊太陽能板進行串并聯,即可得到滿足負載要求的電壓、電流。太陽能電池板是太陽能供電系統中重要的發電部分,直接將太陽光能轉換為電能,即使在環境極端惡劣條件下,依然可以穩定、可靠地發電。這種從光到電的轉換過程是無噪聲、無化學能源損耗、不存在自身損耗的發電,也不產生有害物質,對環境沒有任何污染和改變。太陽能供電系統控制器是供電系統的核心部分,用來控制太陽能板的發電、蓄電池的充放電、負載的管理和保護。此外,還應該具備本地顯示和遠傳監控的功能。蓄電池是系統的儲能設備。用于存儲太陽能板所產生的多余電能,并能在太陽能板發電量無法滿足負載需要時,向負載供電。其系統結構如圖2所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/172736.htm
太陽能電池板安裝和固定在支架上,調節傾角以使太陽能板能獲得最大的太陽輻射。由于太陽能電池板安裝于室外,因此要求其支架應具有較高的抗風能力,一般要求達到抗12級風以上。此外,支架還應達到相應的防腐、防銹要求,特別是在一些沿海或島嶼地區,還有相應的防鹽霧要求。
3 系統硬件
3.1 太陽能充放電控制電路
本系統中太陽能板的輸出的電壓能達到140V,各電路模塊的工作電壓為96V,所以所用的蓄電池組參數為96V,5AH。該電路的防過充部分將蓄電池浮充的最高電壓限制在112 V,保證了電池和各模塊的安全,警報器在使用過程中蓄電池能量消耗較快,電壓下降明顯,當電壓下降到閾值如72 V時,過放電路切斷控制板電源使系統停止功率輸出,有效地保護了電池的工作安全和延長了電池的使用壽命。比較器LM2901與單穩態觸發器CD4013組成窗口比較器防止繼電器在臨界點反復通斷,保護電路能實現預置電壓閾值的準確跟蹤和控制。
3.2 測控電路
(1)采用MSP430單片機與MSM7512B芯片組合的遠程通信與控制模塊,作為控制芯片的MSP430單片機,具有低功耗,豐富的片內外設。這些特點使其非常適合本系統所處的工作環境下的信號采集、信號處理、現場控制和數據通信。
(2)MSM7512B是低功耗調制解調芯片,符合ITU-TV.23協議標準,半雙工通信模式,采用FSK調制解調方式,本模塊中MSM7512B輸入的語音模擬信號來自于車載電臺或對講機電路模塊,對該信號進行解調,處理后的TTL電平數字信號交給CPU處理,形成一個信號通道。
(3)如圖4中所示的基本電路中,使用帶有中斷功能的P1、P2端口進行TIL電平的數據采集輸入,P4、P5端口作為TTL電平控制的輸出,具有A/D和D/A轉換功能的P6口作為模擬量數據的采集輸入和模擬量控制的輸出,從P3端口中使用一個UART串口連接MSM7512B的TXD、RXD進行串行通信,豐富的擴展接口可以方便實現系統軟硬件的升級和改造。
4 結束語
本文系統地介紹了太陽能警報器的系統架構,各個子模塊的功能和原理,如MSP430單片機與MSM7512B芯片配合組成的遠程測控單元的實現方式,太陽能電池和蓄電池之間的充放電控制電路,D類大功率模塊電路和原理,正是基于以上技術的成功應用,使得太陽能警報器能夠在艱苦的條件和惡劣的環境中顯示出完美的性能,具有移動方便,免外圍組裝接線,電池免維護等特點,可廣泛應用于機場驅鳥,森林防火,城市防空,水利防汛等特殊場合。
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