一、太陽能電池板及蓄電池參數(shù)

　　需測太陽能電池板和蓄電池的主要參數(shù)有：

　　• 開路電壓 (Voc)，沒有電流時的電池電壓

　　• 短路電流(Isc)，負載電阻為零時從電池流出的電流

　　• 電池最大功率輸出(Pmax)，電池產(chǎn)生最大功率時的電壓和電流點。通常把I-V

　　曲線上的Pmax點作為最大功率點(MPP)

　　• Pmax的電壓(Vmax)，電池在Pmax的電壓電平

　　• Pmax的電流(Imax)，電池在Pmax的電流電平

　　• 器件的轉(zhuǎn)換效率(η)，太陽能電池接到電路時轉(zhuǎn)換(從吸收光至電能)和收集

　　功率的百分比。

　　二、測試儀系統(tǒng)的構(gòu)成

　　1.PIC32模塊

　　本模塊使用的是PIC32 USB Starter Kit II,主要是程序的承載中心，其主要工作就是初始化模塊，對數(shù)據(jù)的采集，分析，計算，存儲等功能

　　2.采集模塊

　　電流的采集

　　太陽能電池板接受光照，產(chǎn)生電流，通過R9電阻產(chǎn)生很小的電壓，R9電阻兩端的電壓經(jīng)過運放將其放大為原來的50倍，然后經(jīng)過電壓跟隨器將電壓傳送到PIC32板AD端的輸入端口，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過PIC32處理，轉(zhuǎn)換為實際電壓值送至顯示系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)原理圖如下圖2.1。

　　電壓的采集

　　電壓經(jīng)過4個1M歐電阻分壓采集R4電阻兩端的電壓。通過電壓跟隨器將電壓信號傳送給AD端輸入端口，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過PIC32處理，轉(zhuǎn)換為實際電壓值送至顯示系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)原理圖如下圖2.1。

　　電池的伏安特性

　　通過調(diào)節(jié)R5數(shù)字電位器的大小，將連續(xù)變化的模擬電壓電流信號不斷傳送至PIC32AD端輸入端口，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在經(jīng)過軟件的設計將其轉(zhuǎn)換為實際電壓值、電流值、功率值送至顯示系統(tǒng)(TFT彩屏)繪制電流電壓曲線，采集多組數(shù)據(jù)，以此來判斷太陽能電池性能。

　　3.光輻照度采集模塊

　　本模塊通過TI公司TSL230B芯片和PIC32中的輸入模塊配合，通過計算兩次捕捉時間內(nèi)計數(shù)器的數(shù)值差，便可計算出輸出的頻率差，再參考頻率-能量曲線表，便可得到光輻照度。

　　YSL230B芯片主要由多晶硅光電二極管和單片COMS電流頻率集成轉(zhuǎn)換器構(gòu)成.多晶硅光電二極管對光輻照度信號進行光電轉(zhuǎn)換，把一定光譜的光換成電流，再由電流頻率轉(zhuǎn)換器換成相應的脈沖頻率。輸出方波或三角波的頻率完全由光輻照度決定，可程控調(diào)整器件的靈敏度及滿量程輸出的頻率。分辨率極高，不受外圍元件影響，可以直接與微控制器連接，幾乎無需外圍元件。下圖為TSL230B與單片機的連接

　　而光輻照度的計算方法是：用標準條件(STC)和太陽能電池表面積(Ac,單位是m2)下的最大功率點Pmax除以輸入光輻照度(E,單位是W/m2)，本計算過程將在程序中運行。

　　4.TFT彩屏顯示模塊

　　本系統(tǒng)采用通用型液晶TFT彩屏，顯示經(jīng)檢測電路采集回來的電壓、電流、功率值，判斷太陽能電池的性能。

　　5.蓄電池及開關電源

　　電源部分為開關電源和蓄電池雙供電。在室內(nèi)使用時使用開關電源，開關電源將220V交流電變?yōu)?V、±12V直流,其中5V電源通過一個開關用于給控制模塊和采集模塊供電,12V電源通過一個開關給光源供電,同時12V電源用于給12V蓄電池充電。在野外環(huán)境下使用蓄電池供電，蓄電池輸出12V，給光源供電，通過7805輸出5V給控制模塊和采集模塊供電其原理圖如下圖4.1。

　　6.USB存儲模塊

　　主要是在開機運行后，每隔一定的時間之后，便將采集得到的數(shù)據(jù)存儲于USB設備當中，方便以后讀取;

　　7.DS1302模塊

　　本模塊通過JP83和PIC32的IO口連接，實時讀取時間，然后送給TFT彩屏實時顯示測量數(shù)據(jù)的時間，在存儲數(shù)據(jù)之后方便以后調(diào)用數(shù)據(jù)時知道所測數(shù)據(jù)的具體時間。