單片機太陽能控制器

㈠ 基於STC單片機的太陽能控制器設計

整個系統使用了以STM32F103C8T6單片機作為核心板、太陽能板、鋰電池充電、穩壓電路、光敏採集電路、驅動電路、升壓穩壓模塊、步進電機、按鍵電路組成。整個系統共計有光敏採集板與主控板和兩塊板子，以對應的連接線進行相互連接。其中光敏採集板主要放置光敏感測器，模擬太陽能板的運作；另外的主控板起著對顯示器、電源接通管理、按鍵接通控制以及步進電機的相關驅動。

具體控制展現如下：

一、太陽能板將太陽光能進行收集，收集的同時進行光能與電能的轉換，通過電路的穩壓過程，將電傳遞給備用電池進行電量的儲存，在干鋰電池經過升壓模塊和穩壓模塊穩壓到5V給整個系統供電，有單獨的電源控制開關可以進行電源的通斷控制。在給設備系統進行上電後，系統最初的默認形式為隨太陽運動而運動的「自動模式」，還有就是可以通人為控制改為「手動模式」[9]也是可行的。

二、在系統通電的情況下不管是屬於自動還是手動模式，此時的光敏電阻都會採集光線強度，並且在顯示屏上面進行完美的顯示出來，其中顯示的效果為上、下、左、右四個方位。通過兩個步進電機驅動來完成上下左右運動，將兩個步進電機焊接在一塊形成了一個角度多自由度的整體。兩個電機都是通過連接線與主板進行的連接，通過光敏電阻對光強度的採集獲得四個方位的不同關照強度值，最後通過與預計值的比較，最後來確定電機的運動軌跡[10]。

三、其中以「自動模式」為例：在自動追尋的過程中，會自動判斷光的強高度的大小，若下面光照強度大於上面光照強度，STM32單片機就會直接驅動上端電機向下翻轉；以便於在下午太陽西落的時候，獲得更多的關照，若上面光照強度大於下面光照強度，STM32單片機就會直接驅動上端步進電機向上進行運動[11]；若上下兩個方位的光照強度均是大小相差無幾，那麼上端步進電機則不進行任何的動作。接下來就是對於當上下光照均勻左右運動的情況，若右方位的光照強度大於左方位的情況下，STM32單片機就直接驅動下方位第一個步進電機向左方位一定角度轉動[12]；若左方位的光照強度大於右方位的光照強度，STM32單片機就直接驅動下方位第一個步進電機向左方位進行運動[13]；當左右方位採光度也保持幾乎均應的時候光照，那麼下方位的第一個電機也將保持不動。那麼此時此刻設備的狀態將是完全的禁止，STM32單片機將不對電機給出任何的運動指令[14]。

三、也可以切換為「手動模式」狀態進行使用按鍵手動來完成設備狀態的切換。四個按鍵對應控制電機完成：上、下、左、右的翻轉動作。通過點動的方式來控制驅動步進電機的實際運動[15]。

四、當太陽能採集受限的時候，那麼此時就使用外部電源USB充電模塊對其進行鋰電池上電，以保障系統的正常運行[16]。

1.44寸顯示屏顯示了光敏電阻採集光強的數值范圍為0-1000，在實際應用過程中不管是處於自動還是手動模式下工作，光敏電阻都可以通過上、下、左、右四個方位來進行光的採集。其中通過兩個不同維度的步進電機驅動來實現，既是上下翻滾和左右轉動。上端步進電機與光敏採集板直接像粘接，兩板通過連接線直接焊接而成。當然了對其的封裝也是很有必要的完善過程。

在原有的基礎上還可以進行與外部設備進行搭配使用，比如在發電廠蓄電上的使用、對魚塘中的制氧機進行提供供電、通過電紅外感測器實現人走燈滅，藍牙遠程式控制制路燈等。

㈡ 太陽能燈用單片機選型

給大家介紹一個基於AT89S52單片機的太陽能路燈設計方案
1、太陽能路燈控制器設計

路燈控制系統工作原理：白天光伏電池向蓄電池充電，晚上蓄電池提供電力供路燈照明。所以蓄電池將構成一個充放電循環。太陽能路燈照明控制電路包括光伏電池、蓄電池、路燈和控制器四部分。設計中採用AT89S52單片機，並將其作為智能核心模塊。外圍電路主要包括太陽能電池電壓采樣模塊、蓄電池電壓采樣模塊、鍵盤電路模塊、LED顯示模塊、充放電控制模塊等。圖1是太陽能路燈控制器結構設計圖。

2、單片機智能控制模塊

太陽能路燈控制器選擇ATMEL公司的8位單片機AT89S52為核心的智能控制模塊，在整體上具有低功耗、性能高的特點。

2.1、單片機振盪電路

單片機振盪電路如圖2所示。

2.2、復位電路

復位電路如圖3所示，電路結構簡單，穩定可靠。

3、電源電路模塊設計

系統正常工作電壓為5V，系統採用12V/24V的鉛酸蓄電池供電，蓄電池電壓不穩定，所以需要對電源進行穩壓。本系統採用LM7805三端穩壓器，其輸入電壓在5～24V時均可以保證輸出為穩定的+5V。LM7805組成穩壓電源只需要很少的外圍元件，使用起來非常方便，工作穩定可靠J。系統電源電路如圖4所示。

4、采樣模塊設計

太陽能電池采樣和蓄電池采樣對於系統正常運行起著非常重要的作用。太陽能路燈控制器要對蓄電池充放電進行合理控制，即需對蓄電池、太陽能電池板電壓進行采樣。為此，AT89S52單片機就要外接A/D轉換模塊，把電壓轉換為數字信號，系統選用v/F轉換晶元LM331組成數模轉換電路。在系統采樣設計中，為了防止因為外部因素導致AT89S52程序跑飛或死機，提高系統穩定性，在LM331與單片機之間還需增加單通道的高速光電隔離器6n137J。圖5為太陽能電池板采樣電路圖。系統蓄電池采樣和太陽能電池板采樣電路相同。

㈢ 太陽能路燈控制器的設計原理

太陽能路燈控制器使用說明：

充電及超壓指示：當系統連接正常，且有陽光照射到光電池板時，充電指示燈(1)為綠色常亮，表示系統充電電路正常；當充電指示燈(1)出現綠色快速閃爍時，說明系統過電壓，處理見故障處理內容；充電過程使用了PWM方式，如果發生過過放動作，充電先要達到提升充電電壓，並保持30分鍾，而後降到直充電壓，保持30分鍾，以激活蓄電池，避免硫化結晶，最後降到浮充電壓，並保持浮充電壓。如果沒有發生過放，將不會有提升充電方式，以防蓄電池失水。這些自動控制過程將使蓄電池達到最佳充電效果並保證或延長其使用壽命。

蓄電池狀態指示：蓄電池電壓在正常范圍時，狀態指示燈(2)為綠色常亮；充滿後狀態指示燈為綠色慢閃；當電池電壓降低到欠壓時狀態指示燈變成橙黃色；當蓄電池電壓繼續降低到過放電壓時，狀態指示燈(2)變為紅色，此時控制器將自動關閉輸出，提醒用戶及時補充電能。當電池電壓恢復到正常工作范圍內時，將自動使能輸出開通動作，狀態指示燈(2)變為綠色；

負載指示：當負載開通時，負載指示燈(4)常亮。如果負載電流超過了控制器1.25倍的額定電流60秒時，或負載電流超過了控制器1.5倍的額定電流5秒時，故障指示燈(3)為紅色慢閃，表示過載，控制器將關閉輸出。當負載或負載側出現短路故障時，控制器將立即關閉輸出，故障指示燈(3)快閃。出現上述現象時，用戶應當仔細檢查負載連接情況，斷開有故障的負載後，按一次按鍵即恢復正常輸出。

太陽能路燈控制器工作模式設置：

設置方法：按下開關設置按鈕持續5秒，模式(MODE)顯示數字LED閃爍，松開按鈕，每按一次轉換一個數字，直到LED顯示的數字對上用戶從表中所選用的模式對應的數字即停止按鍵，等到LED數字不閃爍即完成設置。每按一次按鈕，LED數字點亮，可觀察到設置的值。

純光控模式：當沒有陽光時，光強降到啟動點，控制器延時10分鍾確認啟動信號後，開通負載，負載開始工作；當有陽光時，光強升到啟動點，控制器延時10分鍾確認關閉輸出信號後關閉輸出，負載停止工作。

㈣ 太陽能板如何接入單片機要加蓄電池嗎

要蓄電池，太陽能板給蓄電池充電，蓄電池經過電源轉換板給單片機供電。
有蓄電池才能保證單片機持續工作，直接把太陽能板輸出電壓轉換後供單片機使用，沒有光或光弱時，單片機無法工作。
原理可以到淘寶搜一下太陽能控制器，通常有6個介面，2個是太陽能的正負端，有2個是接蓄電池正負端，還有兩個是供電輸出端，在供電輸出端要自己再做個電壓轉換接單片機。