基于tms320f2812太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)—電池板仰角跟蹤模式畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告論文-wenkub
2023-07-12 19:32:59 本頁(yè)面
【正文】 關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能作為一種新型能源具有儲(chǔ)量無(wú)限、普遍存在、利用清潔、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)， 但是太陽(yáng)能又存在著低密度、間歇性、空間分布不斷變化的缺點(diǎn)，這就使目前的一系列 的太陽(yáng)能設(shè)備，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能電池等，對(duì)太陽(yáng)能的利用率不高。畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文) 基于TMS320F2812太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（二）—電池板仰角跟蹤模式所 屬 系 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化起訖日期 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 東南大學(xué)成賢學(xué)院 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）誠(chéng) 信 承 諾本人承諾所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）及取得的成果是在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成，引用他人成果的部分均已列出參考文獻(xiàn)。研究表明，太陽(yáng)能設(shè)備對(duì)太陽(yáng)光線運(yùn)動(dòng)的跟蹤與非跟蹤，其能量的利用率 相差37．7％。太陽(yáng)照射角。tracking automatically。正是由于上述原因，世界能源問(wèn)題日益嚴(yán)峻，表現(xiàn)在如下方面：世界上大部分國(guó)家能源供應(yīng)不足，據(jù)統(tǒng)計(jì)近10 年內(nèi)化石燃料能量消耗增加了近20倍，預(yù)計(jì)今后十年化石燃料的用量將翻一番，但全球己探明的石油儲(chǔ)量只能用到2020年，天然氣也只能延續(xù)到2040年左右，即使儲(chǔ)量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年。能源短缺的形勢(shì)很?chē)?yán)峻，當(dāng)前世界多數(shù)國(guó)家對(duì)能源問(wèn)題都很重視。太陽(yáng)是一個(gè)巨大的能源，萬(wàn)物生長(zhǎng)都要依靠太陽(yáng)，地球上絕大部分能源歸根究底是來(lái)自太陽(yáng)的。太陽(yáng)輻射能與煤炭，石油，核能相比較。在到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能中， X 1013kW，相當(dāng)于目前全世界一年內(nèi)消耗的各種能源所產(chǎn)生的總能量的三萬(wàn)五千多倍。雖然由于緯度的不同、氣候條件的差異造成了太陽(yáng)能輻射的不均勻但相對(duì)于其他能源來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能對(duì)于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。一是太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，而且在接收太陽(yáng)能時(shí)不征收任何“稅”，可以隨地取用。太陽(yáng)能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽(yáng)能熱水器和平板式太陽(yáng)能熱水器，目前真空管式太陽(yáng)能熱水器為主，占據(jù)國(guó)內(nèi)95%的市場(chǎng)份額。到2004年底，太陽(yáng)能熱水器年生產(chǎn)能力達(dá)到1350萬(wàn)㎡，利用量達(dá)到6500萬(wàn)㎡，占全球安裝量的60%，居世界首位，并出口世界30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。北京清上園為北京第一個(gè)全部使用太陽(yáng)能熱水器的板式小高層建筑住宅小區(qū)，全小區(qū)共519戶，每戶陽(yáng)臺(tái)護(hù)欄外都安裝了由山東澳華電器有限公司生產(chǎn)的“澳華維麗亞”牌陽(yáng)臺(tái)壁掛式太陽(yáng)能熱水器；陽(yáng)臺(tái)內(nèi)分戶墻壁上安裝著與電熱水器一模一樣的分體式水箱，管道經(jīng)地下直通衛(wèi)生間，業(yè)主只需輕輕扳動(dòng)把手，70℃左右的熱水便順暢流淌，即可輕松洗浴。1982年澳大利亞人漢斯和帕金用玻璃纖維和鋁制成了一部“靜靜的完成者”太陽(yáng)能汽車(chē)。這個(gè)太陽(yáng)能空間站的項(xiàng)目，是由日本政府和能源研究員一起構(gòu)想出來(lái)的。這三種方式都是單軸轉(zhuǎn)動(dòng)的南北向或東西向跟蹤，工作原理基本相似。單軸跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是由于入射光線不能始終與太陽(yáng)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分的主光軸平行，接收太陽(yáng)能的效果并不理想。這種跟蹤方式并不復(fù)雜，但在結(jié)構(gòu)上反射鏡的重量不通過(guò)極軸軸線，極軸支承裝置的設(shè)計(jì)比較困難。這種跟蹤系統(tǒng)的特點(diǎn)是跟蹤精度高，而且太陽(yáng)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分的重量保持在垂直軸所在的平面內(nèi)，支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較容易?？刂铺?yáng)能電池板的精度達(dá)到2176。地球公轉(zhuǎn)時(shí)其自轉(zhuǎn)軸的方向始終不變，總是指向天球的北極。)，地球北半球的天文春季開(kāi)始。春分過(guò)后，太陽(yáng)的生落點(diǎn)逐日移向北方，白晝時(shí)間增長(zhǎng)，黑夜時(shí)間縮短，正午時(shí)太陽(yáng)的高度逐日增加。白晝最長(zhǎng)，這時(shí)候地球北半球天文夏季開(kāi)始。在周日視運(yùn)動(dòng)中，太陽(yáng)多出于正東而沒(méi)于正西，白晝和黑夜等長(zhǎng)。27180。根據(jù)其相互運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以通過(guò)天文公式計(jì)算出太陽(yáng)在赤道坐標(biāo)系中的太陽(yáng)赤緯角和太陽(yáng)時(shí)角。其中，高度角、方位角式雙軸太陽(yáng)跟蹤是主動(dòng)式跟蹤的一種。 主動(dòng)跟蹤雖然在任何天氣條件下都可以正常運(yùn)行，但是在跟蹤過(guò)程中產(chǎn)生的累積誤差自身并不能消除。 被動(dòng)式跟蹤控制思路簡(jiǎn)單，控制器設(shè)計(jì)容易且追蹤精度高，可以大大的提高太陽(yáng)能的利用效率。之間自由旋轉(zhuǎn)。 它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù) 雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。其主要資源和性能指標(biāo)如下： TMS320F2812內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖1．高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，主頻最高可達(dá)l50MHz(時(shí)鐘周期 )，低功耗， I／0電壓供電。 5．外部接口可達(dá)IMX16bits的存儲(chǔ)器，可編程等待周期，三個(gè)獨(dú)立的片選信號(hào)。 9．通用輸入／輸出多路復(fù)用器(GPl0)擁有多達(dá)56個(gè)I／O口。給它一個(gè)電脈沖，它就會(huì)在空間按照指令給定的步距相應(yīng)地走一步，并準(zhǔn)確地鎖走在希望的位置上，它能將數(shù)字脈沖輸入轉(zhuǎn)換成模擬輸出的微步運(yùn)動(dòng)。從DSP出來(lái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電流為4mA，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所需要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓為5V一24V，電流為8—15mA。但是由于接口電路輸出端采取了集電極開(kāi)路門(mén)的接線方式，只需要改變供電電壓和上拉電阻的數(shù)值就能適應(yīng)各種驅(qū)動(dòng)器的輸入要求。基于這種效應(yīng)的光電器有光敏電阻。光敏二極管的光電流一般只有幾微安到幾百微安，而光敏三極管的光電流一般都在幾毫安以上，至少也有幾百微安，兩者相差10倍以上，因此在實(shí)用電路中光敏二極管產(chǎn)生的光電流往往要經(jīng)放大后去驅(qū)動(dòng)其他負(fù)載，如繼電器等。光敏二極管在很寬的入射光照度范圍內(nèi)都具有線性的光電流，這也就是所謂的照度特性；而光敏三極管輸出特性的線性度較差，且在低照度是靈敏度低，而在高照度時(shí)，光電流又有飽和趨勢(shì)，只在照度適中時(shí)有一個(gè)線性區(qū)，不同類型光敏三極管的光電流—照度特性的線性區(qū)域范圍不同，即使是同類型的管子的特性也是有差異的，但光敏二極管則不然，一般都有很好的線性特性。圓柱體的上方開(kāi)一個(gè)洞，以讓光線通過(guò)。范圍內(nèi)能跟蹤太陽(yáng)，傳感器的高度h=30mm，光敏二極管的直徑p=3mm，當(dāng)太陽(yáng)光的偏差角度是θ時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)陰影，其大小可以通過(guò)公式獲得：d=tanθh傳感器模型上面的開(kāi)口直徑可以根據(jù)模型的高度、跟蹤太陽(yáng)的最大角、二極管尺寸大小來(lái)確定：r=（tanθh）—（p+d） 傳感器安裝原理圖傳感器電路的設(shè)計(jì)主要是利用光敏二極管的光敏特性，受到光照越強(qiáng)，電流越大，通過(guò)對(duì)檢測(cè)電壓的大小來(lái)檢測(cè)光照的強(qiáng)弱以及光照的方向，光敏二極管的負(fù)極接到電源的正極，光敏二極管的負(fù)極接到電源的正極，這樣當(dāng)光敏二極管受到光照時(shí)導(dǎo)通，當(dāng)光敏二極管沒(méi)有受到光照時(shí)截止。 步進(jìn)電機(jī)A驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)B驅(qū)動(dòng)電路本設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制采用PWM控制，通過(guò)控制PWM發(fā)生頻率控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制脈沖的個(gè)數(shù)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。功耗低相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其他顯示器要小得多。 按鍵電路 TMS320F2812工作時(shí)所要求的電壓分為兩部分：。由于云臺(tái)設(shè)計(jì)的目的是為了在任意時(shí)間環(huán)境中都能正確的捕捉到太陽(yáng)直射的正確方位，因此要求云臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)角度上必須具有靈活性，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度，單位轉(zhuǎn)動(dòng)角度越小，云臺(tái)捕捉方位角的性能就越理想。 太陽(yáng)能云臺(tái)結(jié)構(gòu)圖云臺(tái)采用兩個(gè)自由度的兩級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)，該云臺(tái)裝置既能繞X、Y平面做180176。下面介紹的是選取步進(jìn)電機(jī)的方案。電機(jī)的
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