基于LabVlEW太陽(yáng)能路燈充放電監測系統

1引言

太陽(yáng)能路燈主要由太陽(yáng)能光電池組件、蓄電池、充放電控制器、照明燈具四大部分組成。太陽(yáng)能路燈普及推廣的瓶頸已不是技術(shù)問(wèn)題，而是成本問(wèn)題。要在降低成本的基礎上，提高系統的穩定性及發(fā)揮最大的效能，就要合理搭配太陽(yáng)能光電池的輸出功率和蓄電池容量及負載功率。為此，僅從理論計算是不夠的。因為太陽(yáng)光光強瞬息萬(wàn)變，充電電流和放電電流都在不斷變化，理論計算會(huì )帶來(lái)較大誤差。只有采取自動(dòng)跟蹤監測充放電流才能準確確定光電池在不同季節和不同方位的最大功率輸出。以此確定蓄電池和負載才是可靠的。

在LabVIEW軟件平臺上，結合數據采集卡，利用虛擬儀器技術(shù)可實(shí)現自動(dòng)監測及數據分析任務(wù)。本文對自行研制開(kāi)發(fā)的監測系統作一闡述。

2設計原理

利用調理電路對光電池的輸出電流和蓄電池的放電電流及蓄電池的充放電工作電壓進(jìn)行一定頻率的數據采樣，由USB數據采集模塊將采集數據送入計算機。在LabVIEW軟件平臺上進(jìn)行適時(shí)顯示和統計分析。原理框圖見(jiàn)圖1.

圖1系統原理框圖

3數據采集硬件配置

3.1調理電路

蓄電池輸出信號是一種浮動(dòng)信號。采用差分測量方式會(huì )最大限度地減小對被測電路的影響，同時(shí)也會(huì )減小測量誤差。在本調理電路中，采用高精度低漂移的集成運算放大器ICL7650制作的差動(dòng)放大器將串入充放電線(xiàn)路的精密小電阻之上的差動(dòng)信號作為電流檢測信號。將并入蓄電池的大電阻分壓器獲得的小信號作為電壓信號。為消除干擾，用兩個(gè)等值電阻分別接于差動(dòng)放大器的兩輸入端與信號地之間。將兩個(gè)差動(dòng)放大器的輸出信號送人USB采集模塊的兩個(gè)輸入通道以完成信號調理及采集。調理電路見(jiàn)圖2、圖3。

圖2電流信號調理

圖3電壓信號調理

3.2數據采集模塊

本系統采用加拿大HYTEK公司生產(chǎn)的USB接1:3數據采集模塊，型號為iUSBDAQ-U120816.它雖不是高端采集卡，但對于采集直流信號，特別是采樣頻率不是很高時(shí)，已足夠達到集結束后，選擇退出并回放按鈕，在回放波形窗將顯示采集要求。USB接口可方便地用于熱插拔及即插即用。連接筆記電腦可實(shí)現現場(chǎng)數據監測。

3.3模塊配置及驅動(dòng)

在所用計算機上執行HYTEK公司提供的設備驅動(dòng)程序iUSBDAQ-Driver.exe,即可激活采集模塊。再將該公司提供的iUSBDAQ_ALL_Vis.LLb專(zhuān)用VI函數庫拷貝到安裝LabVlEW7.1目錄的vl子目錄下的User子目錄，即可在BlockDiagramt和Front Panel編輯環(huán)境中調用User Functions和User Controls.

4軟件開(kāi)發(fā)

LabVIEW是美國國家儀器(NI燴司開(kāi)發(fā)的廣泛應用于儀器控制、自動(dòng)化測試、數據分析處理等領(lǐng)域圖形化編程語(yǔ)言，是優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)虛擬儀器軟件。在自動(dòng)化測控領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應用。開(kāi)發(fā)本系統采用的是LabVIEW7.1版本。

4.1程序流程圖(見(jiàn)圖4)

圖4程序流程圖