CN101418991A - 太阳能热水器阳光跟踪控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能热水器阳光跟踪控制电路由阳光传感器、判别电路、复位电路、电机驱动电路组成，阳光传感器中含有二个光敏电阻，一个呈半漏斗状的外壳，二片红色滤光玻璃，一个复位开关，半漏斗状的外壳的中间设置一片隔板，当阳光正面对照时，二个光敏电阻同时能接受到阳光，即接受的阳光强度相等，当阳光偏斜一个角度时，由于有隔板的存在，会在其中一个光敏电阻投入阴影，于是二个光敏电阻所接受阳光的强度就会不同，这一不同会被判别电路判别出来，通过电机驱动电路使电机转动，并带动太阳能热水器朝着阳光方向转动，直到太阳能热水器正对阳光停止。当阴天光线很暗和夜晚时，复位电路带动太阳能热水器向正南方向复位。

Description

太阳能热水器阳光跟踪控制电路
所属技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器阳光跟踪电路，具体地说是涉及一种用于太阳能热水器自动跟踪阳光的电路。
背景技术
目前，现有的太阳能热水器是放置在固定处，不能随着阳光移动而变化位置，这使得太阳能热水器的热效率不能充分地得到发挥。
发明内容
本发明的目的是使太阳能热水器位置随着阳光移动而移动，让太阳能热水器真空集热管始终对着太阳，这就极大地提高了太阳能热水器的热转换效率。
为达到上述的目的，本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：由阳光传感器、判别电路、复位电路、电机驱动电路组成一个太阳能热水器阳光跟踪控制电路。阳光传感器中含有二个光敏电阻，一个呈半漏斗状的外壳，二片红色滤光玻璃，一个复位开关，半漏斗状的外壳的.中间设置一片隔板，隔板的位置一端朝着正北方向，另一端朝着正南方向，隔板的高度高出半漏斗状的外壳，二个光敏电阻放置于隔板的二侧，并放置在半漏斗状的外壳最底部，当阳光正面对照时，二个光敏电阻同时能接受到阳光，即接受的阳光强度相等，当阳光偏斜一个角度时，由于有隔板的存在，会在其中一个光敏电阻投入阴影，于是二个光敏电阻所接受阳光的强度就会不同，这一不同会被判别电路判别出来，因此隔板的高度与跟踪阳光的灵敏度有关，隔板越高，阳光只要偏斜一个很小的角度就能判别出来，反之，隔板越低阳光要偏斜一个很大的角度才能判别出来，复位开关固定在正南方向，半漏斗状的外壳的圆弧部分的中间设置一个撞块，当阴天和夜晚时会使太阳能热水器复位到正南方向，二片红色滤光玻璃盖在半漏斗状的外壳上部，其作用是可以防水，降低光照的强度。判别电路中含有二个电压比较器，一个比较器用于判别右边的(即东面)光敏电阻所受光强度，另一个比较器用于判别左边的(即西面)光敏电阻所受光强度，右边的光敏电阻的一端接电源，另一端分别与一个比较器的反相输入端、一个复位电路中的比较器的反相输入端、一个用于垫高电压电阻的一端连接，这个用于垫高电压电阻的另一端分别与另一个比较器的正相输入端、一个用于分压电阻的一端连接，用于分压电阻的另一端接地，左边的光敏电阻的一端接电源，另一端分别与另一个比较器的反相输入端、用于垫高电压电阻的一端连接，这个用于垫高电压电阻的另一端分别与一个比较器的正相输入端、一个用于分压电阻的一端连接，一个用于分压电阻的另一端接地，当阳光正面对照、或在阴天、夜晚时，由于二个光敏电阻受光强度相等，因此二个比较器正反相输入端电压相等，又由于二个比较器反相输入端接有二个用于垫高电压的电阻，所以二个比较器的反相输入端电压高于其正相输入端的电压，因而二个比较器输出端输出低电平，电机因无驱动电压而不转动，当阳光偏向一个角度时，二个光敏电阻受光强度不相等，使得其中的一个比较器的反相输入端的电压降低到低于其正相输入端的电压，因而其输出端输出高电平，这一高电平驱动电机转动起来，使太阳能热水器朝着阳光方向转动，当转动到阳光正对太阳热水器真空集热管时，二个光敏电阻受光强度又相等，电机停止转动。复位电路中含有一个比较器和一个复位开关，二个电阻串接在电源与地线之间，其产生的分压为比较器的正相输入端提供一个比较电压，当有阳光照到光敏电阻时，阻值变小，其反相输入端的电压高于正相输入端，输出端输出低电平，不启动电机转动，当阴天光线很暗和夜晚时光敏电阻的阻值变大，其反相输入端的电压低于正相输入端的电压，其输出端输出高电平，这一高电平驱动电机转动起来，转到太阳能热水器到正南方时，撞块触及复位开关使其关闭，太阳能热水器停止转动。电机驱动电路中含有一个电机，二个PNP三极管，二个NPN三极管，二个PNP三极管，二个NPN三极管组成桥电路，只要驱动其中一个NPN三极管导通，就会使电机朝着一个方向转动，驱动另一个NPN三极管导通，就会使电机朝着另一个方向转动。
本发明的太阳能热水器阳光跟踪控制电路的有益效果是：使太阳能热水器自动跟踪阳光转动，在阴天光线很暗和夜晚时会自动复位到正南方向，这极大地提高了太阳能热水器的热转换性能。
附图说明
图1是本发明的阳光传感器的剖视图，图示出了红色滤光玻璃盖1、3，隔板2，光敏电阻5、6，半漏斗状的外壳2的结构关系。
图2是本发明的阳光传感器的俯视图，图中示出了开关8，撞块7的位置、及半漏斗状的外壳2的朝向关系。
图3是本发明的电路原理图，图中示出了判别电路26，复位电路27，电机驱动电路28，光敏电阻5、6，垫高电压的电阻11、12，分压电阻13、14，电压比较器9、15、17，电阻7、16、18、24、25、开关8，电源10，电机21，三极管19、20、22、23的连接关系。
具体实施方式
参照附图将具体地叙述本发明的实施方案，在图3中光敏电阻5的一端接电源10，另一端分别与电压比较器17的反相输入端、和用于垫高电压的电阻11的一端连接，用于垫高电压的电阻11的另一端分别与电压比较器15的正相输入端、分压电阻13的一端连接，分压电阻13的另一端接地，光敏电阻6的一端接电源10，另一端分别与电压比较器15、17的反相输入端、和用于垫高电压的电阻12的一端连接，用于垫高电压的电阻12的另一端分别与电压比较器17的正相输入端、分压电阻的14一端连接，分压电阻14的另一端接地，光敏电阻5、6的亮阻和暗阻的阻值相同，用于垫高电压的电阻11、12的阻值相同，分压电阻13、14的阻值相同，当光敏电阻5、6正对阳光或在阴天、夜晚时，其二个分压电阻13、14的分压处c、d点的电压相同，垫高电压的电阻11、12的a、b点的电压相同，且a、b点的电压约高于c、d点的电压，使得电压比较器15、17输出低电平，因而使得电机不转。在复位电路中含有一个电压器9，其反相输入端与光敏电阻6的一端连接，其正相输入端接有电阻7、16，电阻7、16，串接在电源10与地之间，所产生的分压作为电压比较器9的正相输入端的参考电压，电压比较器9的输出端与复位开关一端连接，开关的另一端经过电阻24与三极管23的基极连接，驱动电路中的三极管20、22的发射极接电源10，三极管20的集电极分别与电机21的一端、三极管19的集电极、三极管22的基极连接，三极管22的集电极分别与电机21的另一端、三极管23的集电极，三极管20的基极连接，三极管19的基极经过电阻18与电压比较器15的输出端连接，三极管23的基极经过电阻25与电压比较器17的输出端连接。
本发明的太阳能热水器阳光跟踪控制电路的工作原理是：当阳光正面对照时，二个光敏电阻5、6同时能接受到阳光，即接受的阳光强度相等，此刻a、b点的电压相等，c、d点的电压相等，因有二个垫高电压电阻的存在，故a、b二点的电压高于c、d点的电压，从而电压比较器15、17的反相输入端的电压高于其正相输入端的电压，其二个比较器15、17都输出低电平，三极管19、23的基极因无电压而截止，电机无电流流过不转。当阳光偏斜一个角度，例如偏向西面时，光敏电阻6能直接射到阳光，而光敏电阻5因隔板2的隔断，会在光敏电阻5上形成阴影，即光敏电阻6比光敏电阻5所接受的阳光强度高，于是光敏电阻6的阻值比光敏电阻5的阻值变化大，因而d点的电压会高于b点的电压，电压比较器17因正相输入端电压高于反相输入端电压，其输出端输出高电平，使三极管23导通，三极管23导通后把三极管20的基极拉至低电平而导通，电流通过三极管20，电机21，三极管23流经地线，电流因在电机内形成回路而转动，从而带动太阳能热水器由东向西转动，直到阳光正对二个光敏电阻和太阳能热水器中的真空集热管时电机停止转动，同理，如果阳光偏向东方一个角度，也会带动太阳热水器由西向东向相反方向转动。当阴天时，二个光敏电阻5和6所接受光线强度相等，二个电压比较器15、17都输出低电平，电机不转，当在阴天光线很暗或夜晚时，二个光敏电阻5和6所接受光线强度很弱，二个光敏电阻5和6的阻值都很大，因而a点电压被降到很低，电压比较器9的反相输入端电压低于正相输入端电压，于是电压比较器9输出端输出高电平，使三极管23导通，三极管23导通后把三极管20的基极拉至低电平而导通，电流通过三极管20，电机21，三极管23流经地线，电流因在电机内形成回路而转动，从而带动太阳能热水器向正南方复位，当撞块触及复位开关时太阳热水器停止转动。

Claims (2)

1，一种太阳能热水器阳光跟踪控制电路由阳光传感器、判别电路(26)、复位电路(27)、电机驱动电路(28)组成，其特征是：判别电路(26)中的光敏电阻(5)的一端接电源(10)，另一端分别与电压比较器(17)的反相输入端、和用于垫高电压的电阻(11)的一端连接，用于垫高电压的电阻(11)的另一端分别与电压比较器(15)的正相输入端、分压电阻(13)的一端连接，分压电阻(13)的另一端接地，光敏电阻(6)的一端接电源(10)，另一端分别与电压比较器(15)、(17)的反相输入端、和用于垫高电压的电阻(12)的一端连接，用于垫高电压的电阻(12)的另一端分别与电压比较器(17)的正相输入端、分压电阻的(14)一端连接，分压电阻(14)的另一端接地。
2，根据权利要求书1所述的判别电路(26)其特征还在于：光敏电阻(5)、(6)的亮阻和暗阻的阻值相同，用于垫高电压的电阻(11)、(12)的阻值相同，分压电阻(13)、(14)的阻值相同。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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