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Principe de fonctionnement du système Tracker et conception du matériel

2022-02-09 14:45:38

L'intensité lumineuse du soleil change en temps réel avec la météo, lorsque l'intensité lumineuse est bonne, le capteur photoélectrique est plus sensible à la lumière, puis choisissez le mode de suivi automatique (c.-à-d. Suivi photoélectrique); lorsque le temps est mauvais, l'intensité lumineuse est faible, la réflexion diffuse de l'aggravation du capteur photoélectrique produit de grandes interférences, dans ce cas, choisissez le mode de suivi fixe. Le signal du capteur est traité à travers un circuit spécifique et entré dans le microcontrôleur, après le traitement du programme interne du microcontrôleur pour obtenir l'angle de déviation de position du soleil, puis entraîner le moteur pour obtenir un suivi précis du soleil.

Sélection de la puce de contrôle principale

Le AT89C51 Microcontrôleur est utilisé comme le noyau du système. La fonction principale de cette unité est de recevoir le signal émis par le circuit de détection photoélectrique, selon lequel le signal est utilisé pour contrôler le circuit d'entraînement du moteur, réalisant ainsi le contrôle du moteur et donc le suivi du soleil. Ce qui suit est une brève introduction à la AT89C51 Type microcontrôleur.

Le AT89C51 Microcontrôleur est largement utilisé pour ses fonctions puissantes, qui sont les suivantes:

① Programme réinscriptible de 4 Ko Mémoire Flash.

② Toute l'opération statique: 0 ~ 24Hz.

③ Secret de la mémoire du programme à 3 niveaux.

④ 128X8 bits RAM interne.

⑤ 32 lignes d'E/S programmables.

⑥Deux minuteries/compteurs 16 bits.

Si 5 interrompent les sources.

Des canaux série programmables.

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Conception du contrôleur de puissance

Une partie importante du système global est le contrôleur, dont les performances affectent directement la durée de vie du système, en particulier la durée de vie du pool de stockage. Il existe deux types de contrôleurs de base dans les systèmes PV: les contrôleurs séparés et les contrôleurs de série. Un contrôleur divisé est utilisé pour changer ou diviser le courant de charge de la batterie et dispose d'un grand dissipateur de chaleur pour dissiper la chaleur générée par le courant excédentaire. La plupart des contrôleurs de robinet sont conçus pour les systèmes avec moins de 30A de courant. Les contrôleurs de la série déconnectent le courant de charge en déconnectant le réseau PV. Il existe de nombreux types de contrôleurs split et série, mais en général, les deux types de contrôleurs peuvent être conçus pour un fonctionnement à un ou plusieurs étages. Les contrôleurs à un étage ne déconnectent le réseau que lorsque la tension atteint son niveau maximum; tandis que les contrôleurs à plusieurs étages permettent de charger à différents courants lorsque la batterie s'approche de la charge complète, ce qui est une méthode de charge efficace. Lorsque la batterie approche de l'état de charge complète, sa résistance interne augmente et elle est chargée avec un faible courant, ce qui réduit la perte d'énergie.

Lorsque le système fonctionne, le contrôleur réalise les fonctions principales telles que la gestion de l'état de fonctionnement du système, la gestion de la capacité restante de la batterie, le contrôle de charge MPPT (suivi de puissance photovoltaïque maximale) de la batterie, le contrôle de commutation de l'alimentation principale et de l'alimentation de secours et la compensation de température de la batterie. Le contrôleur utilise le MCU de qualité industrielle (microcontrôleur) comme contrôleur principal, grâce à la mesure de la température ambiante, de la tension de la batterie et du module de cellule solaire, du courant et d'autres paramètres du jugement de détection, contrôle des dispositifs MOSFET (tube à effet semi-conducteur d'oxyde métallique) pour allumer et éteindre, Pour réaliser une variété de fonctions de contrôle et de protection, et la batterie pour jouer un rôle dans la protection contre les surcharges, la protection contre les décharges. D'autres fonctions supplémentaires telles que l'interrupteur de commande d'éclairage, le commutateur de commande de temps doivent être les fonctions auxiliaires du contrôleur. Le contrôleur est le composant clé de l'ensemble du système agissant en tant que gestionnaire, et sa plus grande fonction est la gestion globale de la batterie. Comme la batterie a des caractéristiques d'auto-récupération de tension, lorsque la batterie est dans l'état de sur-décharge, le contrôleur a coupé la charge, puis la récupération de tension de batterie, afin de jouer un rôle dans la protection de la batterie.

Le circuit de la section de contrôle de conception contient: un circuit de conversion de DC-DC, un circuit d'acquisition de données, un circuit de conversion A/D, un circuit de commande de microcontrôleur et une section d'affichage de l'état. La conception du microcontrôleur AT89C51 de la série ATMEL comme centre de contrôle de la combinaison du matériel et du logiciel, l'utilisation de deux résistances série connectées en parallèle aux deux extrémités de la batterie, la batterie, l'échantillonnage de la tension de la cellule solaire sous forme de division de tension, Envoyé au convertisseur A/D pour obtenir une valeur de tension de signal numérique, puis le signal est envoyé au microcontrôleur pour traitement. Sortie du microcontrôleur à travers le circuit optocoupleur pour contrôler le tube MOSFET. La conduction du tube MOSFET de contrôle est la modulation de largeur d'impulsion (PWM), en fonction des changements de charge programmés pour moduler la polarisation de la porte du tube MOSFET pour obtenir la fonction de commutation. Selon la conception du programme lorsque la tension de batterie détectée est inférieure à 12V, le mode de charge est même en charge, le tube MOSFET Q1 est entièrement en état, c'est-à-dire que le cycle de service d'impulsion de marche est maximal; lorsque la tension de batterie détectée est de 12 ~ 14,5 V, le mode de charge est une charge flottante, Le tube MOSFET Q1 marche et arrêt devient plus petit; lorsque la tension de batterie détectée est égale à 15V, arrêt de charge de coupure Q1 du tube MOSFET. MOSFET tube Q1 arrêt de charge de coupure. Lorsque la tension de batterie détectée est inférieure à 10,8 V, le tube MOSFET Q2 se ferme pour arrêter la décharge.

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Partie contrôle du programme

L'ensemble de la conception du programme comprend le mode de suivi de détection photoélectrique, le mode de suivi de piste fixe au soleil, la partie horloge, la partie affichage. Autrement dit, après la mise sous tension, la réinitialisation du système entre dans le gestionnaire d'interruption d'activation et entre en mode d'attente; s'il fait la journée, le système jugera s'il fait beau ou nuageux à travers la diode photo, lorsqu'il fait beau, le système entre en mode de suivi photoélectrique, Lorsqu'il est nuageux, le système entre en mode de suivi de la piste fixe solaire.

La détection du jour ou de la nuit est jugée par INT0. Tant qu'INT0 détecte un faible potentiel, le système entre dans le programme de service d'interruption, c.-à-d. L'état d'attente. Et la détection ensoleillée ou nuageuse est obtenue par requête de port d'E/S, bien que la méthode de requête de port d'E/S doive détecter en permanence le changement de niveau d'E/S, le microcontrôleur fonctionne suffisamment vite pour obtenir l'effet souhaité.

En mode phototracking: Le système détecte d'abord si la photodiode située au centre du disque est exposée à la lumière, ce qui est déterminé en détectant les potentiels hauts et bas des broches du microcontrôleur correspondant à la photodiode. Si le système détecte que le capteur est éclairé, le système de contrôle logiciel retarde pendant 15 min. Si le système détecte que le capteur n'est pas éclairé, alors le système détecte chacune des quatre photodiodes qui l'entourent, et s'il détecte que la broche du microcontrôleur correspondant à la photodiode est faible, cela signifie que la photodiode est éclairée, Puis le système commande au moteur correspondant à cette photodiode de se déplacer dans la direction spécifiée. Le système ordonne ensuite au moteur correspondant à cette photodiode de tourner dans la direction spécifiée jusqu'à ce que le capteur soit éclairé, complétant ainsi le but de suivre le soleil.

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En mode de suivi de la piste fixe solaire, lorsqu'il est nuageux, le mode de suivi photoélectrique ne peut pas suivre avec précision, de sorte que le mode de suivi de la piste fixe solaire est activé pour le suivi. Ce mode est uniquement lié à l'heure et au lieu, et n'est pas affecté par l'intensité de la lumière du soleil, ce qui compense exactement le défaut que le mode de suivi photoélectrique ne peut pas suivre correctement les jours nuageux.

Le programme de service d'interruption est utilisé dans le système. Lorsque INT0 détecte un faible potentiel à l'état de panne, le système entre dans le gestionnaire d'interruption et ordonne au moteur d'arrêter de tourner.

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