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

　　

【正文】 疏。單片機采用定時中斷方式來控制電機變速時，實際上就是不斷改變定時器裝載值的大小。一般用離散辦法來逼近理想的升速曲線。為了減少每步計算轉(zhuǎn)載值的時間，系統(tǒng)設(shè)計時把各離散點西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 的速度所需的裝載值固化在系統(tǒng)的中，系統(tǒng)運行時用查表法查出所需的裝載值，從而大為減少占用運算的時間，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。 步進電機驅(qū)動電路 本文選用的 TA8435 芯片來驅(qū)動步進電機。 TA8435H 是東芝公司生產(chǎn)的單片正弦細分二相步進電機驅(qū)動專用 芯片，外接電路簡單，工作可靠。該芯片具有以下特點： ①工作電壓范圍寬 10V～ 40V； ②輸出電流平均可達 和 峰值； ③具有整步、半步、 1/4 細分、 1/8 細分運行方式可供選擇； ④采用脈寬調(diào)制式斬波驅(qū)動方式； ⑤具有正 /反轉(zhuǎn)控制功能； ⑥帶有復(fù)位和使能引腳； ⑦可選擇使用單時鐘輸入或雙時鐘輸入； 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，分別代表著無細分、 2 細分、 4 細分、 8 細分。工作方式由 M M2 引腳電平來決定，具體情況如表 。 ②控制脈沖的輸入設(shè)定 TA8435H 由兩個脈沖輸入引腳 CK CK2，可以用來輸入兩路脈沖。但是當(dāng)其中一個引腳輸入脈沖時，另一個引腳必須保持高電平。本設(shè)計中，控制脈沖只有一路，因此直接接入 CK1，同時將 CK2 置高，就滿足要求。 ③驅(qū)動電流的設(shè)定 TA8435H 輸出的驅(qū)動電流由 VNF 和 NFA、 NFB 引腳上所連的檢測電阻 RNF 決定。公式為： IO=VNF/RNF。 REFIN 為低電平時， NFA 和 NFB 輸出電壓為 V，REFIN 為高電平時， NFA 和 NFB 輸出電壓為 。若驅(qū)動電流為 ， REFIN 為高電平時， 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（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。單片機控制兩個電機的所有信號均通過光耦輸出，見圖。當(dāng)單片機控制引腳輸出為低電平時，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，從而使得三級管導(dǎo)通，驅(qū)動控制信號為低電平。當(dāng)單 片機控制引腳輸出高電平時，發(fā)光二極管截止，三級管也處子截止?fàn)顟B(tài)，驅(qū)動控制信號被上拉為高電平。 圖 TLP5214內(nèi)部結(jié)構(gòu)及光耦連接電路 圖 是單片機與 TA8435H 相連控制方位角步進電機的原理圖，高度角方向上的步進電機驅(qū)動電路圖和方位角方向上的類似，只是采用單片機 P2 口來輸出。 其中 R7 R74 選用 、 2W 的大功率電阻。 表 TA8435細分工作方式 M2 M1 細分數(shù) 0 0 1 1 0 1 0 1 無 2 4 8 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（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 步進電機驅(qū)動電路 步進電機 型號 在太陽跟蹤系統(tǒng)中，采用 2相步進電機 。 本課題選用的步進電機型號為 STM57HB76，其步距角 ，相數(shù) 2， 額定 電壓 1250V，電流 ，電阻 ，電感 ， 轉(zhuǎn)動慣量 ， 額定轉(zhuǎn)速2020RPMrpm。 傳動部分 傳動結(jié)構(gòu)采用蝸輪蝸桿，因為其具有以下優(yōu)點：①傳動比大。在動力傳動中，單級傳動比一般為 8～ 80，在分度機構(gòu)中或傳遞運動時傳動比可達 1000，因傳動比大，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，再與蝸輪嚙合過程中是連續(xù)的，同時嚙合的齒對數(shù)又較多，故傳動平穩(wěn)、噪聲小。③可以自鎖?？梢员ＷC在無驅(qū)動的情況下太陽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（論文） 21 驅(qū)動單元的方位角驅(qū)動機構(gòu)包括方位角電機、方位角蝸桿、方位角蝸輪、方位角轉(zhuǎn)軸和方位角跟蹤平臺，其中方位角電機、方位角蝸桿、方位角蝸輪和方位角轉(zhuǎn)軸置于 一個 箱體內(nèi)，箱體上下各用一個圓錐滾子軸承，方位角跟蹤平臺被支撐在方位角轉(zhuǎn)軸上。方位角電機輸出軸通過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，方位角渦輪緊固于方位角轉(zhuǎn)軸上。 高度驅(qū)動機構(gòu)包括高度角電機、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，高度角蝸輪內(nèi)部 有絲母，通過絲母高度角蝸輪與絲杠嚙合，絲杠與支撐板通過絲杠鉸鏈、軸承與方位角跟蹤平臺緊配合，從而為高度角蝸輪提供支撐。高度角電機轉(zhuǎn)動時，通過高度角蝸桿、蝸輪把力矩傳給絲杠，絲杠將推動支撐板做俯仰運動調(diào)整 光電池板 的傾角，使 光電池板 在南北方向跟蹤太陽。 4 結(jié)論 22 4 結(jié)論 本文主要研究了太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中的制動跟蹤控制系統(tǒng)，結(jié)合資料及前人的研究，設(shè)計了建大的自動跟蹤控制系統(tǒng)。 研究了太陽教的計算方法，討論了不同經(jīng)緯度下太陽電池方陣不同的方位角和傾斜角對其 吸收光伏能量的影響，從而可以在一個地區(qū)大致確定一個適合安裝太陽能電池陣列的傾斜角和方位角。 對太陽位置的自動跟蹤使光伏電池可以最大限度的接受太陽輻射。自動跟蹤控制芯片選擇單片機 C8051F020，通過程序控制使單片機的輸出引腳發(fā)生電平變化，此信號經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，使電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，帶動光伏電池板轉(zhuǎn)動一定角度，使其能夠保持朝著與太陽光線垂直的方向。通過與固定式光伏電池相比較，可以看出自動跟蹤控制可以提高發(fā)電量。 參考文獻 23 參考文獻 [1]施玉川 .太陽能應(yīng)用 [M].陜西科學(xué)出版社， 2020. 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