Mikrocontroller-Steuerung mit serieller Schnittstelle für den Photovoltaik-Kennlinien-Analysator

ISBN-13: 9783838601854 / Niemiecki / Miękka / 1997 / 112 str.

Sven Pohl

Opis

Inhaltsangabe: Zusammenfassung: Die Diplomarbeit ist eine Weiterentwicklung eines schon existierenden, sehr bewahrten Mesystems zur Kennlinienaufnahme von Photovoltaikzellen und -generatoren. Die Arbeit ist am Institut fur Solarenergieforschung in Emmerthal sehr praxisnah entstanden. Das Mesystem wird nach der erfolgten Serienreife noch heute verkauft. Zu Anfang wird kurz auf Photovoltaik und die Kennlinien von PV-Generatoren eingegangen. Nachdem die Besonderheiten und Eigenheiten verstanden sind, wird die prinzipielle Mewertaufnahme erklart. Soviel vorweg: Durch Aufladen eines festen Lastkondensators werden die Werte ermittelt. Um Kennlinien von einer Zelle bis hin zu groen PV-Generatoren (Verschaltung vieler einzelner Zellen) mit einem festen Kondensator aufnehmen zu konnen, mu die Mewertaufnahme sehr schnell und auch variabel sein. Dieses erfordert eine leistungsstarke Hardware, die jedoch durch den Einsatz eines 8051 Mikrocontrollers mit ausgeklugelter Software auf ein Minimum beschrankt bleibt. Somit teilt sich die Diplomarbeit in zwei Abschnitte auf: Die Hardware und die Software. Die Hardware: Das Mikrocontroller-System ist das verbindende Herzstuck aller Funktionsblocke. Fur diese Anwendung reicht der kleinste Standard 8051 Mikrocontroller, ein 80C31 voll und ganz aus. Ein Konverter (MAX232) fur die serielle Schnittstelle ubernimmt die Anpassung der TTL-Signale an den RS232-Standard. Da im Leistungsteil (Analogteil) mit hohen Stromen und Spannungen gearbeitet wird, ist die Schnittstelle, fur einen optimalen Schutz des PCs, galvanisch uber Optokoppler getrennt. Neben den Komponenten fur die Steuerung des Leistungsteils gibt es den Block fur die Analog-Digital-Umformung der Mewerte. Dieser besitzt einen 333 ksamples/s schnellen und 12 Bit auflosenden ADU. Uber 4 Sample&Hold-Stufen konnen 4 Analogwerte (hier Strom, Spannung, Temperatur und Bestrahlungsstarke) zeitdiskret erfat werden. Die Digitalwerte werden im Daten-RAM zur weiteren Verarbeitung abg