意法半导体STM32U575ZI助力创新：光伏板无水清洁系统的突破

今年的嵌入式设计大赛参赛作品水平再次取得突破，涌现出一批极具创新性和完整性的可产品化优秀作品。这些作品不仅涉及行业前沿和热点应用领域，还展现了奇思妙想与实际应用的完美结合。

其中，由成都理工大学的任学睿、王佳和周攀枝三名同学组成的“无尽能源队”设计的光伏板无水清洁系统荣获了嵌赛一等奖最佳创意奖。该作品采用静电感应除尘方法，以意法半导体STM32U575ZI为主控芯片，设计了一个具备自主识别清洁功能的智能光伏板清洁系统。系统结合蓝牙芯片实现了数据传输控制，并运用深度学习技术，完成了自动识别检测平台的搭建。该系统具有无水清洁、自给自足能源、全自动化操作、避免机械摩擦和技术集成等特点。据了解，基于这种除尘方法的方案目前在光伏行业内还未见到。

光伏板清洁的新思路

光伏板清洁这个课题还未受到广泛关注，那么他们是如何想到用高压静电这种方式来解决光伏板除尘问题的呢？在这个独具匠心的方案中，意法半导体STM32U575ZI又是如何发挥作用的？设计过程中遇到了哪些难点，又是如何克服的？带着这些问题，我们连线了三名获奖队员，希望为更多高校学子提供参考借鉴。

设计理念与背景

任学睿同学表示，国家对新能源的高质量发展非常重视，因此他们在构思和设计时秉持绿色清洁和高度自动化的理念。在设计开发过程中，他们发现太阳能电池板上的灰尘堆积会阻挡阳光，导致光能转换效率下降。目前，大多数光伏板清洁方式是使用大量纯净水进行定期清洁，这在沙漠环境中不仅是巨大的挑战，也是资源的巨大浪费。此外，人工清洁还会造成无法修复的磨损，进一步降低光能转换效率。因此，他们提出了一种使用静电感应从太阳能电池板上除尘的无水方法，清洁效果十分惊艳。

系统构成与工作原理

该系统包括以下主要组件：

STM32U575 核心板：通过光伏板控制器供电，存储剩余电能到12V电池。

K210 视觉模块：实时抓拍光伏板情况，通过UART发送数据到STM32U5核心板用于清洁参数。

42步进电机和导轨模块：实现清洁装置的移动。

集电极模块和高压模块：产生高压静电进行除尘。

光伏板和光伏支架模块：提供电力支持。

透明导电薄膜和铝片：作为清洁表面。

STM32U575核心板连接电机驱动模块、42步进电机和继电器（用于高压模块控制）。K210视觉模块实时监测光伏板的情况，并将数据发送到STM32U5核心板，以便进行清洁参数的调整。

光伏板清洁系统框图

低功耗与自给自足

系统利用硬件和STM32U575ZI的双重低功耗设计，确保系统能够长期稳定运行。整个系统的电能由光伏板提供，实现自给自足。整套设备的功率约为6W，平均三个月仅消耗1度电。

团队分工与合作

在整个项目中，团队成员分工明确：

任学睿：负责整个系统的硬件框架搭建和函数编写。

王佳：负责深度学习部分。

周攀枝：负责系统软件的控制逻辑框架及各模块之间的通信。

通过他们的共同努力，这个创新的光伏板无水清洁系统不仅解决了传统清洁方法中的诸多问题，还展示了STM32U575ZI在低功耗、高性能方面的卓越表现。这一项目不仅为光伏板清洁提供了新的解决方案，也为未来的科技创新提供了宝贵的经验和启示。如需STM32U575ZI产品规格书、样片测试、采购、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。