[發明專利]一種基于單片機的太陽能跟蹤器

無效

• 申請號: 201410463109.9
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104320056A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李相武;王瑛;李忠喜
• 申請（專利權）人: 哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32;G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種太陽能跟蹤器，尤其涉及一種基于單片機的太陽能跟蹤器。

背景技術

太陽能是指太陽的輻射能，其實也是其他形式能源的最終來源，它的主要利用方式是太陽能發電。太陽能發電主要分為兩種：光熱發電和光伏發電。光熱發電是將天陽能轉換為熱能，由蒸汽推動葉輪，帶動發電機發電，其原理跟煤炭發電相似，只是改變其產熱形式，所以光熱發電效率比較低。光伏發電是利用太陽能電池板，將太陽能直接轉換為電能的發電形式。光伏發電作為效率較高的發電形式，發電量多少除與電池板功率和運行狀況有關外，還與能量的轉換效率有關，直接影響系統性能的好壞。整個過程中決定產生電能多少的因素主要是：光線照射時間、照射面積、光線照射強度。香港大學教授研究了太陽光照角度與太陽能接受率的關系，理論分析表明：對太陽光線運動的跟蹤與非跟蹤，太陽能設備能量的接受率相差37.7%。精確地跟蹤太陽，可使太陽能設備的能量利用率大大提高。因此，實施太陽光跟蹤是很有必要的。

發明內容

本發明的目的在于設計一種基于單片機的太陽能跟蹤器，尤其是可以實現對太陽的實時跟蹤，并且根據不同季節和天氣情況進行調節，保證太陽能電池板接收到最大光強，提高設備對太陽能的接收效率。

本發明的目的是這樣實現的：

一種基于單片機的太陽能跟蹤器，其特征在于：該系統由單片機、位置檢測器、控制組件、跟蹤頭組成；所述單片機連接位置檢測器和控制組件，位置檢測器和控制組件的另一端連接跟蹤頭。

所述控制組件包括D/A轉換電路，放大電路，驅動電路。

所述位置檢測器包括A/D轉換電路，信號處理電路，光敏電阻。

所述跟蹤頭主要由步進電機及支架、傳動裝置構成。

所述單片機部分為整個系統的核心，負責系統的分析和運算，通過寫好的比較程序處理輸入的信號并輸出信號；位置檢測器中光敏電阻對光源的位置進行檢測，通過信號處理將位置信號轉換為電壓信號并放大，再經A/D轉換輸入單片機；控制組件將單片機輸出的信號轉換為驅動電機轉動的較大的電壓信號；跟蹤頭帶動太陽能電池及其上的光敏電阻的轉動，完成反饋。

本發明的結構特點及有益效果：

本系統具有結構簡單、運行可靠等優點，可大幅降低跟蹤系統的成本，有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的系統原理結構圖。

圖2為STC12C5A60S2單片機最小應用系統圖。

圖3為RS232與計算機和單片機的連接圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的原理和具體連接關系做更詳細地描述：

結合圖1，圖1是本發明的系統原理結構圖；初始位置校驗部分作用為系統上電工作時，使太陽能電池板處于中間位置，即模擬的“正午”位置，便于下一步檢測光強后系統動作；單片機部分為整個系統的核心，負責系統的分析和運算，通過寫好的比較程序處理輸入的信號并輸出信號；位置檢測器主要由光敏電阻、信號處理電路和A/D轉換電路組成，光敏電阻對光源的位置進行檢測，通過信號處理將位置信號轉換為電壓信號并放大，再經A/D轉換輸入單片機；控制組件主要由D/A轉換電路、放大電路和驅動電路組成，將單片機輸出的信號轉換為驅動電機轉動的較大的電壓信號；跟蹤頭主要由步進電機及支架、傳動裝置等構成，帶動太陽能電池及其上的光敏電阻的轉動，完成反饋。

圖2為STC12C5A60S2單片機最小應用系統圖。在XTAL1和XTAL2引腳上跨接一個晶振和兩個穩頻電容，與單片機片內的電路構成一個穩定的自激振蕩器，產生穩定的脈沖信號共單片機使用。外部時鐘方式則是在XTAL1引腳上接一個穩定的時鐘信號源。這種時鐘方式一般用于多片單片機同時工作的情況，為克服多個單片機各自的時鐘電路產生的時鐘信號不同步，使用同一時鐘信號作為公共的外部時鐘，保證各個單片機工作同步。復位電路由電容串聯電阻構成，由圖并結合電容兩端電壓不能突變的性質可知，當系統一上電，RST腳將會立刻出現高電平并維持，而且這個高電平持續的時間由電路的RC值來決定。當RST腳的高電平持續兩個機器周期以上就將復位，所以，適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位。對于該單片機，C取10u,R取8.2K。