超声波驱鸟器设计太阳能电池及控制部分
在本系统中，为了给超声波驱鸟器提供能量，使用了太阳能供电。太阳能板产生的电压为12V。本文首先采用光敏传感器跟踪光线变换，使C51单片机进行处理，使整个电路在白天对蓄电池进行充电，在晚上或阴天由蓄电池对外供电。详细分析了充电点电路和放电电路，充电电控制系统采用ATMEL的AT89C51单片机。接着分析了蓄电池充电的两种方式，恒压充电和恒流充电。最后在Proteus中完成电路仿真。关键词 光伏发电，太阳能发电，蓄电池，充电控制
目 录
1 引言 1
1.1 论文研究的背景及意义 1
1.2 太阳能课题分析 1
1.3 论文研究的内容 2
2 系统总体设计 2
2.1 总体结构设计 2
2.2 系统所需器件 3
3 光敏传感器的原理 3
3.1 光敏传感器 3
3.2 光敏传感器的工作原理 4
4 充放电电路、光敏电路的设计 5
4.1 光敏电路 5
4.2 充电控制电路 6
4.3 逆变电路 7
4.4 C51单片机控制器 8
4.5 晶振电路 9
4.6 保护电路 10
4.6.1 防过放过充保护电路 10
4.6.2 过流保护电路 11
5 系统其他电路 12
5.1 辅助电源 12
5.2 驱动电路 13
5.3 采样电路 14
5.4 数据显示电路 15
6 软件与硬件的调试 16
6.1 软件调试 16
6.1.1 程序编译 16
6.1.2 软件仿真 16
6.2 硬件调试 17
6.2.1 静态检查 17
6.2.2 通电检查 17
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录1 电路图 22
1 引言
1.1 论文研究的背景及意义
对于全球而言，世界范围内的各种事物对能源的需求量愈来愈大，且成指数式上涨的趋势。这就 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
对地球上的常规资源的需求越来越多，不可避免的导致供达不到求。对于我国来说,煤炭和石油这两种不可再生资源已经很难满足日常的需要。电力行业又主要以火力发电为大头，这必将导致能源不够用且终有一天会消耗殆尽，并且这种无节制的使用资源会大大破坏我国的生态坏境。放眼全球，全球的人类的活动每天约产生一亿吨温室效应气体，这些气体会进一步加剧温室效应，从而会使南北极的冰川融化，这会让世界上低海平面的地区逐渐消失。所以，愈来愈多的国家正在发展可再生资源来面对日后越来越艰巨的自然环境，从而人们一定会进行可持续发展。
这就让人们的眼光转向了头顶上的太阳。太阳每天所散发出来的能源可以说是无穷无尽的，这就让太阳能成为一种最主要的可再生能源。对于太阳能本身而言，它的优点很多，比如晴天既有、随处可用，无噪声，对环境的污染几乎为零。结合我国地域辽阔的现实情况，大力发展太阳能是一种很合适的获得资源、保护环境的方式。
1.2 太阳能课题分析
因此，结合太阳能的发展的现状，本系统使用了光伏发电系统。光伏发电系统在现实中可以为三种不同的系统，它们分别为光伏并网发电系统、互补性光伏发电系统和独立光伏发电系统 [1] 。在是这三种系统中的任意一个光伏发电系统中，都包含光伏矩阵、电能变换器、控制器三个部分。本系统选择了较为简单的独立（离网）光伏发电系统。
相比于其他发电系统，光伏独立发电系统不仅有光伏矩阵和充放电控制器、蓄电池，还有支持系统工作的直流和交流负载、逆变器等。独立光伏发电系统整体优点在于整个系统无需和电网相连，可以直接输送电量到负载中。也就是独立光伏发电系统达到了独立发电、独立供电的要求。此发电系统优点在于环保且无需另外资源的支持。
在光伏独立发电系统组成部分中，光伏矩阵会将吸收到的太阳能转换成电能，并给所搭载的负载使用。当然，负载一般都无法百分之百的用完输送进来的电能，所以剩下的电能讲储存在系统的蓄电池中。蓄电池的功效就是在阴天或者夜晚时分，将其储存的能源进过逆变器生成方波或正弦波，然后再先后经过滤波、变压器升压转换成220V、50Hz的电源，再给负载供能。此发电系统现实中用于两种地方，一种是离常规电网较远的地区，比如一些深山、集聚地中的独立光伏电站；还有一种是不常见的、比较特殊用途的地方，比如本文所做的驱鸟器。
1.3 论文研究的内容
本文主要研究的内容是设计一个配合太阳能和蓄电池充放电控制的电路，采用的是光敏电阻感应光照，来判断是否光照充足。从而使用AT89C51控制太阳能电板在白天对整个系统的供电以及对蓄电池的充电，控制蓄电池在夜间或阴天对整个电路进行供电。
2 系统总体设计
2.1 总体结构设计
图2.1 系统总框图
本系统包括几个部分：感应外部光照的光敏传感器、充放电控制电路、报警和电量显示器。晴天时，光敏电阻检测到光照，送出高电平信号，使C51单片机判断到外面有光照。然后发出控制信号，使太阳能电板工作。在夜晚或阴天，光敏电阻输出低电平信号，使C51单片机输出控制信号，使蓄电池工作，让蓄电池对整个电路进行供电。与此同时，在本系统中的数据显示模块显示蓄电池电量。
2.2 系统所需器件
在本系统的设计过程中，所需的器件有：
AT89C51单片机
光敏传感器
太阳能电板
蓄电池
电容、电阻以及其他相关芯片
3 光敏传感器的原理
本章介绍光敏传感器的一些特性以及原理。
3.1 光敏传感器
光敏传感器检测光线变换，将光线的变化转换成电压变化传给51单片机，51单片机根据采集的电压数值分辨是白天还是夜晚或阴天。51单片机白天控制充电控制电路，对蓄电池充电；夜间或阴天控制放电控制电路对负载供电。同时，显示屏会显示充电电量。
光敏电阻的组成部分（1）敏感元件：此元件是重要元器件，它对整个光敏传感器最突出的作用就是能较为直接的感受如光强这种被测非电量，并且能按照固有的规则来将这些信号量转变成与被测非电量有确切对应关系的其他物理量。
（2）转换器件：此元件可以将敏感元件输出的一些非电物理量转换成整个电路里面确实存在的其他物质量。
目 录
1 引言 1
1.1 论文研究的背景及意义 1
1.2 太阳能课题分析 1
1.3 论文研究的内容 2
2 系统总体设计 2
2.1 总体结构设计 2
2.2 系统所需器件 3
3 光敏传感器的原理 3
3.1 光敏传感器 3
3.2 光敏传感器的工作原理 4
4 充放电电路、光敏电路的设计 5
4.1 光敏电路 5
4.2 充电控制电路 6
4.3 逆变电路 7
4.4 C51单片机控制器 8
4.5 晶振电路 9
4.6 保护电路 10
4.6.1 防过放过充保护电路 10
4.6.2 过流保护电路 11
5 系统其他电路 12
5.1 辅助电源 12
5.2 驱动电路 13
5.3 采样电路 14
5.4 数据显示电路 15
6 软件与硬件的调试 16
6.1 软件调试 16
6.1.1 程序编译 16
6.1.2 软件仿真 16
6.2 硬件调试 17
6.2.1 静态检查 17
6.2.2 通电检查 17
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录1 电路图 22
1 引言
1.1 论文研究的背景及意义
对于全球而言，世界范围内的各种事物对能源的需求量愈来愈大，且成指数式上涨的趋势。这就 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
对地球上的常规资源的需求越来越多，不可避免的导致供达不到求。对于我国来说,煤炭和石油这两种不可再生资源已经很难满足日常的需要。电力行业又主要以火力发电为大头，这必将导致能源不够用且终有一天会消耗殆尽，并且这种无节制的使用资源会大大破坏我国的生态坏境。放眼全球，全球的人类的活动每天约产生一亿吨温室效应气体，这些气体会进一步加剧温室效应，从而会使南北极的冰川融化，这会让世界上低海平面的地区逐渐消失。所以，愈来愈多的国家正在发展可再生资源来面对日后越来越艰巨的自然环境，从而人们一定会进行可持续发展。
这就让人们的眼光转向了头顶上的太阳。太阳每天所散发出来的能源可以说是无穷无尽的，这就让太阳能成为一种最主要的可再生能源。对于太阳能本身而言，它的优点很多，比如晴天既有、随处可用，无噪声，对环境的污染几乎为零。结合我国地域辽阔的现实情况，大力发展太阳能是一种很合适的获得资源、保护环境的方式。
1.2 太阳能课题分析
因此，结合太阳能的发展的现状，本系统使用了光伏发电系统。光伏发电系统在现实中可以为三种不同的系统，它们分别为光伏并网发电系统、互补性光伏发电系统和独立光伏发电系统 [1] 。在是这三种系统中的任意一个光伏发电系统中，都包含光伏矩阵、电能变换器、控制器三个部分。本系统选择了较为简单的独立（离网）光伏发电系统。
相比于其他发电系统，光伏独立发电系统不仅有光伏矩阵和充放电控制器、蓄电池，还有支持系统工作的直流和交流负载、逆变器等。独立光伏发电系统整体优点在于整个系统无需和电网相连，可以直接输送电量到负载中。也就是独立光伏发电系统达到了独立发电、独立供电的要求。此发电系统优点在于环保且无需另外资源的支持。
在光伏独立发电系统组成部分中，光伏矩阵会将吸收到的太阳能转换成电能，并给所搭载的负载使用。当然，负载一般都无法百分之百的用完输送进来的电能，所以剩下的电能讲储存在系统的蓄电池中。蓄电池的功效就是在阴天或者夜晚时分，将其储存的能源进过逆变器生成方波或正弦波，然后再先后经过滤波、变压器升压转换成220V、50Hz的电源，再给负载供能。此发电系统现实中用于两种地方，一种是离常规电网较远的地区，比如一些深山、集聚地中的独立光伏电站；还有一种是不常见的、比较特殊用途的地方，比如本文所做的驱鸟器。
1.3 论文研究的内容
本文主要研究的内容是设计一个配合太阳能和蓄电池充放电控制的电路，采用的是光敏电阻感应光照，来判断是否光照充足。从而使用AT89C51控制太阳能电板在白天对整个系统的供电以及对蓄电池的充电，控制蓄电池在夜间或阴天对整个电路进行供电。
2 系统总体设计
2.1 总体结构设计
图2.1 系统总框图
本系统包括几个部分：感应外部光照的光敏传感器、充放电控制电路、报警和电量显示器。晴天时，光敏电阻检测到光照，送出高电平信号，使C51单片机判断到外面有光照。然后发出控制信号，使太阳能电板工作。在夜晚或阴天，光敏电阻输出低电平信号，使C51单片机输出控制信号，使蓄电池工作，让蓄电池对整个电路进行供电。与此同时，在本系统中的数据显示模块显示蓄电池电量。
2.2 系统所需器件
在本系统的设计过程中，所需的器件有：
AT89C51单片机
光敏传感器
太阳能电板
蓄电池
电容、电阻以及其他相关芯片
3 光敏传感器的原理
本章介绍光敏传感器的一些特性以及原理。
3.1 光敏传感器
光敏传感器检测光线变换，将光线的变化转换成电压变化传给51单片机，51单片机根据采集的电压数值分辨是白天还是夜晚或阴天。51单片机白天控制充电控制电路，对蓄电池充电；夜间或阴天控制放电控制电路对负载供电。同时，显示屏会显示充电电量。
光敏电阻的组成部分（1）敏感元件：此元件是重要元器件，它对整个光敏传感器最突出的作用就是能较为直接的感受如光强这种被测非电量，并且能按照固有的规则来将这些信号量转变成与被测非电量有确切对应关系的其他物理量。
（2）转换器件：此元件可以将敏感元件输出的一些非电物理量转换成整个电路里面确实存在的其他物质量。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1243.html
