基于單片機(jī)的太陽(yáng)能電池自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-21 15:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 設(shè)計(jì)及結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 計(jì)時(shí)模塊 視日運(yùn)動(dòng)跟蹤方法需要時(shí)間和地理緯度信息，一般的太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)的位置固定，可以自行設(shè)定其地理緯度值。對(duì)于時(shí)間建立了計(jì)時(shí)模塊，通過(guò)對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行多級(jí)分頻輸出視日運(yùn)動(dòng)跟蹤算法所需的間信息?！ ?太陽(yáng)日出日落時(shí)間計(jì)算模塊 此模塊計(jì)算每天太陽(yáng)的日出日落時(shí)間，據(jù)此保證在太陽(yáng)的照射時(shí)間范圍內(nèi)，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)正常運(yùn)行，在非照射時(shí)間，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)。太陽(yáng)的日出日落時(shí)間即太陽(yáng)的高度角為零的時(shí)間。由高度角計(jì)算公式(8)和時(shí)角計(jì)算公式(9)推出太陽(yáng)的日出日落時(shí)間公式(10)。 太陽(yáng)日出日落時(shí)間計(jì)算模塊仿真波形如圖5所示，輸出為10 b Q4格式，dn為時(shí)間序號(hào)，其中richu代表日出時(shí)刻，riluo代表日落時(shí)刻。對(duì)太陽(yáng)日出日落模塊輸出結(jié)果分析如表1所示，dn為仿真隨機(jī)選取的日期，太陽(yáng)日出日落時(shí)間只與dn有關(guān)。對(duì)該模塊輸出的10 b Q4格式的時(shí)間計(jì)算其實(shí)際的代表值，并與理論計(jì)算值做比較，經(jīng)計(jì)算其輸出時(shí)間誤差很小，該模塊能夠準(zhǔn)確計(jì)算出日出日落時(shí)間。 太陽(yáng)高度角方位角計(jì)算模塊 當(dāng)時(shí)間為正常光照時(shí)間時(shí)，太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)每隔5 min就會(huì)進(jìn)入太陽(yáng)高度角方位角進(jìn)行計(jì)算。計(jì)時(shí)模塊輸出給太陽(yáng)高度角方位角模塊所需的時(shí)間信息，然后計(jì)算赤道坐標(biāo)系下的赤緯角和時(shí)角，最后計(jì)算高度角方位角坐標(biāo)系下的高度角和方位角值，并輸出高度角和方位角值如圖6所示，仿真波形如圖7所示。高度角和方位角輸出均為10 b Q7格式。 在視日運(yùn)動(dòng)跟蹤算法中最重要的是準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)前的太陽(yáng)相對(duì)于地球的高度角和方位角，其計(jì)算準(zhǔn)確性影響太陽(yáng)能裝置的能量接受效率。表2表示在dn=100時(shí)，不同的時(shí)間輸出的太陽(yáng)的高度角及方位角值，都為10 b Q7格式，計(jì)算其實(shí)際代表值，并與理論值相比較，誤差很小，說(shuō)明該模塊能夠準(zhǔn)確計(jì)算出太陽(yáng)的高度角和方位角。 步進(jìn)電機(jī)脈沖控制模塊 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片選擇了3955SB，本設(shè)計(jì)選擇步進(jìn)電機(jī)的1/8步運(yùn)行模式，176。由太陽(yáng)的高度角方位角計(jì)算模塊輸出的高度角和方位角及上一次輸出的高度角方位角值，決定高度和方位需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，然后確定高度角步進(jìn)電機(jī)和方位角步進(jìn)電機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)順序輸出16位數(shù)字信號(hào)來(lái)控制實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)高度和方位上旋轉(zhuǎn)的
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