中心議題：

• 檢測係統硬件設計
• 檢測係統軟件設計流程

解決方案：

• A／D轉換模塊設計
• I／U轉換模塊設計
• 輸出顯示模塊

可再生能源太陽能發電可分為太陽能光發電(又稱光伏)和he太tai陽yang能neng熱re發fa電dian兩liang大da類lei

，後hou者zhe由you於yu技ji術shu比bi較jiao複fu雜za，隻zhi能neng用yong於yu比bi較jiao大da的de容rong量liang，應ying用yong受shou到dao一yi定ding限xian製zhi，所suo以yi目mu前qian實shi際ji應ying用yong較jiao少shao。太tai陽yang能neng光guang發fa電dian具ju有you取qu之zhi不bu盡jin，用yong之zhi不bu竭jie，無wu汙wu染ran等deng諸zhu多duo優you點dian
，已yi成cheng為wei人ren類lei尋xun求qiu新xin能neng源yuan的de熱re點dian。

但同時又存在應用間歇性
，發電量與氣候條件有關的缺點。因此，為提高太陽能電池的de利li用yong率lv
，實shi時shi監jian控kong發fa電dian量liang是shi很hen有you必bi要yao的de

，可ke以yi及ji早zao發fa現xian太tai陽yang能neng電dian池chi工gong作zuo中zhong出chu現xian的de異yi常chang情qing況kuang。這zhe裏li提ti出chu了le一yi種zhong太tai陽yang能neng電dian池chi發fa電dian量liang實shi時shi監jian控kong係xi統tong的de設she計ji方fang案an。係xi統tong利li用yongAT89S52單dan片pian機ji控kong製zhi
，采cai用yong霍huo爾er電dian流liu傳chuan感gan器qi對dui太tai陽yang能neng電dian池chi的de輸shu出chu電dian流liu測ce量liang，其qi突tu出chu優you點dian是shi可ke以yi在zai幾ji乎hu不bu消xiao耗hao能neng量liang情qing況kuang下xia，將jiang電dian流liu轉zhuan換huan為wei電dian壓ya進jin行xing測ce量liang。
　　
1係統硬件設計
　　
係統硬件電路如圖1所示，主要由太陽能電池組
、霍爾電流傳感器組成的，I／U轉換電路、液晶1602組成的顯示裝置
、AT89S52單片機構成的控製係統
，以及鉛酸蓄電池構成的儲能係統5部分組成。其工作過程：太tai陽yang能neng電dian池chi接jie收shou光guang照zhao時shi，產chan生sheng電dian流liu，對dui蓄xu電dian池chi充chong電dian，單dan片pian機ji通tong過guo穩wen壓ya裝zhuang置zhi由you蓄xu電dian池chi提ti供gong驅qu動dong電dian壓ya，對dui太tai陽yang能neng電dian池chi產chan生sheng的de電dian量liang進jin行xing實shi時shi信xin號hao采cai集ji。由you於yu單dan片pian機ji隻zhi能neng接jie收shou電dian壓ya信xin號hao，所suo以yi在zai信xin號hao接jie收shou前qian由youI／U
、U／U轉換模塊將信號調至合適的電壓。經內部運算處理

，結果送1602液晶顯示裝置顯示電池發電量。


1．1A／D轉換模塊
　　
當模擬信號輸入單片機後需要轉換為數字信號
，由於需要同時測量太陽能電池輸出電壓和電流，故采用ADC0832是8位串行雙通道A／D轉換器，A／D轉換精度要依賴於有高穩定度的基準參考電壓，參考電壓設定為5V
，由TL431產生。模擬信號經過RC濾波送入AD輸入端，然後進行模數轉換後串行輸出。
　　
1．2I／U轉換模塊
　　
因單片機I／O接口隻能接收0～5V的de電dian壓ya信xin號hao，實shi時shi采cai集ji太tai陽yang能neng電dian池chi輸shu出chu電dian流liu需xu要yao將jiang電dian流liu信xin號hao轉zhuan換huan為wei電dian壓ya信xin號hao，由you於yu本ben係xi統tong是shi光guang伏fu發fa電dian係xi統tong的de輔fu助zhu設she備bei，盡jin可ke能neng降jiang低di能neng量liang消xiao耗hao是shi首shou要yao問wen題ti。由you此ci霍huo爾er電dian流liu傳chuan感gan器qi成cheng為wei首shou選xuan，根gen據ju霍huo爾er效xiao應ying原yuan理li進jin行xing工gong作zuo
，可ke在zai幾ji乎hu不bu消xiao耗hao能neng量liang的de情qing況kuang下xia將jiang電dian流liu信xin號hao轉zhuan換huan為wei電dian壓ya信xin號hao。本ben係xi統tong采cai用yongTBCl0SY型霍爾電流傳感器，額定輸出電壓為(±4±0．5％)V
，±15V雙電源供電
，測量電流範圍為O～15A，基本滿足小型離網光伏係統的應用。
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1．3電源設計
　　
單片機正常運行需要為片內的晶體管或場效應管供給電源，使其工作在相應狀態。AT89S52需要一個5V電源(實際工作電壓為3．6～6．0V)。可用整流
、穩壓方式供電，獲得4．5V左zuo右you的de電dian壓ya，因yin本ben係xi統tong為wei獨du立li發fa電dian，且qie長chang期qi使shi用yong，考kao慮lv到dao電dian源yuan壽shou命ming，該gai裝zhuang置zhi由you市shi電dian或huo幹gan電dian池chi提ti供gong驅qu動dong電dian源yuan不bu符fu合he實shi際ji，所suo以yi最zui佳jia方fang案an應ying該gai由you係xi統tong內nei部bu太tai陽yang能neng電dian池chi的de蓄xu電dian池chi供gong電dian，經jing穩wen壓ya集ji成cheng塊kuai7805穩壓為5V
，輸入單片機Vcc引腳，驅動單片機及液晶顯示裝置。TBCl0SY霍爾電流傳感器，需±15V雙電源供電，同樣采用係統內的蓄電池供電．經穩壓集成塊7805、7915穩壓在±15V，從而驅動其工作。
　
1．4輸出顯示模塊
　　
電量計算公式為Q=UIT，其中時間T可根據需要在軟件編程時自行確定，如每隔3min采樣一次，經內部運算後送1602液晶顯示發電量。為了節約電能，通過設置繼電器，使液晶顯示器顯示10s後自動熄滅。
　　
2係統軟件設計
　　
係統軟件設計主要由單片機完成，主要實現數據采集和控製顯示，整個軟件係統設計采用模塊化思想，其測量和顯示程序流程如圖2所示。


3係統測試分析
　　
以200W的小型離網光伏係統為例，額定電壓24V，最大電流6．18A，蓄電池200Ah。設計正常放電時間為2～3d，0～6．18A的電流按比例轉換為0～5V的電壓，由2隻電阻構成的衰減器
，輸出電壓放大比例由電阻R1和R2的比值決定
，設定U／U轉換比例為5／24，則R7=10kΩ，R6+Rp2=48kΩ。根據電量計算公式Q=UIT，實驗時間為中午12時至下午2時
，從顯示電量開始
，每隔3min記錄一次實際功率和監控係統所顯示的數據，各次誤差均小於3％，表l給出初始的10次測量誤差情況，隨電量逐漸增大
，誤差變化範圍逐漸縮小。


由AT89S52單片機
、霍爾電流傳感器以及1602液晶等構成的太陽能電池發電量的實時監控係統結構簡單、成本低廉、免維護
、耗hao電dian量liang小xiao並bing能neng有you效xiao地di實shi時shi監jian控kong太tai陽yang能neng電dian池chi的de發fa電dian量liang，及ji早zao發fa現xian太tai陽yang能neng電dian池chi工gong作zuo中zhong出chu現xian的de異yi常chang情qing況kuang。該gai係xi統tong設she計ji作zuo為wei光guang伏fu係xi統tong的de輔fu助zhu部bu件jian適shi用yong於yu小xiao型xing離li網wang光guang伏fu係xi統tong
，同tong時shi該gai係xi統tong裝zhuang置zhi器qi件jian壽shou命ming較jiao長chang
，耐nai用yong可ke靠kao
，使shi其qi在zai離li網wang光guang伏fu係xi統tong中zhong具ju有you廣guang泛fan應ying用yong。