基于ATMEGA16的太陽能供電制冷系統(tǒng)設(shè)計
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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重要因素。在本次設(shè)計中，采用散熱片加上空氣強制對流散熱的方式對半導(dǎo)體制冷進行散熱，經(jīng)過重復(fù)實驗證明，該方式散熱效果良好。
2．3 電流采樣電路
為防止負載電流過高，需要檢測經(jīng)過負載的電流。采用康銅絲電阻對電流信號采樣，通過康銅絲電阻采樣的電壓信號經(jīng)過LM258放大，輸入到ATMEGA16的模數(shù)轉(zhuǎn)換器端口進行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)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e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
系統(tǒng)軟件設(shè)計流程如圖5所示，系統(tǒng)初始化后接著啟動內(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(yù)設(shè)溫度Th，啟動制冷程序。
系統(tǒng)進入充電程序后，檢測太陽能電池光照強度并進行判斷，若光照強度低，系統(tǒng)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(jié)束。
啟動制冷程序后，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(diào)節(jié)制冷驅(qū)動電路的PWM脈寬信號，對半導(dǎo)體制冷進行控制，當溫度不高于預(yù)設(shè)溫度Th，制冷結(jié)束并返回。
4 結(jié)束語
實驗表明，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)采用單片機控制技術(shù)，實現(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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