CN102075114A - 灯具及其太阳能自动跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
一种灯具及其太阳能自动跟踪装置，该太阳能自动跟踪装置包括一具有横向传动轴的横向旋转装置、一具有纵向传动轴的纵向旋转装置、安装在太阳能电池板上的检测装置及一控制模组，该纵向旋转装置安装在横向旋转装置上，该太阳能电池板固定在纵向旋转装置上，该检测装置包括二相对的第一光敏电阻及二相对的第二光敏电阻，该控制模组在二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制横向传动轴转动、在二第一光敏电阻的阻值相等时控制横向传动轴停止转动，该控制模组随二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制纵向传动轴转动、在二第二光敏电阻的阻值相等时控制纵向传动轴停止转动，以调节太阳能电池板与太阳光正对。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能自动跟踪装置，特别涉及一种用于灯具的太阳能自动跟踪装置。
背景技术
随着太阳能电池的生产技术不断得到提高，太阳能电池板逐渐用于各个领域，如用于灯具上以将太阳能转化成供灯具使用的电能。为了使太阳能电池板达到最大的接收功率，需尽量使太阳能电池板正对阳光，从而使单位面积上接收的光能最大。
现有技术的太阳能跟踪装置，其原理均是利用对称位置具有一定夹角的太阳能电池板通过对太阳光投射光线角度差而产生电压差值，再通过控制器控制马达转动达到跟踪太阳的效果。但由于太阳能电池板本身具有较大误差，而太阳光投射角度不是很大时电压差值很小，因此存在反应不够灵敏的缺陷，从而使太阳能利用率大打折扣。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种太阳能自动跟踪装置，其能使太阳能电池板始终与太阳光正对，从而提高了太阳能的利用效率。
一种太阳能自动跟踪装置，用于控制一太阳能电池板转动以与太阳光正对，该太阳能自动跟踪装置包括一具有横向传动轴的横向旋转装置、一具有纵向传动轴的纵向旋转装置、安装在太阳能电池板上的检测装置及一控制模组，该纵向旋转装置安装在横向旋转装置上，该太阳能电池板固定在纵向旋转装置上，该检测装置包括二相对的第一光敏电阻及二相对的第二光敏电阻，该控制模组在二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制横向传动轴转动、在二第一光敏电阻的阻值相等时控制横向传动轴停止转动，该控制模组随二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制纵向传动轴转动、在二第二光敏电阻的阻值相等时控制纵向传动轴停止转动，以调节太阳能电池板与太阳光正对。
相较现有技术，所述太阳能自动跟踪装置通过检测装置配合第一、第二光敏电阻的设置控制太阳能电池板始终与太阳光正对，大大提高太阳能的利用率。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明太阳能自动跟踪装置的结构示意图，该太阳能自动跟踪装置与一太阳能电池板连接并安装在一路灯上；
图2是图1的太阳能自动跟踪装置的遮光组件及检测装置在太阳能电池板的结构示意图；
图3至图4是本发明太阳能自动跟踪装置控制过程的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一实施例中的太阳能自动跟踪装置与太阳能电池板10连接，并与太阳能电池板10一并安装在一发光二极管路灯20上。该太阳能自动跟踪装置包括一安装在路灯20顶部的底板30、一在安装底板30上的横向旋转装置40、一安装在横向旋转装置40上的纵向旋转装置50、及固定在太阳能电池板10上的检测装置60。所述太阳能电池板固定在纵向旋转装置50上。
所述发光二极管路灯20包括一灯杆21及安装在灯杆21上灯体25，该灯体25上设有控制电路模组26，以电性连接并控制灯体25、太阳能电池板10及太阳能自动跟踪装置。
该横向旋转装置40包括一横向驱动装置41及一与横向驱动装置41相连接的横向传动轴42，该横向驱动装置41通过一凸台固定于底板30。在本实施例中，该横向旋转装置40为一步进电机或者伺服电机。该横向旋转装置40还包括一轴承43，该轴承固定在底板30并套设于横向传动轴42的另外一端上，以增加横向旋转装置40的稳定性。
该纵向旋转装置50在固定横向传动轴42上，包括一纵向驱动装置51及一与纵向驱动装置51相连接的纵向传动轴52。在本实施例中，该纵向旋转装置50为步进电机，该纵向传动轴52垂直于横向旋转装置40的横向传动轴42。所述太阳能电池板10固定在纵向旋转装置50的纵向传动轴52上。
该检测装置60包括二第一光敏电阻61、62、二第二光敏电阻63、64、及分别设置在各第一、第二光敏电阻61、62、63、64的外侧的遮光组件71、72、73、74。所述第一、第二光敏电阻61、62、63、64靠近在太阳能电池板10的四周边缘中部，其中第一光敏电阻61、62纵向相对设置，第二光敏电阻63、64横向相对设置。每一遮光组件71、72、73、74垂直于太阳能电池板10并呈半圆筒状设置，且对第一、第二光敏电阻61、62、63、64呈半围设设置。所述遮光组件71、72设置在二第一光敏电阻61、62相反的两侧，即所述遮光组件71置于第一光敏电阻61的一侧(后侧)，而遮光组件72置于第一光敏电阻62的另一侧(前侧)。同理，所述遮光组件73、74设置在二第二光敏电阻63、64相反的两侧。每一遮光组件71、72、73、74的高度大于第一、第二光敏电阻61、62、63、64的厚度。
请一并参阅图2，所述第一光敏电阻61与其对应的遮光组件71的圆弧中心的连线垂直于横向旋转装置40的横向传动轴42；第一光敏电阻62与其对应的遮光组件72的圆弧中心的连线垂直于横向旋转装置40的横向传动轴42。遮光组件71、72的开口相对。在本实施例中，第一光敏电阻61、62的连线垂直于横向旋转装置40的横向传动轴42。第二光敏电阻63与其对应的遮光组件73的圆弧中心的连线垂直于纵向旋转装置50的纵向传动轴52；第二光敏电阻64与其对应的遮光组件74的圆弧中心的连线垂直于横向旋转装置50的纵向传动轴52。在本实施例中，遮光组件73、74的开口相对设置。第二光敏电阻63、64的连线垂直于横向旋转装置50的纵向传动轴52。
请一并参考图3-4，工作时，所述第一、第二光敏电阻61、62、63、64与控制电路模组26连通并流通相同的电流，当太阳能电池板10不能正对太阳时，由于遮光组件71、72、73、74的遮光方向不同，使得第一、第二光敏电阻61、62、63、64的阻值产生差异而不同，从而产生的电压不相同，经控制电路模组26采样比较后分别控制横向旋转装置40、纵向旋转装置50转动，调节太阳能电池板10的朝向角度，直到太阳能电池板10与太阳光正对时第一光敏电阻61、62阻值相等、第二光敏电阻63、64的阻值相等，横向旋转装置40、纵向旋转装置50停止转动。
具体地说，当太阳光从第一光敏电阻61的一侧倾斜照射太阳能电路板10时，遮光组件71遮住了第一光敏电阻61的全部或者部分，而此时第一光敏电阻62全部被太阳照射，使得第一光敏电阻62的阻值变小，在提供相同的电流下第一光敏电阻61的电压V61大于第一光敏电阻62的电压V62，通过控制电路模组26的程序设定控制横向传动轴42顺时针转动(自轴承43向横向驱动装置41观察)，带动太阳能电池板10朝向太阳一侧转动调整，直到测出的地光敏电阻61、62的电压相同时，横向传动轴42才停止转动。此时，太阳光照射在第一光敏电阻61、62上的角度相同。当太阳光从第一光敏电阻62的一侧倾斜照射太阳能电路板10时，控制电路模组26同样根据第一光敏电阻61、62的不同电压控制横向传动轴42逆时针转动，直到太阳光照射在第一光敏电阻61、62上的角度相同才停止。同理，当太阳光从第二光敏电阻63或者第二光敏电阻64的一侧照射太阳能电池板10时，因二遮光组件73、74的相对位置不同，第二光敏电阻63、64产生不同的阻值从而导致具有不同的电压，控制电路模组26根据采样的不同电压驱动纵向旋转装置50的纵向传动轴52顺时针或者逆时针转动，以使太阳能电池板朝向太阳的位置转动。最后，当二第一光敏电阻61、62的阻值、第二光敏电阻63、64的阻值分别相同时，太阳能电池板10与太阳光垂直。当太阳光的角度继续变化时，第一光敏电阻61、62、第二光敏电阻63、64的电阻、电压变化促使太阳能自动跟踪装置的横向旋转装置40及纵向旋转装置50转动，使太阳能电池板10与太阳光正对。
可以理解地，所述遮光组件71、72、73、74可以对应设置在第一、第二光敏电阻61、62、63、64的内侧，即遮光组件71、72背靠背且开口朝外，遮光组件73、74背靠背且开口朝外，以使当太阳倾斜照射太阳能电池板10时第一光敏电阻61、62接收的光强不同、第二光敏电阻63、64接收的光强不同，以检测控制太阳能电池板10横向和纵向转动。
相对于现有技术，所述太阳能自动跟踪装置的检测装置60的遮光组件71、72、73、74配合第一、第二光敏电阻61、62、63、64的设置，能够灵敏地测出太阳光的角度变化，并通过横向旋转装置和纵向旋转装置使太阳能电池板10始终与太阳光正对，大大提高太阳能的利用率。
Claims (10)
1.一种太阳能自动跟踪装置，用于控制一太阳能电池板转动以与太阳光正对，其特征在于：该太阳能自动跟踪装置包括一具有横向传动轴的横向旋转装置、一具有纵向传动轴的纵向旋转装置、安装在太阳能电池板上的检测装置及一控制模组，该纵向旋转装置安装在横向旋转装置上，该太阳能电池板固定在纵向旋转装置上，该检测装置包括二相对的第一光敏电阻及二相对的第二光敏电阻，该控制模组在二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制横向传动轴转动、在二第一光敏电阻的阻值相等时控制横向传动轴停止转动，该控制模组随二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制纵向传动轴转动、在二第二光敏电阻的阻值相等时控制纵向传动轴停止转动，以调节太阳能电池板与太阳光正对。
2.如权利要求1所述的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：所述检测装置还包括若干遮光组件，所述遮光组件垂直地设于太阳能电池板上并位于对应的第一、第二光敏电阻的外侧。
3.如权利要求2所述的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：所述遮光组件呈半筒状，并半围绕对应的第一、第二光敏电阻。
4.如权利要求1所述的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：所述检测装置还包括垂直于太阳能电池板的半筒状的二遮光组件，所述遮光组件对称地设置在太阳能电池板上并一一对应地半围绕所述第一光敏电阻。
5.如权利要求4所述的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：半围绕所述第一光敏电阻的遮光组件的圆弧中心与对应第一光敏电阻的连线垂直于所述横向传动轴的转动轴线。
6.如权利要求1所述的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：所述检测装置还包括垂直于太阳能电池板的半筒状的二遮光组件，所述遮光组件对称地设置在太阳能电池板上并一一对应地半围绕所述第二光敏电阻。
7.如权利要求6所述的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：半围绕所述第二光敏电阻的遮光组件的圆弧中心与对应第二光敏电阻的连线垂直于所述纵向传动轴的转动轴线。
8.如权利要求2所述的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：所述二第一光敏电阻及对应的遮光组件设置在太阳能电池板二横向边缘中部，所述二第二光敏电阻及对应的遮光组件设置在太阳能电池板二纵向边缘中部。
9.一种灯具，包括一灯体、一向灯体提供电能的太阳能电池板及一太阳能自动跟踪装置，其特征在于：该太阳能自动跟踪装置包括一具有横向传动轴的横向旋转装置、一具有纵向传动轴的纵向旋转装置、安装在太阳能电池板上的检测装置及一控制模组，该纵向旋转装置安装在横向旋转装置上，该太阳能电池板固定在纵向旋转装置上，该检测装置包括二相对的第一光敏电阻及二相对的第二光敏电阻，该控制模组在二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制横向传动轴转动、在二第一光敏电阻的阻值相等时控制横向传动轴停止转动，该控制模组随二第一光敏电阻的阻值产生差异时控制纵向传动轴转动、在二第二光敏电阻的阻值相等时控制纵向传动轴停止转动，以调节太阳能电池板与太阳光正对。
10.如权利要求9所述的灯具，其特征在于：所述检测装置还包括若干遮光组件，所述遮光组件垂直地设于太阳能电池板上并位于对应的第一、第二光敏电阻的外侧。
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