【正文】 ..................................................... 15 四通道電壓比較器的選取 ...................................................................................... 17 三端穩(wěn)壓芯片的選取 .............................................................................................. 18 本章小結 .................................................................................................................. 19 第 4 章 光電檢測跟蹤系統(tǒng)的軟件部分設計 ...................................................................... 20 仿真軟件 Proteus ....................................................................................................... 20 Proteus 仿真軟件的特點 .................................................................................. 20 ISIS 智能原理圖繪制系統(tǒng) ............................................................................... 20 Proteus 仿真步驟 ..................................................................................................... 21 光敏電阻的電路設計 .............................................................................................. 23 四通道電壓比較器的電路設計 .............................................................................. 24 LED 顯示電路設計 ................................................................................................. 25 三端穩(wěn)壓電路設計 .................................................................................................. 25 直流電機驅動電路設計 ........................................................................................ 26 本章小結 .................................................................................................................. 29 第 5 章 系統(tǒng)仿真和調試 ...................................................................................................... 30 系統(tǒng)整體仿真原理圖 ....................................................................................... 30 硬件和軟件的調試 .................................................................................................. 30 硬件調試步驟 ................................................................................................ 31 軟件調試 ........................................................................................................ 31 仿真調試后的結果顯示 .......................................................................................... 33 本章小結 .................................................................................................................. 36 結論 .......................................................................................................................................... 37 參考文獻 .................................................................................................................................. 38 附錄 1 電路圖 ...................................................................................................................... 40 附錄 2 PCB 圖和實物圖 ......................................................................................................... 41 附錄 3 元器件清單 ................................................................................................................ 42 致謝 .......................................................................................................................................... 43 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒論 課題背景 隨著時代的進步 ，人類社會和經濟的發(fā)展速度日益增加 ， 世界正面臨著石油和煤炭等礦物燃料枯竭的嚴重威脅 。 太陽能 是 一種新 開發(fā)的 能源 ，它有非常多的優(yōu)點，如：應用廣泛 、 綠色環(huán)保 、經濟 效益高 ，但是太陽能 的利用 又 存在很多不利因素， 光照方向和強度隨時間 的變化而改變等 問題， 因此一般的太陽能裝置 對太陽能的利用率不高，對太陽能的收集和利用提出了更高的要求 [1]。太陽 光入射角光電檢測跟蹤裝置解決了太陽能利用率不高的問題，據實驗在相同條件下 , 采用光電檢測跟蹤發(fā)電設備要比固定發(fā)電設備的發(fā)電量提高 35%，因此在太陽能利用中進行光電檢測跟蹤是十分必要的。 能源短缺、環(huán)境污染、溫室效應使得世界能源問題日益嚴峻， 因此太陽能可能是將來世界最佳能源的選擇。 能源短缺 世界上許多 國家 和地區(qū)能源儲備量不能滿足人類的需求 ，據統(tǒng)計近 10年內化石燃料(煤、石油與天然氣等 )能源消耗提高 了 將近 20倍，預計今后 10年化石燃料的用量將翻一番，但全球 已經調查 得到石油和天然氣的剩余量只夠消耗 40年到 50年，剩余量很高的碳和煤能源也只夠使用 190到 190年。 環(huán)境污染 隨著經濟和科技的發(fā)展，越來越多的煤炭、天然氣等原料被開采使用，導致越來越多的二氧化硫、氧化氨等有害氣體飄向空中，極大的污染了周圍的空氣和環(huán)境。有的地區(qū)甚至對當地生活的人們的健康造成了影響，部分城市頻繁下降酸雨，造成了水土污染。 溫室效應 隨著時代的發(fā)展，許多工廠使用化石燃料進行生產，每年排放出很多的二氧化碳和二氧化硫等有害的氣體，從而影響 地球環(huán)境和溫度的變化，使氣溫不斷上升，產生溫室效應。世界國際環(huán)境衛(wèi) 生組織已經非常重視這個問題，并制定了一系列的法律法規(guī)，限制每個國家 二氧化碳 、二氧化硫等導致溫室效應的氣體的排出量。能源問題聯(lián)系 到經濟是否能夠可持續(xù)發(fā)展， 化石燃料能源的逐漸減少， 是各個國家應該盡快解決的主要問題。目前居民在日常生活中使用的能源包括煤、 石油、 天然氣 等， 這些能源在人們生活中起著非常重要的作用，但它們大多是不可以重復利用的，不是無限的。根據相關新聞報道：科學家對石油的剩余量進行計算，得到可以利用的化石燃料儲量的上限接近 t? ，由 2021年得各個國家的化 石燃料的開發(fā)值 10t? 得到 ， 化石燃料的總量只能用到 2050齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 2 年 ； 其他能源剩余量大概 在 10 10 m? ， 平均每年的挖掘量約為 10m? ， 估計會在 60年左右使用完；煤只剩余 10t? 左右 ， 2021年的挖掘 量約為 4億噸 ， 能夠使用約200年；其他礦石燃料每年挖掘量約為 10t? ， 根據 1995年全球環(huán)境能源統(tǒng)計計算這些礦石燃料可使用 30到 35年，核能的開發(fā)應該不會在 2049年研究成功。 能源日益枯竭的形勢非常 嚴峻， 目前各個國家和地區(qū)都非常認真的對待這一問題。因此開發(fā)新燃料新資源成為了解決問題的關鍵所在。太陽能發(fā)電、潮汐能、核能、風能等綠色新型資源的開發(fā)和利用成為了人類的寄托。尤其是太陽能 作為一種新型能源具有儲量無限、普遍存在、利用清潔、使用經濟等優(yōu)點， 因此太陽能可能是將來世界最佳的能源選擇。 太陽 能 的特點 太陽能是取之不盡用之不竭的 ，萬物生長都要依靠太 陽， 所有的能源幾乎都源于太陽。現在我們在生活中使用的礦物質原料歸根結底都來自于太陽能。地球上每年用掉的所用能量加起來才等于太陽照射地球表面的 41/10 ，所以開發(fā)太陽能是十分必要的 ， 隨著煤炭、天然氣能源的日益消耗、枯竭，太陽能可能是將來世界最佳能源的選擇 [2]。 太陽能與其他礦物質能源做對比有四個優(yōu)越性： （ 1） 能量取之不盡 太陽是個非常大的發(fā)光體，它可以源源不斷的向外界散發(fā)光線、熱量和能量， 它散發(fā)在地球上的能量也是非常巨大的，可以達到 10 KW? 。 太陽光線通過空氣照射到地表的能量達到 10 KW? ，它大約為地球上人類每年使用掉得資源量的 10? 倍。太陽據科學研究已經存在 94 10? 年 ， 對世界文明而言，太陽傳遞給人們的能量是取之不盡的 。 所以在不久的將來太陽能一定可以成為生活中不可缺少的重要的能源。 （ 2） 能源的廣泛性 因為地球是個球體，通過自轉和公轉，地球的每個角落都可以接受到太陽光的照射，而且太陽光受到 天氣環(huán)境的影響不是很大，世界各個地區(qū)都可以利用太陽光進行發(fā)電，產生能源，這就證明了太陽能源的廣泛性。 因此在不久的將來，隨著太陽能技術的發(fā)展，越來越多的地方可以利用太陽能，能源的開發(fā)也會越來越廣泛。 （ 3） 能源的綠色環(huán)保 太陽能發(fā)電跟水力發(fā)電、風力發(fā)電類似都是綠色環(huán)保、毫無污染的能源，在當今社會保護生態(tài)環(huán)境不受污染，就必須開發(fā)綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的新能源，因此太陽能是世界各地非常理想的綠色能源。 （ 4） 能源的收益 因為國家出臺相關政策中說明利用太陽光發(fā)電獲得的收益是不需要繳納稅款的，這齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 3 一點也使得我們可以積極的 利用太陽能資源。太陽能還可以帶給我們不小的收益，目前關于太陽能利用的技術日益的成熟，相信太陽能在將來的經濟效益會越來越好。 國內外太陽能應用的現狀 日本相對于其他國家的太陽能開發(fā)和利用來說，其太陽能發(fā)電的技術已經非常成熟，太陽能技術日益創(chuàng)新，能量利用 率不斷提高， 同時經濟效益也是大部分能源中最高的。 自 1999 年開始 ， 日本太陽太陽能年利用率高于其他各國，其年發(fā)電量約為 10 KW? ，占全球各個國家的比例約為百分之五十。 德國 也在太陽能的開發(fā)利用方面取得了很大的進 步，在研究新型太陽能發(fā)電系統(tǒng)方面 積累了豐富的 經驗。 2021 年德國制定了 “1000 個房子 ”政策，至今成功開發(fā)了數萬個能源項目，總和加起來可以提供數億瓦的能量。德國科學家估算在接下來的 5 年中，德國開發(fā)能源的存儲量要比各個發(fā)達國家的均值水平多 1 倍。 目前， 美國在太陽能源 發(fā)電裝置的生