基于A(yíng)TMEGA16的太陽(yáng)能供電制冷系統設計

半導體制冷的熱端散熱,通過(guò)降低熱端的溫度,可以減少熱端向冷端的傳熱,因此熱端散熱很重要,減少冷熱端溫差成為提高熱電制冷性能的一個(gè)重要因素。在本次設計中,采用散熱片加上空氣強制對流散熱的方式對半導體制冷進(jìn)行散熱,經(jīng)過(guò)重復實(shí)驗證明,該方式散熱效果良好。
2.3 電流采樣電路
為防止負載電流過(guò)高,需要檢測經(jīng)過(guò)負載的電流。采用康銅絲電阻對電流信號采樣,通過(guò)康銅絲電阻采樣的電壓信號經(jīng)過(guò)LM258放大,輸入到ATMEGA16的模數轉換器端口進(jìn)行A/D轉換。如圖3所示。

2.4 溫度檢測電路
溫度傳感器使用的是DS18B20,與傳統的熱敏電阻相比,DS18B20能夠直接讀出被測溫度并且可根據實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現9~12位的數字值讀數方式??梢苑謩e在93.75ms和750 ms內完成9位和12位的數字量,并且從DS18B20讀出的信息或寫(xiě)入DS18B20的信息僅需要一根接口線(xiàn)(單總線(xiàn)接口)讀寫(xiě),單總線(xiàn)本身也可以向所掛接的DS18B20供電。其溫度檢測電路如圖4所示。

3 系統軟件設計
系統軟件設計流程如圖5所示,系統初始化后接著(zhù)啟動(dòng)內部A/D轉換器,采樣蓄電池電壓VBAT,若蓄電池電壓小于正常電壓VC,進(jìn)入充電程序;若蓄電池電壓正常,采樣制冷目標物的溫度Ta,若溫度高于預設溫度Th,啟動(dòng)制冷程序。

系統進(jìn)入充電程序后,檢測太陽(yáng)能電池光照強度并進(jìn)行判斷,若光照強度低,系統休眠;若光照強度高于一定值,給蓄電池分段式充電并判斷蓄電池電壓狀態(tài),當蓄電池電壓上升至正常電壓,充電結束。
啟動(dòng)制冷程序后,判斷當前溫度Ta與Th的偏差、偏差變化率信號,經(jīng)PID控制調節制冷驅動(dòng)電路的PWM脈寬信號,對半導體制冷進(jìn)行控制,當溫度不高于預設溫度Th,制冷結束并返回。
4 結束語(yǔ)
實(shí)驗表明,該制冷系統結構簡(jiǎn)單,性能穩定,制冷效果良好。在工業(yè)儲藏和日常的冷藏保鮮中可以得到廣泛的推廣應用。系統采用單片機控制技術(shù),實(shí)現了基于太陽(yáng)能供電的半導體制冷,在低能耗和環(huán)保方面顯示出一定的優(yōu)勢。
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