[實用新型]集成太陽能角度傳感器

有效

• 申請號: 201320409740.1
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN203397218U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 吳國炎;秦建川;蘭金;陳磊
• 申請（專利權）人: 利爾達科技集團股份有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 杭州中平專利事務所有限公司 33202
• 代理人: 翟中平;劉延鴻

技術領域

本實用新型涉及一種既集成了SPI接口(串行外設接口)與外部微控制器通信，又增加一路溫度和光能量模擬信號輸出，并且功耗低集成度高的集成太陽能角度傳感器，屬傳感器制造領域。?

背景技術

CN202453740U、名稱“基于GPS與光敏傳感器的太陽自動跟蹤裝置”，包括太陽能發電系統、步進驅動機構、GPS授時模塊、光敏傳感器以及單片機控制電路，其特征在于，支架由一片底板及兩邊的側板組成，成“凹”字形；支架的底板與垂直支承軸的上端固定連接，垂直支承軸的下端通過聯軸器與垂直步進電機連接；支架的兩片側板之間設置與底板平行的水平連接軸，支架的一邊側壁上設置與水平連接軸的一端連接的水平步進電機；水平連接軸上固定安裝太陽能電池板，且在該太陽能電池板上安裝光敏傳感器；所述垂直步進電機、水平步進電機、光敏傳感器以及GPS授時模塊均與單片機控制電路連接。其不足之處：一是多個光敏電阻檢測的電路復雜，數據的精度靠傳感器的密度來支持，在機械結構上有比較高的要求；二是對于GPS(全球定位系統)返回的數據進行處理，需要用到運算能相對較強的MCU，其算法處理過程相對比較復雜，在開發上有一定的難度；三是硬件部分包括GPS(全球定位系統)模塊的成本較高，系統整體的功耗相對較高；四是在基于ARM嵌入式圖像處理技術中，雖然得到的方位數據精度相對較高，但是需要對圖像的采集，并進行濾波等算法，開發的難度較大，而且開發的周期也會比較長。?

發明內容

設計目的：避免背景技術中的不足之處，設計一種解決背景技術中分立器件多、系統復雜、靈活性差、功耗高、成本高等問題，提供了一種集成了傳感器的硬件電路部分，外圍的器件較少，又集成了SPI接口(串行外設接口)與外部微控制器通信，增加一路溫度和光能量的模擬信號的輸出，其系統工作的相關參數可以通過操作寄存器控制，系統靈活，極大程度的提高了系統穩定性和靈活性，系統功耗可以做到更低的集成太陽能角度傳感器。?

設計方案：為了實現上述設計目的。本實用新型在結構設計上，集成太陽能角度傳感器集成了光線角度傳感器、光強度傳感器和溫度傳感器，并集成了數據邏輯處理和SPI(串行外設接口)接口，模擬信號信號包括溫度信號和光強度信號，由SPI(串行外設接口)寫命令控制數據輸出選擇器輸出。本芯片的基本原理是X軸和Y軸的數字傳感器在接收到太陽光線時，數據等信息傳給數據寄存器，并進行數據邏輯處理，由SPI(串行外設接口)接口進行輸出，角度的輸出時6bit編碼信號，信號的輸出與角度是成線性關系的測量的角度方位為15°～165°。其中還有兩個光敏二極管對紅/藍光強度的測量，一個光敏二極管是敏感的藍色光譜,另一個是敏感到紅色光譜。溫度傳感器的提供的模擬電壓是與溫度成正比的，輸出的系數由工廠校準，其模擬輸出的控制信號可以由SPI(串行外設接口)的寫命令完成。測試電流的輸出主要是為了檢測芯片是否正常啟動工作，其測試的電流時200uA，模擬輸出可以由SPI的寫命令控制輸出。?

技術方案：一種集成太陽能角度傳感器，集成太陽能角度傳感器中的X軸和Y軸數字傳感器接收晶振信號，并且X軸和Y軸數字傳感器與數據邏輯處理芯片雙向數據交換，數據邏輯處理芯片與SPI控制器雙向數據交換，SPI控制器一路與SPI串行外設接口雙向數據交換、一路向數據輸出選擇器單向輸出數據、一路與校驗寄存器信號端連接，校驗寄存器信號輸出端與對紅/藍光強度傳感器信號輸入端連接，紅/藍光強度傳感器信號輸出端與數據輸出選擇器的信號輸入端連接，溫度傳感器和電流測試源的信號輸出端分別與數據輸出選擇器的信號輸入端連接，數據輸出選擇器的信號輸出端輸出模擬信號。?

本實用新型與背景技術相比，一是集成了光角度、光強度和溫度傳感器，SPI(串行外設接口)總線和模擬信號的輸出，系統的集成度較高，設計開發方便，系統靈活性強，具有穩定的性能和較強的抗干擾性能；二是本改變了傳統的分立器件的方案，在太陽角度的控制系統中靈活應用，對空間的要求小，成本低，開發簡便；三是采用硬件SPI(串行外設接口)總線，與外部MCU(微控制單元)的通訊變得靈活簡單可行，對MCU(微控制單元)的性能要求不高，省去了傳統的復雜的算法計算，縮短了開發的周期；四是采用集成太陽能角度傳感器芯片技術，僅需少量外圍電路實現對太陽角度的準確度的測量；五是集成了紅/藍光強度傳感器和溫度傳感器，支持模擬輸出，并能夠用SPI指令控制選擇輸出。?

附圖說明

圖1是集成太陽能角度傳感器的示意圖。?

具體實施方式