太陽能光源追蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(已修改)
2024-09-18 18:42 本頁面
【正文】 自動(dòng)追光控制電路的設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 10 頁 太陽能光源追蹤系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 摘要 ： 本文設(shè)計(jì)了一款太陽能自動(dòng)跟蹤采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)，太陽能采集系統(tǒng)，硬件控制系統(tǒng)，軟件部分組成。太陽能采集系統(tǒng)由太陽能電池板，蓄電池組成。硬件控制系統(tǒng)以 AT89C52單片機(jī)為核心構(gòu)成自動(dòng)跟蹤太陽控制電路。通過光電信息采集電路，信號(hào)處理電路，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制電路，結(jié)合 C語言編程的太陽能采集控制程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽能采集過程的自動(dòng)追蹤，達(dá)到太陽能采集的光電轉(zhuǎn)換最大化，提高太陽能的利用率。 關(guān)鍵詞： 太陽能，采集，單片機(jī)，軟件，自動(dòng)跟蹤。 1 引言 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步， 人 類對(duì)自然資源的開發(fā)程度加劇 ，面臨 資源 枯竭的 困境 ，人類對(duì)自然資源的需求越來越高，因此，尋找 可循環(huán)利用綠色環(huán)保的新能源 成為當(dāng)務(wù)之急。太陽能 就是符合這一要求的 ,而且是 取之不盡用之不竭的可再生新能源，合理開發(fā)并提高太陽能的利用率具有非常重要的意義。 目前，太陽能 電池板 裝置 安放 位置大多是固定不變的 。而根據(jù)光伏電池原理 ， 只有當(dāng)陽光與電池板接收面照射角度為直角時(shí)，光電轉(zhuǎn)化效率最高，因此目前太陽能電池裝置轉(zhuǎn)化效率較低。 自動(dòng)追光控制電路 以 AT89C51單片機(jī)為基礎(chǔ)， 利用光電二極管檢測(cè)光信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)及時(shí)控制轉(zhuǎn)盤位置， 能夠精 確追蹤太陽，使太陽光在一天當(dāng)中始終直射到 太陽能電池板接收面 上，最大限度的提高太陽能 轉(zhuǎn)化 率。此 控制電路 利用廣泛，可在太陽能發(fā)電站、太陽能電池、太陽能路燈、太陽能熱水器等方面使用。 圖 1 系統(tǒng)總體原理框圖 電路原理圖 如圖 2所示，該圖為整體電路原理圖，主要分為三個(gè)模塊，電路正常工作時(shí)，先由光電傳感器電路檢測(cè)到光信號(hào)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出高低電平信號(hào)。單片機(jī)接收相應(yīng)電信號(hào)，判斷出是否檢測(cè)到光，然后將控 制信號(hào)輸出到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)，最后步進(jìn)電機(jī)會(huì)根據(jù)相應(yīng)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，從而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)太陽能電池板實(shí)時(shí)追蹤光心。 自動(dòng)追光控制電路的設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 10 頁 圖 2 自動(dòng)追光控制電路圖 步進(jìn)電機(jī)控制模塊 步進(jìn)電機(jī)介紹及選擇 步進(jìn)電機(jī) 是 一種將 電脈沖 轉(zhuǎn)化為 角位移 的 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。當(dāng) 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 接收到一個(gè) 脈沖信號(hào) ，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī) 按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度 (稱為“ 步距角 ” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步 一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制 角位移 量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制 脈沖頻率 來控制電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 本設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭孪葯C(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)加入了軸承，因此選用 28BYJ48， 5V 4相 5線步進(jìn)電機(jī) ， 減速比 1/64，步距角為 176。 /64，牽入轉(zhuǎn)矩達(dá)到 。故選用這種型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。 步進(jìn)電機(jī)工作原理 （ A 相通電 ） （ B 相通電 ） （ C 相通電 ）
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