|
1．3 无线射频模块设计
为了实现远程监控，系统采用Nordic Semiconductor ASA公司推出的单片射频收发器nRF905，设计了无线射频模块来实现无线数据传输。单片机通过软件模拟SPI传输方式和nRF905通信，把外界采集的数据传输到上位机。nRF905与MSP430接口电路如图4所示。
nRF905常用的10个引脚：和MCU通信的SPI接口的4个引脚分别是数据线SPI_MOSI，SPI_MISO，时钟线SCLK，使能线SPI_CSN；MCU的3个控制线分别为控制工作状态的PWR_UP，控制正常工作的TX_EN，选择发送或接收方式的TRX_CE；nRF905的3个反馈线分别为检测到频道正被使用的CD(Carrier Detected)，通知接收地址正确的AM(Address Matched)，告诉MCU数据接收正确的DR(Data Received)。图5是nRF905的发送和接收时序图。
1．4 其他模块设计
无线数据接收端由微控制器模块、无线射频模块和串行通信模块3个模块组成；而无线数据发送及控制端包含所有11个模块；机械装置端主要由两个步进电机和硅太阳能电池板组成。
(1)微控制器模块：无线数据接收端采用AT89S52 8位单片机；无线数据发送及控制端选用MSP430F149 16位超低功耗单片机，其自带的ADC12模数转换器提供8通道12位A／D采样；
(2)电机控制模块：由L298双路全桥式驱动芯片控制2个四相八拍的步进电机，以带动太阳能电池板实现方位角、俯仰角两个自由度的角度调整；
(3)温度检测模块：采用Dalias公司生产DS18B20数字温度传感器测量外界温度；
(4)实时时钟模块：选用Dallas公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片DS1302进行时间的计量；
(5)电源电路模块：电源电路模块有12 V，5 V和3．3 V三个部分，12 V供步进电机使用，5 V供AT89S52单片机使用，3．3 V供MSP430和其他芯片使用。系统用12 V直流电源供电，利用AMS117-5．0及AMS117-3．3稳压芯片把电源由12 V电压转换为5 V和3．3 V电压供各个功能模块使用；
(6)液晶显示模块：选用12864液晶模块显示光强、温度、时间等状态；
(7)串行通信模块：选用MAX232实现单片机和上位机之间的异步串口通信，传输数据；
(8)键盘控制模块：利用MSP430的P2端口中断实现键盘的操作，控制系统，调整时间。
2 软件设计
2．1 系统工作流程
由于所处地理位置不同(南共模电感北半球、海拔高度)和时间季节的不同，并且系统的机械装置是随意放置的，所以系统启动后硅太阳能电池板的初始基准角度是不正确的。系统上电开机后，首先系统会自动检测，调整基本的方向角和太阳能电池板的俯仰角，再进一步的微调使太阳光线垂直入射太阳能电池板，从而以此点作为基准点进入工作模式。第一次上电运行系统会要求输入电感器生产厂家时钟时间，然后系统就进入了正常工作模式。
实时时钟开始正常运行，每隔1 s会对DS1302读取一次，作为太阳能电池板调整的时钟时间基准；系统用A风华高科系列电感器D12模数转换器对采样通道进行采样、转换，判断天气的晴阴和充电电池的电量状态；同时会根据时钟时间和和光照强度对太阳能电池板角度进行调整，使太阳光线始终垂直入射太阳能电池板，以实现光伏发电的最大化；系统上电以后液晶显示模块利用TimerA定时器每秒10次地刷新屏幕，显示时间日期、天气温度、光照强度、充电状态等信息；而按键的动作是通过MSP430单片机P2端口下降沿的中断实现的，完成液晶屏幕的切换和时间的调整等；另外系统会通过无线射频装置发送数据到接收端，并上传到上位机，实现远程实时监控。图6是系统工作的流程图，分为发送和接收两部分流程。
2．2 太阳能电池板扁平型电感角度调整
系统综合光电追踪和视日运动轨迹两种追踪方式的优点，从外部时钟芯片中读取时间，根据时间和太阳角度的关系，每隔一段时间进行一次角度的调整，调整到预定的方位角和俯仰角(通常是稍大于准确角度)；在运动过程中，AD12会记录各个位置的光强值，产生光照强度系列值，然后控制步进机再把太阳能电池板精确调整到光照强度最强的位置上。太阳能电池板角度调整的流程图如图7所示，当时间在MIN_TIME和MAX_TIME之间时，每隔一段时间MINUTE_PER_RUN进行一次角度调整，先塑封电感器是根据时钟时间调整到预定位置，再是根据光电检测强度精确调整到光照最强位置(时间上限、下限和每隔多少分钟检测一次太阳高度可软件设定，系统默认MIN_TIME=6，MAX_TIME=18，MINUTE_PER_RUN=15，即时间在6：00到18：00之间，每隔15 min调整一次)。
1
功率电感在某些情况下，电源电压VIN 并不稳定，比如在利用电池为系统供电时。无论采用什么电源，要让输出电流保持一个恒定水平，就必须使用独立于电源电压的一个参考电压VREF。在所有备有模拟数字转换 1.前言随着电子技术的迅速发展，使得电子电路的设计日趋复杂，单片机因为具有高集成度、高稳定性和成本低廉等特点，因而在电子设计中得到越来越广泛的应用。第一，使用数码显示管虽然成本低廉，但是显示内容非常有 上一篇：教你怎么看贴片电容误差下一篇：贴片电模压电感器工厂容尺寸有哪些？ COG最稳定，贴片电容常用的有KMZ+/-1020+80/-20材质有COGX7RY5V等。其次是X7RY5V容量漂移最大的
上一篇： 高效率 LED 驱动电源设计
下一篇：功率电感器
2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |
