单片机太阳能控制器

㈠ 基于STC单片机的太阳能控制器设计

整个系统使用了以STM32F103C8T6单片机作为核心板、太阳能板、锂电池充电、稳压电路、光敏采集电路、驱动电路、升压稳压模块、步进电机、按键电路组成。整个系统共计有光敏采集板与主控板和两块板子，以对应的连接线进行相互连接。其中光敏采集板主要放置光敏传感器，模拟太阳能板的运作；另外的主控板起着对显示器、电源接通管理、按键接通控制以及步进电机的相关驱动。

具体控制展现如下：

一、太阳能板将太阳光能进行收集，收集的同时进行光能与电能的转换，通过电路的稳压过程，将电传递给备用电池进行电量的储存，在干锂电池经过升压模块和稳压模块稳压到5V给整个系统供电，有单独的电源控制开关可以进行电源的通断控制。在给设备系统进行上电后，系统最初的默认形式为随太阳运动而运动的“自动模式”，还有就是可以通人为控制改为“手动模式”[9]也是可行的。

二、在系统通电的情况下不管是属于自动还是手动模式，此时的光敏电阻都会采集光线强度，并且在显示屏上面进行完美的显示出来，其中显示的效果为上、下、左、右四个方位。通过两个步进电机驱动来完成上下左右运动，将两个步进电机焊接在一块形成了一个角度多自由度的整体。两个电机都是通过连接线与主板进行的连接，通过光敏电阻对光强度的采集获得四个方位的不同关照强度值，最后通过与预计值的比较，最后来确定电机的运动轨迹[10]。

三、其中以“自动模式”为例：在自动追寻的过程中，会自动判断光的强高度的大小，若下面光照强度大于上面光照强度，STM32单片机就会直接驱动上端电机向下翻转；以便于在下午太阳西落的时候，获得更多的关照，若上面光照强度大于下面光照强度，STM32单片机就会直接驱动上端步进电机向上进行运动[11]；若上下两个方位的光照强度均是大小相差无几，那么上端步进电机则不进行任何的动作。接下来就是对于当上下光照均匀左右运动的情况，若右方位的光照强度大于左方位的情况下，STM32单片机就直接驱动下方位第一个步进电机向左方位一定角度转动[12]；若左方位的光照强度大于右方位的光照强度，STM32单片机就直接驱动下方位第一个步进电机向左方位进行运动[13]；当左右方位采光度也保持几乎均应的时候光照，那么下方位的第一个电机也将保持不动。那么此时此刻设备的状态将是完全的禁止，STM32单片机将不对电机给出任何的运动指令[14]。

三、也可以切换为“手动模式”状态进行使用按键手动来完成设备状态的切换。四个按键对应控制电机完成：上、下、左、右的翻转动作。通过点动的方式来控制驱动步进电机的实际运动[15]。

四、当太阳能采集受限的时候，那么此时就使用外部电源USB充电模块对其进行锂电池上电，以保障系统的正常运行[16]。

1.44寸显示屏显示了光敏电阻采集光强的数值范围为0-1000，在实际应用过程中不管是处于自动还是手动模式下工作，光敏电阻都可以通过上、下、左、右四个方位来进行光的采集。其中通过两个不同维度的步进电机驱动来实现，既是上下翻滚和左右转动。上端步进电机与光敏采集板直接像粘接，两板通过连接线直接焊接而成。当然了对其的封装也是很有必要的完善过程。

在原有的基础上还可以进行与外部设备进行搭配使用，比如在发电厂蓄电上的使用、对鱼塘中的制氧机进行提供供电、通过电红外传感器实现人走灯灭，蓝牙远程控制路灯等。

㈡ 太阳能灯用单片机选型

给大家介绍一个基于AT89S52单片机的太阳能路灯设计方案
1、太阳能路灯控制器设计

路灯控制系统工作原理：白天光伏电池向蓄电池充电，晚上蓄电池提供电力供路灯照明。所以蓄电池将构成一个充放电循环。太阳能路灯照明控制电路包括光伏电池、蓄电池、路灯和控制器四部分。设计中采用AT89S52单片机，并将其作为智能核心模块。外围电路主要包括太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块、充放电控制模块等。图1是太阳能路灯控制器结构设计图。

2、单片机智能控制模块

太阳能路灯控制器选择ATMEL公司的8位单片机AT89S52为核心的智能控制模块，在整体上具有低功耗、性能高的特点。

2.1、单片机振荡电路

单片机振荡电路如图2所示。

2.2、复位电路

复位电路如图3所示，电路结构简单，稳定可靠。

3、电源电路模块设计

系统正常工作电压为5V，系统采用12V/24V的铅酸蓄电池供电，蓄电池电压不稳定，所以需要对电源进行稳压。本系统采用LM7805三端稳压器，其输入电压在5～24V时均可以保证输出为稳定的+5V。LM7805组成稳压电源只需要很少的外围元件，使用起来非常方便，工作稳定可靠J。系统电源电路如图4所示。

4、采样模块设计

太阳能电池采样和蓄电池采样对于系统正常运行起着非常重要的作用。太阳能路灯控制器要对蓄电池充放电进行合理控制，即需对蓄电池、太阳能电池板电压进行采样。为此，AT89S52单片机就要外接A/D转换模块，把电压转换为数字信号，系统选用v/F转换芯片LM331组成数模转换电路。在系统采样设计中，为了防止因为外部因素导致AT89S52程序跑飞或死机，提高系统稳定性，在LM331与单片机之间还需增加单通道的高速光电隔离器6n137J。图5为太阳能电池板采样电路图。系统蓄电池采样和太阳能电池板采样电路相同。

㈢ 太阳能路灯控制器的设计原理

太阳能路灯控制器使用说明：

充电及超压指示：当系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，充电指示灯(1)为绿色常亮，表示系统充电电路正常；当充电指示灯(1)出现绿色快速闪烁时，说明系统过电压，处理见故障处理内容；充电过程使用了PWM方式，如果发生过过放动作，充电先要达到提升充电电压，并保持30分钟，而后降到直充电压，保持30分钟，以激活蓄电池，避免硫化结晶，最后降到浮充电压，并保持浮充电压。如果没有发生过放，将不会有提升充电方式，以防蓄电池失水。这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。

蓄电池状态指示：蓄电池电压在正常范围时，状态指示灯(2)为绿色常亮；充满后状态指示灯为绿色慢闪；当电池电压降低到欠压时状态指示灯变成橙黄色；当蓄电池电压继续降低到过放电压时，状态指示灯(2)变为红色，此时控制器将自动关闭输出，提醒用户及时补充电能。当电池电压恢复到正常工作范围内时，将自动使能输出开通动作，状态指示灯(2)变为绿色；

负载指示：当负载开通时，负载指示灯(4)常亮。如果负载电流超过了控制器1.25倍的额定电流60秒时，或负载电流超过了控制器1.5倍的额定电流5秒时，故障指示灯(3)为红色慢闪，表示过载，控制器将关闭输出。当负载或负载侧出现短路故障时，控制器将立即关闭输出，故障指示灯(3)快闪。出现上述现象时，用户应当仔细检查负载连接情况，断开有故障的负载后，按一次按键即恢复正常输出。

太阳能路灯控制器工作模式设置：

设置方法：按下开关设置按钮持续5秒，模式(MODE)显示数字LED闪烁，松开按钮，每按一次转换一个数字，直到LED显示的数字对上用户从表中所选用的模式对应的数字即停止按键，等到LED数字不闪烁即完成设置。每按一次按钮，LED数字点亮，可观察到设置的值。

纯光控模式：当没有阳光时，光强降到启动点，控制器延时10分钟确认启动信号后，开通负载，负载开始工作；当有阳光时，光强升到启动点，控制器延时10分钟确认关闭输出信号后关闭输出，负载停止工作。

㈣ 太阳能板如何接入单片机要加蓄电池吗

要蓄电池，太阳能板给蓄电池充电，蓄电池经过电源转换板给单片机供电。
有蓄电池才能保证单片机持续工作，直接把太阳能板输出电压转换后供单片机使用，没有光或光弱时，单片机无法工作。
原理可以到淘宝搜一下太阳能控制器，通常有6个接口，2个是太阳能的正负端，有2个是接蓄电池正负端，还有两个是供电输出端，在供电输出端要自己再做个电压转换接单片机。