车用太阳能蓄能和通风空调系统控制器设计

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1、车用太阳能蓄能和通风空调系统控制器设计　　【摘要】本文介绍了车用太阳能蓄能及通风空调系统的工作原理，对其控制器的设计进行了详细的阐述，指出此控制器可以满足车用太阳能蓄能及通风空调系统的要求，并为以后产品的开发提供重要的理论和实践参考。【关键词】太阳能蓄能，通风空调，控制器的设计引言：在现代社会汽车已经成为人们日常生活中非常重要的交通工具，同时车主对汽车的功能也提出更多的要求。如汽车在使用过程中如何避免闻到一股“异味”（主要是挥发性有机化合物：甲醛、丙酮、二甲苯等）、电瓶亏电而不能启动和夏热冬冷（夏季，人们离车后再次进入车内时车内温度太高；冬季，车主进入车内时，车内寒

2、气逼人）的现象。基于此，本课题组在进行市场调研后，提出了利用太阳能来改善车内空气品质及蓄能应用研究的方案。1车用太阳能蓄能及通风空调系统的构成1.1太阳能光伏板。太阳能光伏板的作用是将太阳辐射能直接转换成电能，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。车用太阳能光伏板一般安装于车顶上，通过光伏板调节器与车辆电瓶连接，即可将太阳辐射能转换成电能存贮于蓄电池内，是太阳能蓄能系统的主要组成部分。71.2空气净化器。负离子本身无色无味绿色环保，不仅可以使人精神振奋，还可以净化空气。本系统采用负离子发生器作为空气净化装置，负离子发生器是本身无种利用高电压电离空气，从而产生高浓度负离子，

3、净化空气的装置。1.3通风装置。通风装置主要在夏季使用，由于温室效应的作用，车内的空气比车外的空气温度高，高温会使车内产生有毒气体。机械通风后可以把车内异味排出车外，保持车内空气清新，当再次进入车内时不再有炙热的感觉，同时享受无毒无害的乘车环境。通风机安装在前挡水导流槽外循环的入口处，停车时打开外循环风门，通风机便开始抽风工作。1.4加热装置。该加热装置采用PTC材料作为电加热元件，工作电压有12V、24V可控，热介质为PTC，其发热器部分具有自动控制温度、节省电能的性能。PTC加热装置的安装位置一般在车辆的中心位置，也可以设置在前排座椅的下方，利用铝合金散热片进行

4、自然对流散热；当车内空间较大时，可以在铝合金散热片上方加装轴流风扇的方法，进行强制对流散热，为寒冷的冬季营造了一个温暖的车内舒适空间。1.5控制器。控制器是整个太阳能蓄能及通风空调系统的指挥中心，控制着整个系统的正常工作。它包括启闭装置、功能选择装置和液晶显示装置等，控制器采用了集成电路，利用单片机控制各个功能的选择。外观如图一72车用太阳能蓄能及通风空调系统控制器硬件的设计车用太阳能蓄能及通风空调系统控制器的单片机选用STC12C5A60S2_LQFP48，该单片机的主要性能：工作电压为5.5～3.5V；flash程序存储器空间为60K；片上集成1280字节RAM

5、；通用I/O口44个；A/D转换，10位精度ADC，共8路；独立波特率发生器；内置复位；有看门狗等。2.1单片机端口分配。P33～P40、P26～P28用于液晶显示；P44和P45用于二极管显示；P22和P23用于温湿度采集；P43用于光照强度采集；P46～P47和P2～P3用于继电器控制；P13用于蜂鸣器；P9～P12用于功能选择。2.2电源电路。电源为汽车电瓶，电源电路主要包括电源开关、肖特基二极管、电容器、五端稳压集成块、电感、电阻和发光二极管等组成，为控制器和继电器提供+5V工作电源。肖特基二极管、电容器和电感主要作用是调压和滤波；五端稳压集成块作用是得到+

6、5V电压；电阻的作用是限流；发光二极管用于电源指示。2.3复位电路。控制器上电时，电容器充电，在电阻R8上出现电压，单片机复位；短期内，电容器充满，在电阻上电流为0，电压也为0，单片机进入工作状态。72.4晶振电路。晶振电路主要包括晶体振荡器、电阻和电容，其作用是与单片机内部组成震荡电路，产生12MHz频率的震荡信号，为单片机提供标准时钟，提供单片机所需的各种触发信号。2.5液晶显示。液晶显示采用OCMJ4X8C中文液晶显示模块，主要显示汽车内温度和湿度。该模块内置2M-位中文字型ROM（CGROM）总共提供8192个中文字型（16x16点阵），16K-位半宽字型R

7、OM（HCGROM）总共提供126个符号字型（16x8点阵），64x16-位字型产生RAM（CGRAM），另外绘图显示画面提供一个64x256点的绘图区域（GDRAM），可以和文字画面混和显示。2.6温湿度检测电路。温湿度传感器采用SHT10，该温湿度传感器的特点如下：①相对湿度和温度的测量兼有露点输出；②全部校准，数字输出；③接口简单（2-wire），响应速度快；④超低功耗，自动休眠；⑤出色的长期稳定性；⑥超小体积（表面贴装）；⑦测湿精度±4.5%RH，测温精度±0.5℃（25℃）。2.7光照强度检测电路。由光敏电阻器及分压电阻组成，光照强度发生变化时，光敏电