基于ATMEGA16的太陽能供電制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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半導(dǎo)體制冷的熱端散熱，通過降低熱端的溫度，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(shè)計(jì)中，采用散熱片加上空氣強(qiáng)制對(duì)流散熱的方式對(duì)半導(dǎo)體制冷進(jìn)行散熱，經(jīng)過重復(fù)實(shí)驗(yàn)證明，該方式散熱效果良好。
2．3 電流采樣電路
為防止負(fù)載電流過高，需要檢測經(jīng)過負(fù)載的電流。采用康銅絲電阻對(duì)電流信號(hào)采樣，通過康銅絲電阻采樣的電壓信號(hào)經(jīng)過LM258放大，輸入到ATMEGA16的模數(shù)轉(zhuǎn)換器端口進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)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(tǒng)的熱敏電阻相比，DS18B20能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在93．75ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根接口線(單總線接口)讀寫，單總線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(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖5所示，系統(tǒng)初始化后接著啟動(dòng)內(nèi)部A／D轉(zhuǎn)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(biāo)物的溫度Ta，若溫度高于預(yù)設(shè)溫度Th，啟動(dòng)制冷程序。
系統(tǒng)進(jìn)入充電程序后，檢測太陽能電池光照強(qiáng)度并進(jìn)行判斷，若光照強(qiáng)度低，系統(tǒng)休眠；若光照強(qiáng)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(dāng)蓄電池電壓上升至正常電壓，充電結(jié)束。
啟動(dòng)制冷程序后，判斷當(dāng)前溫度Ta與Th的偏差、偏差變化率信號(hào)，經(jīng)PID控制調(diào)節(jié)制冷驅(qū)動(dòng)電路的PWM脈寬信號(hào)，對(duì)半導(dǎo)體制冷進(jìn)行控制，當(dāng)溫度不高于預(yù)設(shè)溫度Th，制冷結(jié)束并返回。
4 結(jié)束語
實(shí)驗(yàn)表明，該制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，制冷效果良好。在工業(yè)儲(chǔ)藏和日常的冷藏保鮮中可以得到廣泛的推廣應(yīng)用。系統(tǒng)采用單片機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于太陽能供電的半導(dǎo)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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評(píng)論