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)hetaiyangnengrefadianliangdalei

，houzheyouyujishubijiaofuza，zhinengyongyubijiaodaderongliang
，yingyongshoudaoyidingxianzhi，suoyimuqianshijiyingyongjiaoshao。taiyangnengguangfadianjuyouquzhibujin，yongzhibujie，wuwurandengzhuduoyoudian
，yichengweirenleixunqiuxinnengyuanderedian。

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deliyonglv，shishijiankongfadianliangshihenyoubiyaode，keyijizaofaxiantaiyangnengdianchigongzuozhongchuxiandeyichangqingkuang。zhelitichuleyizhongtaiyangnengdianchifadianliangshishijiankongxitongdeshejifangan。xitongliyongAT89S52danpianjikongzhi
，caiyonghuoerdianliuchuanganqiduitaiyangnengdianchideshuchudianliuceliang，qituchuyoudianshikeyizaijihubuxiaohaonengliangqingkuangxia，jiangdianliuzhuanhuanweidianyajinxingceliang。
　　
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(you)I／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0～5Vdedianyaxinhao，shishicaijitaiyangnengdianchishuchudianliuxuyaojiangdianliuxinhaozhuanhuanweidianyaxinhao，youyubenxitongshiguangfufadianxitongdefuzhushebei
，jinkenengjiangdinengliangxiaohaoshishouyaowenti。youcihuoerdianliuchuanganqichengweishouxuan，genjuhuoerxiaoyingyuanlijinxinggongzuo


，kezaijihubuxiaohaonengliangdeqingkuangxiajiangdianliuxinhaozhuanhuanweidianyaxinhao。benxitongcaiyongTBCl0SY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、haodianliangxiaobingnengyouxiaodishishijiankongtaiyangnengdianchidefadianliang

，jizaofaxiantaiyangnengdianchigongzuozhongchuxiandeyichangqingkuang。gaixitongshejizuoweiguangfuxitongdefuzhubujianshiyongyuxiaoxingliwangguangfuxitong，tongshigaixitongzhuangzhiqijianshoumingjiaochang，naiyongkekao，shiqizailiwangguangfuxitongzhongjuyouguangfanyingyong。