今年的嵌入式設計大賽參賽作品水平再次取得突破，涌現出一批極具創新性和完整性的可產品化優秀作品。這些作品不僅涉及行業前沿和熱點應用領域，還展現了奇思妙想與實際應用的完美結合。

其中，由成都理工大學的任學睿、王佳和周攀枝三名同學組成的“無盡能源隊”設計的光伏板無水清潔系統榮獲了嵌賽一等獎最佳創意獎。該作品采用靜電感應除塵方法，以意法半導體STM32U575ZI為主控芯片，設計了一個具備自主識別清潔功能的智能光伏板清潔系統。系統結合藍牙芯片實現了數據傳輸控制，并運用深度學習技術，完成了自動識別檢測平臺的搭建。該系統具有無水清潔、自給自足能源、全自動化操作、避免機械摩擦和技術集成等特點。據了解，基于這種除塵方法的方案目前在光伏行業內還未見到。

光伏板清潔的新思路

光伏板清潔這個課題還未受到廣泛關注，那么他們是如何想到用高壓靜電這種方式來解決光伏板除塵問題的呢？在這個獨具匠心的方案中，意法半導體STM32U575ZI又是如何發揮作用的？設計過程中遇到了哪些難點，又是如何克服的？帶著這些問題，我們連線了三名獲獎隊員，希望為更多高校學子提供參考借鑒。

設計理念與背景

任學睿同學表示，國家對新能源的高質量發展非常重視，因此他們在構思和設計時秉持綠色清潔和高度自動化的理念。在設計開發過程中，他們發現太陽能電池板上的灰塵堆積會阻擋陽光，導致光能轉換效率下降。目前，大多數光伏板清潔方式是使用大量純凈水進行定期清潔，這在沙漠環境中不僅是巨大的挑戰，也是資源的巨大浪費。此外，人工清潔還會造成無法修復的磨損，進一步降低光能轉換效率。因此，他們提出了一種使用靜電感應從太陽能電池板上除塵的無水方法，清潔效果十分驚艷。

系統構成與工作原理

該系統包括以下主要組件：

STM32U575 核心板：通過光伏板控制器供電，存儲剩余電能到12V電池。

K210 視覺模塊：實時抓拍光伏板情況，通過UART發送數據到STM32U5核心板用于清潔參數。

42步進電機和導軌模塊：實現清潔裝置的移動。

集電極模塊和高壓模塊：產生高壓靜電進行除塵。

光伏板和光伏支架模塊：提供電力支持。

透明導電薄膜和鋁片：作為清潔表面。

STM32U575核心板連接電機驅動模塊、42步進電機和繼電器（用于高壓模塊控制）。K210視覺模塊實時監測光伏板的情況，并將數據發送到STM32U5核心板，以便進行清潔參數的調整。

光伏板清潔系統框圖

低功耗與自給自足

系統利用硬件和STM32U575ZI的雙重低功耗設計，確保系統能夠長期穩定運行。整個系統的電能由光伏板提供，實現自給自足。整套設備的功率約為6W，平均三個月僅消耗1度電。

團隊分工與合作

在整個項目中，團隊成員分工明確：

任學睿：負責整個系統的硬件框架搭建和函數編寫。

王佳：負責深度學習部分。

周攀枝：負責系統軟件的控制邏輯框架及各模塊之間的通信。

通過他們的共同努力，這個創新的光伏板無水清潔系統不僅解決了傳統清潔方法中的諸多問題，還展示了STM32U575ZI在低功耗、高性能方面的卓越表現。這一項目不僅為光伏板清潔提供了新的解決方案，也為未來的科技創新提供了寶貴的經驗和啟示。如需STM32U575ZI產品規格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。