基于A(yíng)T89S52單片機的太陽(yáng)能環(huán)境參數測試儀設計

　引 言

　　為了確保太陽(yáng)能發(fā)電系統能夠正常的工作，需要對太陽(yáng)能發(fā)電系統的各項環(huán)境參數進(jìn)行測量，從而有效地控制其運行。本文介紹了一種基于單片機的太陽(yáng)能參數測試儀，提供了3種參數的測量功能和通信接口，以及2種供電方式，既可作為手持設備使用，又能安裝在發(fā)電系統中，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

1 硬件電路設計

1．1 總體結構

　　該測試儀以AT89S52單片機為核心，外接溫濕度傳感器SHTll、照度傳感器TSL2561、四位共陰數碼管、RS485總線(xiàn)通信接口以及顯示切換按鍵。單片機上電工作后，對當前溫度、濕度、光強度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，通過(guò)按鍵切換將測得的3種參數通過(guò)LED數碼管進(jìn)行輪流顯示；此外，還可以通過(guò)RS485總線(xiàn)與PC機進(jìn)行通信，將參數值傳送到上位機，以達到遠程監測的目的。該測試儀的結構框圖如圖1所示。

1．2 測量模塊

　　溫度和濕度測量采用的是瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的SHTll傳感器。該傳感器采用獨特的CMOsens TM技術(shù)，將溫濕度傳感器、信號放大處理、A／D轉換、I2C總線(xiàn)全部集成在一塊芯片上，可直接與單片機接口。該芯片采用數字式輸出，為編程提供了方便。

　　光照度測量選用的是TAOS公司生產(chǎn)的TSL2561光強度傳感器。它具有數字式輸出端口和標準I2C總線(xiàn)接口，涵蓋1～70 000 lx的寬照度范圍，非常適合戶(hù)外環(huán)境下光照強度的測量，適用于太陽(yáng)能發(fā)電系統。圖2為傳感器與AT89S52單片機的接口電路設計。

1．3 電源模塊

　　電源模塊提供了2種供電方式：

　?、佼敎y試儀作為手持設備使用時(shí)，可直接使用3．6V鋰電池，經(jīng)過(guò)DC―DC電壓轉換芯片MAX756將電壓升至5 V后為單片機和外設供電。
　?、诋敎y試儀作為固定設備安裝在太陽(yáng)能發(fā)電現場(chǎng)時(shí)，可以采用太陽(yáng)能供電。太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的12 V電壓通過(guò)穩壓芯片LM7805后，得到穩定的5 V電壓輸出，輸出電壓既可以為測試模塊供電還可以通過(guò)充電電路為鋰電池充電。圖3是電源模塊的硬件原理圖。

1．4 充電電路

　　充電電路的核心器件采用的是上海如韻公司生產(chǎn)的專(zhuān)用充電芯片CN3058，它可以對單節磷酸鐵鋰可充電電池進(jìn)行恒流／恒壓充電。該器件內部集成有功率晶體管，使用時(shí)不需要設計外圍電流檢測和保護電路，適用于便攜式的應用領(lǐng)域。