基于LabVlEW太陽(yáng)能路燈充放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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(chǔ)上，提高系統(tǒng)的穩(wěn)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(fù)載功率。為此，僅從理論計(jì)算是不夠的。因?yàn)樘?yáng)光光強(qiáng)瞬息萬(wàn)變，充電電流和放電電流都在不斷變化，理論計(jì)算會(huì)帶來(lái)較大誤差。只有采取自動(dòng)跟蹤監(jiān)測(cè)充放電流才能準(zhǔn)確確定光電池在不同季節(jié)和不同方位的最大功率輸出。以此確定蓄電池和負(fù)載才是可靠的。

在LabVIEW軟件平臺(tái)上，結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡，利用虛擬儀器技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析任務(wù)。本文對(duì)自行研制開發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作一闡述。

2設(shè)計(jì)原理

利用調(diào)理電路對(duì)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(shù)據(jù)采樣，由USB數(shù)據(jù)采集模塊將采集數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。在LabVIEW軟件平臺(tái)上進(jìn)行適時(shí)顯示和統(tǒng)計(jì)分析。原理框圖見圖1.

圖1系統(tǒng)原理框圖

3數(shù)據(jù)采集硬件配置

3.1調(diào)理電路

蓄電池輸出信號(hào)是一種浮動(dòng)信號(hào)。采用差分測(cè)量方式會(huì)最大限度地減小對(duì)被測(cè)電路的影響，同時(shí)也會(huì)減小測(cè)量誤差。在本調(diào)理電路中，采用高精度低漂移的集成運(yùn)算放大器ICL7650制作的差動(dòng)放大器將串入充放電線路的精密小電阻之上的差動(dòng)信號(hào)作為電流檢測(cè)信號(hào)。將并入蓄電池的大電阻分壓器獲得的小信號(hào)作為電壓信號(hào)。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(hào)地之間。將兩個(gè)差動(dòng)放大器的輸出信號(hào)送人USB采集模塊的兩個(gè)輸入通道以完成信號(hào)調(diào)理及采集。調(diào)理電路見圖2、圖3。

圖2電流信號(hào)調(diào)理

圖3電壓信號(hào)調(diào)理

3.2數(shù)據(jù)采集模塊

本系統(tǒng)采用加拿大HYTEK公司生產(chǎn)的USB接1:3數(shù)據(jù)采集模塊，型號(hào)為iUSBDAQ-U120816.它雖不是高端采集卡，但對(duì)于采集直流信號(hào)，特別是采樣頻率不是很高時(shí)，已足夠達(dá)到集結(jié)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(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

3.3模塊配置及驅(qū)動(dòng)

在所用計(jì)算機(jī)上執(zhí)行HYTEK公司提供的設(shè)備驅(qū)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專用VI函數(shù)庫(kù)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(diào)用User Functions和User Controls.

4軟件開發(fā)

LabVIEW是美國(guó)國(guó)家儀器(NI燴司開發(fā)的廣泛應(yīng)用于儀器控制、自動(dòng)化測(cè)試、數(shù)據(jù)分析處理等領(lǐng)域圖形化編程語(yǔ)言，是優(yōu)秀的開發(fā)虛擬儀器軟件。在自動(dòng)化測(cè)控領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。開發(fā)本系統(tǒng)采用的是LabVIEW7.1版本。

4.1程序流程圖(見圖4)

圖4程序流程圖