李龍 唐思均 錢新杰

摘要：滅蚊燈是一種新型、高效、環(huán)保的蚊蠅捕殺器，對農(nóng)業(yè)種植中病蟲的防治非常有效。近年來，隨著太陽能光伏面板功率的提高和價格的不斷下探，各種新型太陽能產(chǎn)品不斷問世，本文提出一種以太陽能為電源的滅蠅燈，具有環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、成本低的特點。

關(guān)鍵詞：太陽能、光伏發(fā)電、單片機(jī)

一、引言

滅蠅燈利用昆蟲晝伏夜出、趨光性的特點，以光照吸引夜間活動的蚊蠅，并對其實施滅殺，在農(nóng)田、公園、綠化帶等區(qū)域應(yīng)用的比較廣泛。昆蟲的主要活動、繁殖時期是從每年的春末至秋初，這段時期也是我國大部分地區(qū)日照最為充分的時期。以四川地區(qū)為例，全年日照時間1300小時左右，春早冬遲，夏季氣溫高、日照時間長，太陽能較為豐富。本文提出一種太陽能滅蚊燈的設(shè)計方案，在白天利用太陽能發(fā)電對蓄電池進(jìn)行充電，夜間由蓄電池放電點亮滅蚊燈，起到了節(jié)能、環(huán)保的作用。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在本設(shè)計中，由單片機(jī)作為控制器，當(dāng)檢測到的日照強(qiáng)度滿足發(fā)電條件時，進(jìn)入發(fā)電模式；當(dāng)夜幕降臨光照不足時進(jìn)入夜間工作模式由蓄電池向滅蚊燈供電。為了避免因陰雨天氣導(dǎo)致白天光照不足而進(jìn)入夜間模式控制要進(jìn)行定時，在白天期間禁止進(jìn)入夜間模式，同時還對蓄電池的充電過程中進(jìn)行充電保護(hù)，下圖為本設(shè)計的結(jié)構(gòu)原理圖。

三、系統(tǒng)設(shè)計

1.滅蠅燈的選用

本系統(tǒng)采用蓄電池供電，因此選用的滅蠅燈須為直流電源型。目前市場的同類產(chǎn)品非常多，工作原理大同小異。以自動型農(nóng)用光譜頻振式殺蟲燈為例，其工作電壓直流12V，功率不大于20瓦，壽命在一萬小時左右。該燈利用紫外光引誘害蟲至光源處，光源外配置高壓電網(wǎng)，電擊害蟲后掉落掉下方的容器中，對大部分常見的害蟲有良好的撲殺作用，且對環(huán)境不造成任何影響。

2.電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)由光伏發(fā)電模塊、太陽能控制器模塊和蓄電池三部分組成。在本系統(tǒng)選用12v鉛酸電池作為儲能系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的工作時間選擇相應(yīng)的光伏發(fā)電面板。夏季蚊蟲的活動習(xí)性與天氣有關(guān)，天氣炎熱時昆蟲活動頻繁，陰雨天氣時昆蟲活動較少，且夜晚昆蟲的主要活動時間從夜間8點至凌晨5點，共10個小時，為了保證在連續(xù)陰雨情況下電池的電量可以至少工作3個夜晚，蓄電池的容量要足夠大，在本系統(tǒng)中選用12V、36AH容量的鉛酸蓄電池。

3.太陽能控制器

太陽能控制器全稱為太陽能充放電控制器，在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，由它將面板輸出的電力轉(zhuǎn)換后對蓄電池進(jìn)行充電，不能將光伏面板的輸出直接接到直流用電設(shè)備上，選型時注意根據(jù)蓄電池的充電電壓來選擇，本設(shè)計中選擇12伏、10安類型的控制器，其充電電流為10安，充電時分為快充和浮充，當(dāng)電池內(nèi)電量較低時處在快沖模式，電池充滿后因電池自放電或其他損耗電量略微減少時，處于浮充模式補(bǔ)充電能，該類型產(chǎn)品適用于小型光伏發(fā)電系統(tǒng)，在連接過程中注意連接順序，先接蓄電池再接光伏面板輸出端，否則可能燒毀控制器；該產(chǎn)品具有防反接、防過充、防短路的有點，特別適合家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

3.光伏面板

目前市場上的光伏發(fā)電產(chǎn)品種類繁多，輸出功率從幾十瓦到數(shù)百瓦，輸出電壓按電壓等級從十幾伏到幾十伏不等。光伏面板的選型需根據(jù)當(dāng)?shù)厝照涨闆r、電池的容量和太陽能控制器來確定。本設(shè)計中選用100瓦的單晶太陽能板，輸出電壓18v、最佳工作電壓6安，輸出電壓滿足太陽能控制器的要求，夏季在光照正常的情況下可在6-8小時內(nèi)將蓄電池充滿。光伏面板輸出的功率與日照強(qiáng)度、日照時間、氣溫、安裝角度等有關(guān)，安裝時需將面板調(diào)整至最佳角度。

4.控制系統(tǒng)

控制器在本設(shè)計中的主要作用是定時和檢測光照強(qiáng)度，控制器采用單片機(jī)，光照強(qiáng)度檢測有集成的模塊可供使用，當(dāng)前系統(tǒng)處在充電還是放電的狀態(tài)由時間和光照強(qiáng)度共同決定，增加定時的作用是為了避免極端天氣下盡管處在白天卻因光照不足錯誤的進(jìn)入放電狀態(tài)，定時可有單片機(jī)內(nèi)部的定時器實現(xiàn)。

5.其他硬件

系統(tǒng)中要有必要的安全保護(hù)，例如防雷、防雨及接地等，夏季自然災(zāi)害較多、工作的條件比較惡劣，系統(tǒng)在安裝時注意安裝強(qiáng)度，避免因狂風(fēng)、暴雨、雷電、冰雹等強(qiáng)對流天氣照成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷害。

四、結(jié)束語

近年來人們的環(huán)保意識逐步建立，傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑容易對作物造成污染。采用太陽能滅蚊器能減少病蟲災(zāi)害，也避免了在農(nóng)田中安裝供電系統(tǒng)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)投入和管理成本，部分農(nóng)業(yè)地區(qū)電力系統(tǒng)比較落后，采用太陽能發(fā)電可以有效的解決此問題，撲殺的蚊蠅可以作為非常好的蛋白質(zhì)供魚塘、飼養(yǎng)使用，有助于綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，。本方案也可用于小區(qū)綠化帶、公園等地方使用，有很好的應(yīng)用價值。

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