[發明專利]一種太陽能路燈自動跟蹤太陽角度的控制方法

有效

• 申請號: 201710075193.0
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106843286B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王權;盧思源
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;H05B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種太陽能路燈自動跟蹤太陽角度的控制方法，單片機通過接收光敏二極管集成傳感器及其電路模塊輸出的單位空間向量的值以獲知太陽光垂直入射方向，并向太陽方位角調整機構和太陽高度角調整機構發送執行信號。同時，霍爾傳感器及其電路模塊的輸出信號和三個光電傳感器的輸出信號也一并輸入到單片機中，經運算處理后可獲知太陽方位角調整機構的電機轉軸位置和太陽高度角調整機構中電動推桿的行程位置，便可準確地控制這兩個機構調整到位。本發明采取硅光板自動適應太陽高度角和方位角變化的方法，提高硅光板的光電轉換效率，同時也提升了太陽能供電LED路燈的無光使用時長，減小其對光照條件的依賴程度。

技術領域

本發明涉及太陽能路燈設計領域。

背景技術

太陽能供電LED路燈目前在很多城市中已經應用起來，該類型路燈的優點是使用壽命高，維護周期較長，需要的人工干預少；它無需布線，可大大減少因布線導致的路面破壞；而且它使用的能源是清潔無污染的太陽能，真正達到節能減排的目的。

然而太陽能供電LED路燈也有很多缺點，例如用于產生電能的硅光板造價高；硅光板的光電轉換效率低；太陽能路燈最嚴重的缺點就是受光照條件影響大，該缺點往往作為評判太陽能路燈優劣的重要參考。

發明內容

本發明提供一種自動跟蹤太陽角度的太陽能路燈的設計方案。該方案提出了利用光敏二極管集成傳感器及其電路模塊輸出的與太陽光垂直入射方向相同的單位空間向量λ的值，經過STC90C516RD+處理后，獲得太陽方位變化時在D3、D4、D5、D6和D7處接收光照強度為最大的光敏二極管所在位置的方法和獲得太陽高度變化時在D1、D5和D2處接收光照強度為最大的光敏二極管所在位置的方法。提出了利用霍爾傳感器及其電路模塊檢測太陽方位角調整機構的電機轉軸位置的方法和利用光電傳感器檢測太陽高度角調整機構的電動推桿行程位置的方法。提出了STC90C516RD+根據光照強度為最大的光敏二極管所在位置控制太陽方位角調整機構和太陽高度角調整機構運動，使兩個機構都朝著太陽光照強度最大的方向旋轉，進而調整太陽能電池板的位置，使之與太陽入射光垂直的方法。該方案還提出了利用共集電極放大電路、DPDT繼電器和SRD繼電器組成電機正反轉電路的方法。該方案最后提出了一種利用光敏電阻識別晝夜變化并控制路燈自動開啟的方法。

本發明的有益效果：

自動跟蹤太陽角度的太陽能路燈針對太陽能路燈的缺點，采取硅光板自動適應太陽高度角和方位角變化的方法，提高硅光板的光電轉換效率，同時也提升了太陽能供電LED路燈的無光使用時長，減小其對光照條件的依賴程度。

附圖說明

圖1為本發明中半球形光敏二極管集成傳感器的俯視圖

圖2為本發明中霍爾傳感器擺放位置示意圖

圖3為本發明中利用LM339N芯片處理霍爾傳感器輸出信號的接線圖

圖4為本發明中路燈的驅動電路原理圖

圖5為本發明中控制直流電機正反轉和啟停的驅動電路原理圖

圖6為本發明中光敏二極管集成傳感器的空間直角坐標系圖

圖7為本發明中光敏電阻模塊接線圖

具體實施方式