一種采用atmega48微處理器為主控制器的太陽能控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，包括控制器本體、太陽能光電池、蓄電池、負(fù)載，所述控制器本體上設(shè)置有主控制器、檢測裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、開關(guān)管、輸入裝置、顯示裝置，所述主控制器為ATMEGA48微處理器，所述開關(guān)管位于驅(qū)動(dòng)裝置上，所述開關(guān)管的兩端、檢測裝置上均設(shè)置有數(shù)據(jù)線接口，所述檢測裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、輸入裝置、顯示裝置分別于主控制器電氣連接。通過采用ATMEGA48微處理器為主控制器，完成太陽能光電池向蓄電池以PWM的方式充電，并通過設(shè)置多組電壓監(jiān)控單元，能夠改善充電效率并保護(hù)蓄電池，可以大大縮短充電時(shí)間，提高利用效率，延長監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的使用壽命。
【專利說明】—種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能光電池領(lǐng)域，具體涉及一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅速，人類活動(dòng)范圍擴(kuò)大，這對能源的需求量隨之放大。世界能源問題突現(xiàn)，各國都在尋求能源的優(yōu)化與相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，特別是清潔能源的發(fā)展。近十年來，我國重視太陽能的開發(fā)與利用。目前太陽能光電池廣泛利用于太陽能路燈、太陽能殺蟲器、太陽能便攜系統(tǒng)、太陽能應(yīng)用產(chǎn)品、太陽能建筑等領(lǐng)域，因此太陽能利用理論上是可行的，但目前，利用太陽能光電池還存在成本高，轉(zhuǎn)換效率低等諸多問題。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用過程中，充電效率的提高，系統(tǒng)壽命的延長主要在于控制器的性能優(yōu)劣。所以進(jìn)行控制器的優(yōu)化改進(jìn)，可以大大縮短充電時(shí)間，提高利用效率，同時(shí)能夠改善充電效率并保護(hù)蓄電池，延長監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，通過采用ATMEGA48微處理器為主控制器，完成太陽能光電池向蓄電池以PWM的方式充電，并通過設(shè)置多組電壓監(jiān)控單元，ATMEGA48微處理器根據(jù)檢測的蓄電池兩端電壓狀態(tài)來判斷是否太陽能控制器對蓄電池充電，這樣能夠改善充電效率并保護(hù)蓄電池，可以大大縮短充電時(shí)間，提高利用效率，延長監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的使用壽命。通過檢測裝置完成對太陽能光電池和蓄電池電壓進(jìn)行精確采樣，實(shí)現(xiàn)高精度高效率充電，輸出負(fù)載可以在穩(wěn)定電壓環(huán)境下工作，有利于保護(hù)負(fù)載。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，包括控制器本體、太陽能光電池、蓄電池、負(fù)載，所述控制器本體上設(shè)置有主控制器、檢測裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、開關(guān)管、輸入裝置、顯示裝置，所述主控制器為8位AVR微處理器ATMEGA48微處理器，所述開關(guān)管位于驅(qū)動(dòng)裝置上，所述開關(guān)管的兩端、檢測裝置上均設(shè)置有數(shù)據(jù)線接口，所述檢測裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、輸入裝置、顯示裝置分別于主控制器電氣連接。所述ATMEGA48微處理器將檢測裝置采集到的太陽能光電池和蓄電池的電壓信號進(jìn)行處理。
[0006]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:以所述檢測裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和開關(guān)管為一組電壓監(jiān)控單元，所述控制器本體上至少包括兩組電壓監(jiān)控單元。用于分別監(jiān)控太陽能光電池和蓄電池，有利于太陽能光電池和蓄電池電壓進(jìn)行精確采樣，實(shí)現(xiàn)高精度高效率充電，輸出負(fù)載可以在穩(wěn)定電壓環(huán)境下工作，有利于保護(hù)負(fù)載。
[0007]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述檢測裝置為電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，用于微處理器對光電池和蓄電池的電壓采樣。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述開關(guān)管為MOSFET開關(guān)，驅(qū)動(dòng)裝置為型號為IRF3205的Power MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路，為MOSFET開關(guān)提供驅(qū)動(dòng)電壓，并且作為主控制器控制負(fù)載的開關(guān)。采用MOSFET開關(guān)則有效降低開關(guān)的導(dǎo)通能量損失。
[0009]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述驅(qū)動(dòng)裝置由充電和放電驅(qū)動(dòng)模塊相串聯(lián)，根據(jù)ATMEGA48微處理器給予指令給予蓄電池充電或者給通過給負(fù)載充電來進(jìn)行放電。
[0010]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述輸入裝置為按鍵，用于用戶選擇不同工作模式。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述顯示裝置為數(shù)碼顯示器或液晶顯示器。用于顯示充放電狀態(tài)和工作模式。
[0012]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述太陽能光電池為多晶硅電池板，所述蓄電池為閥控密封式鉛酸蓄電池。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:通過采用ATMEGA48微處理器為主控制器，完成太陽能光電池向蓄電池以PWM的方式充電，并通過設(shè)置多組電壓監(jiān)控單元，ATMEGA48微處理器根據(jù)檢測的蓄電池兩端電壓狀態(tài)來判斷是否太陽能控制器對蓄電池充電，這樣能夠改善充電效率并保護(hù)蓄電池，可以大大縮短充電時(shí)間，提高利用效率，延長監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的使用壽命。通過檢測裝置完成對太陽能光電池和蓄電池電壓進(jìn)行精確采樣，實(shí)現(xiàn)高精度高效率充電，輸出負(fù)載可以在穩(wěn)定電壓環(huán)境下工作，有利于保護(hù)負(fù)載；能夠?qū)π铍姵氐臓顟B(tài)進(jìn)行檢測，適應(yīng)其工作參數(shù)并相應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)工作狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中的原理框圖。
[0018]其中:1_控制器本體,2-太陽能光電池,3-蓄電池,4-負(fù)載,5-主控制器,6-檢測裝置，7-驅(qū)動(dòng)裝置，8-開關(guān)管，9-輸入裝置，10-顯示裝置，11-數(shù)據(jù)接線口。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了加深對本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖1、4所示，一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，包括控制器本體1、太陽能光電池2、蓄電池3、負(fù)載4，所述控制器本體I上設(shè)置有主控制器5、檢測裝置6、驅(qū)動(dòng)裝置7、開關(guān)管8、輸入裝置9、顯示裝置10，所述主控制器5為8位AVR微處理器ATMEGA48微處理器，所述開關(guān)管8位于驅(qū)動(dòng)裝置7上，所述開關(guān)管8的兩端、檢測裝置6上均設(shè)置有數(shù)據(jù)線接口 11，數(shù)據(jù)接線口 11便于控制器與太陽能光電池2和蓄電池3的連接。所述檢測裝置6、驅(qū)動(dòng)裝置7、輸入裝置9、顯示裝置10分別于主控制器5電氣連接。以所述檢測裝置6、驅(qū)動(dòng)裝置7和開關(guān)管8為一組電壓監(jiān)控單元，所述控制器本體I上包括兩組電壓監(jiān)控單元，分別為檢測裝置(A)、檢測裝置(B)、驅(qū)動(dòng)裝置(A)、驅(qū)動(dòng)裝置(B)、開關(guān)管(A)、開關(guān)管(B)。一組與太陽能光電池2相連接，一組與蓄電池3相連接，太陽能光電池2和蓄電池3電壓進(jìn)行精確采樣，根據(jù)檢測的蓄電池3兩端電壓狀態(tài)來判斷是否太陽能控制器對蓄電池3充電并控制，實(shí)現(xiàn)高精度高效率充電。所述檢測裝置6為電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。所述開關(guān)管8為MOSFET開關(guān)，驅(qū)動(dòng)裝置7為IRF3205的Power MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路。所述驅(qū)動(dòng)裝置7由充電和放電驅(qū)動(dòng)電路以串聯(lián)方式連接。所述輸入裝置9為按鍵。所述顯示裝置10為數(shù)碼顯示器或液晶顯示器，本實(shí)施例采用共陰極數(shù)碼顯示器。所述太陽能光電池2為多晶硅電池板，所述蓄電池3為閥控密封式鉛酸蓄電池。
[0022]所述太陽能控制器的連接方式和工作原理為:太陽能光電池2 —端通過檢測裝置(A)和ATMEGA48微處理器連接，另一端連接MOSFET(A),所述MOSFET (A) —端連接蓄電池，另一端連接驅(qū)動(dòng)裝置(A)，所述蓄電池一端通過檢測裝置(B)連接到ATMEGA48微處理器，一端連接MOSFET (B)，所述MOSFET (B) —端連接負(fù)載3，另一端通過驅(qū)動(dòng)裝置(B)連接ATMEGA48微處理器，所述共陰極數(shù)碼顯示器連接ATMEGA48微處理器，所述按鍵連接ATMEGA48微處理器。所述檢測裝置(A)檢測到太陽能光電池電壓信號傳送給ATMEGA48微處理器，所述檢測裝置(B)檢測到蓄電池需要充電時(shí)把信號傳送給ATMEGA48微處理器，ATMEGA48微處理器通過所述驅(qū)動(dòng)裝置(A)傳輸信號給MOSFET (A)，MOSFET (A)給蓄電池充電。所述蓄電池充滿電后，通過檢測裝置(B)傳輸信號給ATMEGA48微處理器。ATMEGA48微處理器通過檢測裝置(B)控制MOSFET (B)來給負(fù)載充電。
[0023]本實(shí)施例的工作過程如下:
[0024]檢測裝置㈧檢測到太陽能光電池電壓信號并且對其進(jìn)行采樣后傳送給ATMEGA48微處理器，太陽能光電池為ATMEGA48微處理器進(jìn)行供電，檢測裝置(B)檢測到蓄電池的電壓采樣把信息傳送給ATMEGA48微處理器，ATMEGA48微處理器分析是否需要充電，如果需要充電，ATMEGA48微處理器給出充電信號將指令通過驅(qū)動(dòng)裝置(A)傳輸信號給MOSFET (A)，MOSFET (A)給蓄電池充電。蓄電池充滿電后，通過檢測裝置⑶傳輸信號給ATMEGA48微處理器，太陽能光電池不再向蓄電池充電，當(dāng)控制器檢測到太陽能控制器輸出電壓低于一定值時(shí)，此時(shí)，接通蓄電池和負(fù)載之間的開關(guān)管，ATMEGA48微處理器通過驅(qū)動(dòng)裝置(B)控制蓄電池來給負(fù)載充電。
[0025]本實(shí)施例提供的太陽能控制器通過采用ATMEGA48微處理器為主控制器，完成太陽能光電池向蓄電池以PWM的方式充電，并通過設(shè)置多組電壓監(jiān)控單元，使得ATMEGA48微處理器根據(jù)檢測的蓄電池兩端電壓狀態(tài)來判斷是否太陽能控制器對蓄電池充電，這樣能夠改善充電效率并保護(hù)蓄電池，延長監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的使用壽命。同時(shí)本實(shí)施例提供的太陽能控制器能夠?qū)μ柲芄怆姵睾托铍姵仉妷哼M(jìn)行精確采樣，實(shí)現(xiàn)高精度高效率充電。保證太陽能光電池板輸出最大功率，充分利用能源，蓄電池接入系統(tǒng)有效的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，輸出負(fù)載可以在穩(wěn)定電壓環(huán)境下工作，有利于保護(hù)負(fù)載，能夠?qū)π铍姵氐臓顟B(tài)進(jìn)行檢測，適應(yīng)其工作參數(shù)并相應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)工作狀態(tài)。
[0026]實(shí)施例2
[0027]如圖2所示，本實(shí)施例提供的太陽能控制器，與實(shí)施例1的不同之處在于，所述控制器本體I上包括三組電壓監(jiān)控單元，其中兩組分別與兩個(gè)太陽能光電池2相連接，一組與蓄電池3相連接，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)太陽能光電池2并聯(lián)后串聯(lián)一個(gè)蓄電池3的控制方式，從而能夠提高充電效率。
[0028]實(shí)施例3[0029] 如圖3所示，本實(shí)施例提供的太陽能控制器，與實(shí)施例1的不同之處在于，所述控制器本體I上包括四組電壓監(jiān)控單元，其中兩組分別與兩個(gè)太陽能光電池2相連接，兩組與蓄電池3相連接，以一個(gè)太陽能光電池2與一個(gè)蓄電池3的串聯(lián)為電源提供單元，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電源提供單元同時(shí)為負(fù)載4供電的控制方式，從而能夠提高充電效率，保證太陽能光電池板輸出最大功率，充分利用能源，實(shí)現(xiàn)蓄電池接入系統(tǒng)的穩(wěn)定性，輸出負(fù)載可以在穩(wěn)定電壓環(huán)境下工作，有利于保護(hù)負(fù)載。
【權(quán)利要求】
1.一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，包括控制器本體(I)、太陽能光電池(2)、蓄電池(3)、負(fù)載(4)，其特征在于:所述控制器本體(I)上設(shè)置有主控制器(5)、檢測裝置(6)、驅(qū)動(dòng)裝置(7)、開關(guān)管(8)、輸入裝置(9)、顯示裝置(10)，所述主控制器(5 )為8位AVR微處理器ATMEGA48微處理器，所述開關(guān)管(8 )位于驅(qū)動(dòng)裝置(7 )上，所述開關(guān)管(8)的兩端、檢測裝置(6)上均設(shè)置有數(shù)據(jù)線接口(11)，所述檢測裝置(6)、驅(qū)動(dòng)裝置(7)、輸入裝置(9)、顯示裝置(10)分別于主控制器(5)電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，其特征在于:以所述檢測裝置(6)、驅(qū)動(dòng)裝置(7)和開關(guān)管(8)為一組電壓監(jiān)控單元，所述控制器本體(I)上至少包括兩組電壓監(jiān)控單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，其特征在于:所述檢測裝置(6)為電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，其特征在于:所述開關(guān)管(8)為MOSFET開關(guān)，驅(qū)動(dòng)裝置(7)為IRF3205的Power MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)裝置(7)由充電和放電驅(qū)動(dòng)電路以串聯(lián)方式連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，其特征在于:所述輸入裝置(9)為按鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，其特征在于:所述顯示裝置(10)為數(shù)碼顯示器或液晶顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用ATMEGA48微處理器為主控制器的太陽能控制器，其特征在于:所述太陽能光電池(2)為多晶硅電池板，所述蓄電池(3)為閥控密封式鉛酸蓄電池。
【文檔編號】H02S40/38GK203761098SQ201420118467
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】凌有鑄, 陳健, 汪鵬, 謝義建, 朱楓, 陶明, 陳孟元, 袁苑, 鄭阿東 申請人:安徽工程大學(xué)