【導(dǎo)讀】我國(guó)太陽(yáng)能的利用，在近十年發(fā)展得非常迅速，但是我國(guó)的太陽(yáng)能利用技術(shù)。還比較落后，且太陽(yáng)能利用的局限性很大。用于太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能熱水器等各種太陽(yáng)能裝置上，具有一定的實(shí)用價(jià)值。傳感器由獨(dú)立的四片光電池組成，用于大范圍跟蹤太陽(yáng)，控制器硬。件電路包括，模擬輸入電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電源電路等。

　　

【正文】 疏。單片機(jī)采用定時(shí)中斷方式來(lái)控制電機(jī)變速時(shí)，實(shí)際上就是不斷改變定時(shí)器裝載值的大小。一般用離散辦法來(lái)逼近理想的升速曲線(xiàn)。為了減少每步計(jì)算轉(zhuǎn)載值的時(shí)間，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)把各離散點(diǎn)西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 的速度所需的裝載值固化在系統(tǒng)的中，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)用查表法查出所需的裝載值，從而大為減少占用運(yùn)算的時(shí)間，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 本文選用的 TA8435 芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 TA8435H 是東芝公司生產(chǎn)的單片正弦細(xì)分二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用 芯片，外接電路簡(jiǎn)單，工作可靠。該芯片具有以下特點(diǎn)： ①工作電壓范圍寬 10V～ 40V； ②輸出電流平均可達(dá) 和 峰值； ③具有整步、半步、 1/4 細(xì)分、 1/8 細(xì)分運(yùn)行方式可供選擇； ④采用脈寬調(diào)制式斬波驅(qū)動(dòng)方式； ⑤具有正 /反轉(zhuǎn)控制功能； ⑥帶有復(fù)位和使能引腳； ⑦可選擇使用單時(shí)鐘輸入或雙時(shí)鐘輸入； 工作條件： 邏輯電源電壓： ；功率電源電壓 :24V；輸出電流 :2A；最大輸入邏輯電平 :VCC；最大時(shí)鐘頻率： 5 KHz； OSC 頻率： 1580Hz TA8435H 功能描述： ① TA8435H 的工 作方式的設(shè)定 TA8435H 有四種工作方式，分別代表著無(wú)細(xì)分、 2 細(xì)分、 4 細(xì)分、 8 細(xì)分。工作方式由 M M2 引腳電平來(lái)決定，具體情況如表 。 ②控制脈沖的輸入設(shè)定 TA8435H 由兩個(gè)脈沖輸入引腳 CK CK2，可以用來(lái)輸入兩路脈沖。但是當(dāng)其中一個(gè)引腳輸入脈沖時(shí)，另一個(gè)引腳必須保持高電平。本設(shè)計(jì)中，控制脈沖只有一路，因此直接接入 CK1，同時(shí)將 CK2 置高，就滿(mǎn)足要求。 ③驅(qū)動(dòng)電流的設(shè)定 TA8435H 輸出的驅(qū)動(dòng)電流由 VNF 和 NFA、 NFB 引腳上所連的檢測(cè)電阻 RNF 決定。公式為： IO=VNF/RNF。 REFIN 為低電平時(shí)， NFA 和 NFB 輸出電壓為 V，REFIN 為高電平時(shí)， NFA 和 NFB 輸出電壓為 。若驅(qū)動(dòng)電流為 ， REFIN 為高電平時(shí)， RNF 選用 2Ω ,2 W 的大功率電阻。 西 安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 ④續(xù)流二極管的選擇 TA8435H 的輸出端必須外接續(xù)流二極管來(lái)泄放繞組電流。該二極管需要足夠的正向電流和靈敏度。單片機(jī)控制兩個(gè)電機(jī)的所有信號(hào)均通過(guò)光耦輸出，見(jiàn)圖。當(dāng)單片機(jī)控制引腳輸出為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，從而使得三級(jí)管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為低電平。當(dāng)單 片機(jī)控制引腳輸出高電平時(shí)，發(fā)光二極管截止，三級(jí)管也處子截止?fàn)顟B(tài)，驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)被上拉為高電平。 圖 TLP5214內(nèi)部結(jié)構(gòu)及光耦連接電路 圖 是單片機(jī)與 TA8435H 相連控制方位角步進(jìn)電機(jī)的原理圖，高度角方向上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖和方位角方向上的類(lèi)似，只是采用單片機(jī) P2 口來(lái)輸出。 其中 R7 R74 選用 、 2W 的大功率電阻。 表 TA8435細(xì)分工作方式 M2 M1 細(xì)分?jǐn)?shù) 0 0 1 1 0 1 0 1 無(wú) 2 4 8 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 1616151514141313121211111010991122334455667788T L P 52 1 4U91616151514141313121211111010991122334455667788T L P 52 1 4U 1 0R 3 8R 3 9R 4 0R 4 1R 5 8R 5 9R 6 0R 6 1p1 .7P 1 .6P 1 .5P 1 .4C K 1C K 2C W / C C WT A / R E S E TV5R 4 2R 4 3R 4 4P 1 .3P 1 .2P 1 .1R 6 2R 6 3R 6 4T A / E N A B L EM1M2V5+ 3 V D 2+ 3 V D 2 C 4 30. 1 uFV5C K 1C K 2C W / C C WT A / R E S E TT A / E N A B L EM1M2C 4 533 00 p FC 5 00. 1 uF+ C 410 uFV 2 4D4D6D8D 1 0R 7 4R 7 3A/AB/BV C C13/ M 011C K 17C K 26C W / C C W5/ R E S E T2/ E N A B L E3M18M29R E F I N10O S C4SG1PGNDB17PGNDA22V M B15V M A24A23/A20B19/B16N F A21N F B18NC12NC14NC25T A 84 3 5U 1 3 圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī) 型號(hào) 在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)中，采用 2相步進(jìn)電機(jī) 。 本課題選用的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為 STM57HB76，其步距角 ，相數(shù) 2， 額定 電壓 1250V，電流 ，電阻 ，電感 ， 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ， 額定轉(zhuǎn)速2020RPMrpm。 傳動(dòng)部分 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)采用蝸輪蝸桿，因?yàn)槠渚哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：①傳動(dòng)比大。在動(dòng)力傳動(dòng)中，單級(jí)傳動(dòng)比一般為 8～ 80，在分度機(jī)構(gòu)中或傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)比可達(dá) 1000，因傳動(dòng)比大，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。②工作平穩(wěn)噪聲小。蝸桿齒為連續(xù)不斷的螺旋形，再與蝸輪嚙合過(guò)程中是連續(xù)的，同時(shí)嚙合的齒對(duì)數(shù)又較多，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。③可以自鎖。可以保證在無(wú)驅(qū)動(dòng)的情況下太陽(yáng)跟蹤裝置的角位置得到穩(wěn)定。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 驅(qū)動(dòng)單元的方位角驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括方位角電機(jī)、方位角蝸桿、方位角蝸輪、方位角轉(zhuǎn)軸和方位角跟蹤平臺(tái)，其中方位角電機(jī)、方位角蝸桿、方位角蝸輪和方位角轉(zhuǎn)軸置于 一個(gè) 箱體內(nèi)，箱體上下各用一個(gè)圓錐滾子軸承，方位角跟蹤平臺(tái)被支撐在方位角轉(zhuǎn)軸上。方位角電機(jī)輸出軸通過(guò)連軸器與方位角蝸桿連接，方位角蝸桿與方位角渦輪嚙合傳動(dòng)，方位角渦輪緊固于方位角轉(zhuǎn)軸上。 高度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括高度角電機(jī)、高度角蝸桿、高度角蝸輪、絲杠、絲杠鉸鏈俯仰鉸鏈和撐板組成，高度角電機(jī)輸出軸連接高度角蝸桿，高度角蝸桿與高度角蝸輪嚙合傳動(dòng)，高度角蝸輪內(nèi)部 有絲母，通過(guò)絲母高度角蝸輪與絲杠?chē)Ш?，絲杠與支撐板通過(guò)絲杠鉸鏈、軸承與方位角跟蹤平臺(tái)緊配合，從而為高度角蝸輪提供支撐。高度角電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)高度角蝸桿、蝸輪把力矩傳給絲杠，絲杠將推動(dòng)支撐板做俯仰運(yùn)動(dòng)調(diào)整 光電池板 的傾角，使 光電池板 在南北方向跟蹤太陽(yáng)。 4 結(jié)論 22 4 結(jié)論 本文主要研究了太陽(yáng)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中的制動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，結(jié)合資料及前人的研究，設(shè)計(jì)了建大的自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)。 研究了太陽(yáng)教的計(jì)算方法，討論了不同經(jīng)緯度下太陽(yáng)電池方陣不同的方位角和傾斜角對(duì)其 吸收光伏能量的影響，從而可以在一個(gè)地區(qū)大致確定一個(gè)適合安裝太陽(yáng)能電池陣列的傾斜角和方位角。 對(duì)太陽(yáng)位置的自動(dòng)跟蹤使光伏電池可以最大限度的接受太陽(yáng)輻射。自動(dòng)跟蹤控制芯片選擇單片機(jī) C8051F020，通過(guò)程序控制使單片機(jī)的輸出引腳發(fā)生電平變化，此信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，使電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)光伏電池板轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使其能夠保持朝著與太陽(yáng)光線(xiàn)垂直的方向。通過(guò)與固定式光伏電池相比較，可以看出自動(dòng)跟蹤控制可以提高發(fā)電量。 參考文獻(xiàn) 23 參考文獻(xiàn) [1]施玉川 .太陽(yáng)能應(yīng)用 [M].陜西科學(xué)出版社， 2020. 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[21]Konar A,Mandal A based automatic sun tracker[J].IEE Proc Part A PhysSci Meas Instrum Manage Educ Revf,1991,138(4):237241. 致謝 24 致謝 衷心地感謝指導(dǎo)教師師公社在本文作者畢業(yè)設(shè)計(jì)中的關(guān)心、指導(dǎo)和教誨！師公社老師不論是在工作上還是學(xué)習(xí)上，都兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍；在教書(shū)育人方面也是認(rèn)真負(fù)責(zé)，能根據(jù)不同情況針對(duì)不同個(gè)人分配和指導(dǎo)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)！即使在平時(shí)繁忙的工作和科研中也還定時(shí)、定期地在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中給以具體的指導(dǎo)和幫助。師公社老師對(duì)真理的追求、對(duì)工作和生活的態(tài)度永遠(yuǎn)值得我們學(xué)習(xí)！ 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我始終是在師公社老師全面、具體的指導(dǎo)下進(jìn)行的。從小到一個(gè)模塊 的功能介紹，到大至在電路調(diào)試過(guò)程中，無(wú)一不細(xì)致入微。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人不僅學(xué)到了和設(shè)計(jì)有關(guān)方面的內(nèi)容，而且還從師老師處學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的知識(shí)和技能！ 感謝師老師所提供的良好環(huán)境，使我能夠順利完成畢業(yè)論文工作。最后，也要感謝我的學(xué)友和朋友們對(duì)我的關(guān)心、幫助和鼓勵(lì)。 學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 25 學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 本人完全了解西安工業(yè)大學(xué)有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即： 本科 生在校攻讀學(xué)位期間學(xué)位論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于西安工業(yè)大學(xué)。本人保證畢業(yè)離校后，使用學(xué)位論文工作成果或用學(xué)位論文 工作成果發(fā)表論文時(shí)署名單位仍然為西安工業(yè)大學(xué)。學(xué) 校 有權(quán)保留送 （提） 交的學(xué)位論文， 并對(duì) 學(xué)位論文 進(jìn)行二次文獻(xiàn)加工供其他讀者 查閱和借閱；學(xué)校可以 在網(wǎng)絡(luò)上 公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存學(xué)位論文。 （保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定） 學(xué)位論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期