CN102411377A - 太阳自动追踪装置及其追踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳自动追踪装置及其追踪方法，该装置包括太阳能极板、水平固定轴、固定太阳能极板和水平固定轴的水平支架、支撑水平支架的竖直轴、底座、带动竖直轴转动的竖直直流电机，带动水平固定轴转动的水平直流电机，由STC单片机、GPS芯片、倾角传感器模块、电子罗盘和直流电机驱动模块组成的自动控制电路。本发明太阳自动追踪装置具有追踪范围大、自动化、适合各地域广等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳自动追踪装置，具体地说，涉及一种采用GPS模块、电子罗盘和倾角传感器的双轴太阳自动追踪装置。
背景技术
目前，太阳能接收装置的机械结构大多采用固定式装置，这种装置简单，但只能朝向一个固定的方向，使太阳能的接收效率很低。为了提高太阳能利用效率，太阳能接收装置增加了追踪系统。Nader Barsoum于2011年5月在《Intelligent Control and Automation》期刊第二卷第二期上发表的论文“Fabrication of Dual-Axis Solar Tracking Controller Project”提出了采用一种光电追踪方法，该方式受天气影响大，需要人工根据实际地理位置进行调整，降低了追踪装置的实用性。
发明内容
针对现有接收方式的不足，本发明的目的是在于提供一种太阳自动追踪装置，该装置采用了GPS模块、电子罗盘和倾角传感器，实现了全天候追踪太阳，自动调整位置，提高了太阳能接收效率。
本发明的技术方案是：一种太阳自动追踪装置，包括太阳能极板、水平固定轴、固定太阳能极板和水平固定轴的水平支架、支撑水平支架的竖直轴、底座、带动竖直轴转动的竖直直流电机，带动水平固定轴转动的水平直流电机，自动控制电路，其特征在于，所述自动控制电路包括STC单片机、GPS芯片、倾角传感器模块、电子罗盘和直流电机驱动模块。
所述STC单片机U10的31、40引脚接+3.3V电源，20引脚接地，9引脚接复位电路，18、19引脚接11.0592M晶振的两个引脚；STC单片机U10的10、11引脚分别接GPS芯片U7的5、4引脚，STC单片机U10的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、ENAIN和ENBIN引脚分别接光电耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的2引脚，STC单片机U10的27引脚接倾角传感器U11的SCL引脚和电子罗盘U12的SCL引脚，STC单片机U10的28引脚接倾角传感器U11的SDA引脚和电子罗盘U12的SDA引脚
所述GPS芯片U7的1、19和20引脚接3.3V电源，GPS芯片U7的2、3、10、11、12、13、14、15、16、18和30引脚接地，GPS芯片U7的4引脚接STC单片机U10的10引脚，GPS芯片U7的45引脚接STC单片机U10的11引脚，GPS芯片U7的17引脚接天线，GPS芯片U7的21引脚接备用电池，其它引脚悬空。
所述倾角传感器模块U11的3.3V引脚接+3.3V电源，GND引脚接地，SCL接STC单片机U10的27引脚，SDA引脚接STC单片机U10的28引脚，其他引脚悬空。
所述电子罗盘模块U12的3V3引脚接+3.3V电源，GND引脚接地，SCL引脚接STC单片机U10的27引脚，SDA引脚接U10单片机的28引脚，其他引脚悬空。
所述直流电机驱动模块U4采用L298芯片，U4的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA和ENB引脚分别接到光耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的3引脚。直流电机驱动模块U4的2、3、13和14引脚分别接水平直流电机204的1、2引脚和竖直直流电机303的1、2引脚。直流电机驱动模块U4的1、15、8引脚接地，9引脚接5电源，4引脚接12V电源。
太阳自动追踪方法包括如下步骤：
(一)初始化STC单片机U10：设置STC单片机串口的工作波特率为4800BPS，8位数据位，1个停止标志位和没有校验位；串口接收程序采用中断方式接收数据；
(二)初始化I2C协议：STC单片机U10使能I2C协议通信用的SCL引脚和SDA引脚，并设置倾角传感器模块U11和电子罗盘U12的工作模式；
(三)单片机接收GPS数据：(1)串口发生中断，STC单片机U10接收到GPS芯片U7发送的数据，GPS芯片U7发送NMEA_0183系列数据，STC单片机U10判断并选择$GPRMC类型数据进行保存，如果不是$GPRMC型数据，STC单片机U10就继续接收数据并判断其类型，直到接收到完整的一个$GPRMC类型数据包，STC单片机U10接将GPS数据从ACSII码形式转换成数值型数据，STC单片机U10将时间、日期、纬度、经度等数据保存在内部RAM中，用来计算太阳位置，(3)STC单片机U10对纬度、经度数据进行多次数据取平均方法的滤波处理；
(四)计算太阳位置：(1)计算太阳赤纬角n为1月1日起的第几天，n由GPS芯片U7发送的$GPRMC数据包的日期部分算出，(2)计算太阳时角ω＝15°(H-12)，H为24小时制的时间，(3)计算入射角θz＝cos-1[sinδsinφ+cosδcosφcosω]，φ为纬度，(4)计算高度角α＝90°-θz，θz为太阳入射角，计算水平方位角
α为太阳高度角；
(五)读取太阳能极板数据：STC单片机读取倾角传感器模块U11和电子罗盘U12的数据，获得太阳能极板的俯仰角和水平角数据，并将数据存储在RAM中；
(六)比较数据、控制电机：(1)比较传感器测量值和STC单片机U10计算数值，(2)当太阳能极板101俯仰角大于计算所得的太阳俯仰角，STC单片机U10通过PIN1和PIN2、ENAIN引脚控制水平直流电机204，使水平直流电机204通过齿轮205、206带动水平轴转动201，在转动调整过程中STC单片机U10一直通过倾角传感器模块U11测量太阳能极板101的俯仰角，当太阳能极板101的俯仰角和计算的太阳俯仰角相同时，停止转动；反之，当太阳能极板101的俯仰角小于计算所得的太阳俯仰角，控制水平直流电机204反转，直到太阳能极板101俯仰角和太阳高度角相同，停止转动。等到下一刻钟，再继续调整俯仰角，(3)当太阳能极板101的水平方位角角大于计算所得的太阳水平方位角，单片机通过PIN3和PIN4、ENBIN引脚控制竖直直流电机303，使竖直直流电机303通过齿轮302、304带动竖直轴203转动，在转动调整过程中STC单片机U10一直通过电子罗盘U12测量太阳能极板101的水平方位角，当太阳能极板101的水平方位角和计算的太阳水平方位角相同时，竖直直流电机303停止转动；反之，当太阳能极板101的水平方位角小于计算所得的太阳水平方位角，控制竖直直流电机303反转，直到太阳能极板101的水平方位角和太阳水平方位角相同，竖直直流电机303停止转动。等到下一刻钟，再继续调整方位角。
与现有技术相比，本发明有益效果是：
1.追踪范围大。整体包括底座、水平轴部分和竖直轴部分。水平轴部分用来固定太阳能极板，完成太阳能极板的俯仰动作；竖直轴部用于支撑水平固定轴完成水平而内的360°旋转运动，因此，实现了立体全方位追踪。
2.实现了自动化作业。根据GPS采集的经纬度、时间等数据，计算太阳位置，运用电子罗盘、倾角传感器进行校正，不需要人工调整，实现了自动作业。
3.适合各地域工作，能够在全球各地进行随时随地太阳追踪。
附图说明
下面结合附图和实际实例对本发明做进一步详细说明。
图1是整体机械结构示意图，图中：101-太阳能极板，102-水平支架，103-大U型支架，104-小U型支架，105-底座。
图2是水平轴机械结构示意图，图中：201-水平固定轴，202-固定螺母，203-竖直轴，204-水平直流电机，205-水平轴小齿轮，206-水平轴大齿轮。
图3是竖直轴机械结构示意图，图中：301-竖直轴固定轴承，302-竖直轴小齿轮，303-竖直直流电机，304-竖直轴大齿轮。
图4是倾角传感器模块和电子罗盘在太阳能极板上的位置分布示意图。
图5是整机控制电路图。
图6是单片机程序流程图。
具体实施方式
图1是系统整体机械结构示意图。整体结构可分为底座、水平轴部分和竖直轴部分。底座105用于固定整个系统，使整机不发生倾倒。水平轴部分包括水平固定轴201、固定螺母202、竖直轴203、水平直流电机204、小齿轮205和大齿轮206，水平轴部分用来固定太阳能极板101，完成太阳能极板101的俯仰动作。竖直轴部分包括大U型支架103、小U型支架104、竖直轴203、竖直轴固定轴承301、竖直轴小齿轮302、竖直轴电机303和竖直轴大齿轮304，竖直轴部分用于支撑水平固定轴201完成水平面内的360°旋转运动。
图2是水平轴机械结构示意图。水平直流电机204固定在水平支架102的右端，电机机身在水平支架102的内侧，电机中心轴通过水平支架102右端圆孔后，与水平支架102用螺钉固定，水平直流电机204中心轴固定小齿轮205，与小齿轮205组成齿轮组的大齿轮206固定在太阳能极板101水平固定轴201上，太阳能极板101的水平固定轴201固定在水平支架102的右侧轴承中。水平直流电机204带动小齿轮205转动，进而带动大齿轮206转动，大齿轮206带动太阳能极板101围绕水平固定轴201转动，太阳能极板101随水平固定轴201转动。如图4所示，太阳能极板101是长方形平面板，AB边和CD边与水平支架102的宽度相同，沿太阳能极板101的AC、BD边的中心线EF和水平固定轴201固定在一起。倾角传感器模块U11和电子罗盘U12位于太阳能极板101的中心线EF上。水平直流电机204转动时，带动太阳能极板101转动，调整太阳能极板101的俯仰角度。整个水平轴机械结构靠竖直轴203支撑，水平支架102的水平中心和竖直轴203固定在一起。
图3是竖直轴的机械结构示意图。大U型支架103和小U型支架104倒立放置，大U型支架103固定在小U型支架104的上方。竖直轴203上端固定在水平支架102的中心处，下端和竖直轴大齿轮304固定，中间被固定轴承301固定，固定轴承301固定在大U型支架103上，竖直轴203穿过固定轴承301中心。大U型支架103用螺钉固定在底座105上。竖直直流电机303固定在小U型支架104的内侧用螺钉固定，竖直轴电机303中心轴穿过小U型支架104上的圆孔，竖直轴电机303中心轴上固定竖直轴小齿轮302。竖直轴电机303带动齿轮组转动，竖直轴203随之转动。竖直轴203带动上方的水平轴机械结构转动，太阳能极板101随水平轴机械结构转动，实现调整水平方位角的功能。
图5是整机的控制电路图，其中包含STC单片机U10，倾角传感器模块U11，电子罗盘U12，直流电机驱动模块U4，GPS芯片U7，光电耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9。
STC单片机U10的31、40引脚接+3.3V电源，20引脚接地，9引脚接复位电路，18、19引脚接11.0592M晶振的两个引脚；STC单片机U10的10、11引脚分别接GPS芯片U7的5、4引脚，STC单片机U10的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、ENAIN和ENBIN引脚分别接光电耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的2引脚，STC单片机U10的27引脚接倾角传感器U11的SCL引脚和电子罗盘U12的SCL引脚，STC单片机U10的28引脚接倾角传感器U11的SDA引脚和电子罗盘U12的SDA引脚。
整机控制电路部分以STC单片机U10为核心，STC单片机U10读取各个模块发送的的数据进行处理运算，发送控制命令。
GPS芯片U7的1、19和20引脚接3.3V电源，GPS芯片U7的2、3、10、11、12、13、14、15、16、18和30引脚接地，GPS芯片U7的4引脚接STC单片机U10的10引脚，GPS芯片U7的45引脚接STC单片机U10的11引脚，GPS芯片U7的17引脚接天线，GPS芯片U7的21引脚接备用电池，其它引脚悬空。GPS模块可以接收到GPS卫星下发的位置数据，并经过内部处理将数据转换成ASCII码的形式，通过串口发送出去，串口工作方式固定为4800BPS、8位数据、1位停止位、没有校验位。
倾角传感器模块U11的3.3V引脚接+3.3V电源，GND引脚接地，SCL接STC单片机U10的27引脚，SDA引脚接STC单片机U10的28引脚，其他引脚悬空。如图4所示，将倾角传感器模块U11平行固定在太阳能极板101上，倾角传感器模块U11测出的是太阳能极板101和水平面之间的夹角角度，此角度用来校验太阳能极板是否转到指定俯仰角度。
电子罗盘模块U12的3V3引脚接+3.3V电源，GND引脚接地，SCL引脚接STC单片机U10的27引脚，SDA引脚接U10单片机的28引脚，其他引脚悬空。如图4所示，电子罗盘模块U12固定在太阳能极板表面，电子罗盘模块U12测量得到的是太阳能极板101和地球磁场之间的夹角，也就是太阳能极板101与南北方向间的夹角，该夹角数据用来校验太阳能极板101是否转到指定的水平方位角。
光电耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的1引脚分别接300欧姆电阻，然后接3.3V电源，2引脚分别接STC单片机U10的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、ENAIN和ENBIN引脚。光电耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的4引脚接12V电源，3引脚经1K欧姆电阻接地，直流电机驱动模块U4采用L298芯片，U4的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA和ENB引脚分别接到光耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的3引脚。直流电机驱动模块U4的2、3、13和14引脚分别接水平直流电机204的1、2引脚和竖直直流电机303的1、2引脚。直流电机驱动模块U4的1、15、8引脚接地，9引脚接5电源，4引脚接12V电源。
图6是单片机程序流程图。太阳追踪装置的核心功能由STC单片机U10完成，STC单片机U10的工作程序流程为：首先初始化系统，完成串口功能的初始化，将串口设置在异步工作方式，8个数据位、1个停止位，波特率为4800BPS；设置I2C协议通信的引脚，并设置倾角传感器模块U11和电子罗盘U12的工作模式；STC单片机U10通过10、11引脚接收GPS芯片U7的数据，并将GPS获得的数据由ASCII码转换成数字形式，以应用到后期的计算；根据GPS芯片U7获得的数据和太阳的轨迹方程计算得到太阳的位置，包括太阳相对于观察者的俯仰角和水平方位角；STC单片机U10通过27、28引脚，以I2C协议读取倾角传感器U11和电子罗盘U12的测量数据：太阳能极板的俯仰角和水平方位角；将计算数据与测量数据比较，根据误差值，STC单片机U10发送控制电机转动的信号，直流电机驱动模块U4根据控制信号驱动电机转动，将太阳能极板转动到计算得到的位置。
本实用型的太阳追踪过程包括如下步骤：STC单片机U10初始化，接收GPS数据，计算太阳位置，读取传感器获取太阳能极板的俯仰角和水平方位角，比较计算值与测量值，单片机发出控制信号控制直流电机转动，调整太阳能极板垂直于太阳光线，使太阳能极板达到最大的太阳能接收效率。具体过程如下：
(一)初始化STC单片机U10
STC单片机U10在开始供电工作和复位按键被按下时就会从程序的开始处执行程序，首先执行功能初始化。
(1)初始化串口
STC单片机U10用串口与GPS芯片U7之间用串口进行通信；设置STC单片机串口的工作波特率为4800BPS，8位数据位，1个停止标志位和没有校验位；串口接收程序采用中断方式接收数据。
(2)初始化I2C协议
STC单片机U10使能I2C协议通信用的SCL引脚和SDA引脚，并设置倾角传感器模块U11和电子罗盘U12的工作模式。
(二)单片机接收GPS数据
STC单片机U10接收GPS芯片U7数据过程包括以下几步：
(1)串口发生中断，STC单片机U10接收到GPS芯片U7发送的数据。GPS芯片U7发送NMEA_0183系列数据，STC单片机U10判断并选择$GPRMC类型数据进行保存，如果不是$GPRMC型数据，STC单片机U10就继续接收数据并判断其类型，直到接收到完整的一个$GPRMC类型数据包。
(2)以接收到的逗号个数作为数据的间隔标志位，当接收到第一个逗号时，后面将接收UTC时间数据，第二个逗号后面是数据有效标志位，第三位后面是纬度数据，第四位后面是纬度标志位，第五位后面是经度数据，第六位后面是经度标志位，第八位后面是日期数据，十二位是数据包的最后一位，以此判定一次完整的数据包接收完毕。
例如天津地区的接收到的一个完整$GPRMC型数据包如下：
$GPRMC，125645.000，A，3903.7017，N，11717.2674，E，0.00，102.23，080911，，，A*62
(3)STC单片机U10接将GPS数据从ACSII码形式转换成数值型数据，STC单片机U10将时间、日期、纬度、经度等数据保存在内部RAM中，用来计算太阳位置。
(4)STC单片机U10对纬度、经度数据进行多次数据取平均方法的滤波处理。
(三)计算太阳位置
规定符号意义如下：φ-纬度，δ-太阳赤纬角，ω-太阳时角，θz-太阳入射角，α-太阳高度角，A-太阳水平方位角。计算过程为：
(1)计算太阳赤纬角：
n为1月1日起的第几天，n由GPS芯片U7发送的$GPRMC数据包的日期部分算出。
(2)计算太阳时角：ω＝15°(H-12)，H为24小时制的时间。ω为正表示偏东，反之偏西。H由GPS芯片U7发送的$GPRMC数据包UTC时间部分得到，并由经度值做出修正。
(3)计算入射角：θz＝cos-1[sinδsinφ+cosδcosφcosω]。
(4)计算高度角：α＝90°-θz。
(5)计算水平方位角：
(四)读取太阳能极板数据
STC单片机读取倾角传感器模块U11和电子罗盘U12的数据，获得太阳能极板的俯仰角和水平角数据，并将数据存储在RAM中。
(五)比较数据、控制电机
(1)比较传感器测量值和STC单片机U10计算数值。
(2)当太阳能极板101俯仰角大于计算所得的太阳俯仰角，STC单片机U10通过PIN1和PIN2、ENAIN引脚控制水平直流电机204，使水平直流电机204通过齿轮205、206带动水平轴转动201，在转动调整过程中STC单片机U10一直通过倾角传感器模块U11测量太阳能极板101的俯仰角，当太阳能极板101的俯仰角和计算的太阳俯仰角相同时，停止转动；反之，当太阳能极板101的俯仰角小于计算所得的太阳俯仰角，控制水平直流电机204反转，直到太阳能极板101俯仰角和太阳高度角相同，停止转动。等到下一刻钟，再继续调整俯仰角。
(2)当太阳能极板101的水平方位角角大于计算所得的太阳水平方位角，单片机通过PIN3和PIN4、ENBIN引脚控制竖直直流电机303，使竖直直流电机303通过齿轮302、304带动竖直轴203转动，在转动调整过程中STC单片机U10一直通过电子罗盘U12测量太阳能极板101的水平方位角，当太阳能极板101的水平方位角和计算的太阳水平方位角相同时，竖直直流电机303停止转动；反之，当太阳能极板101的水平方位角小于计算所得的太阳水平方位角，控制竖直直流电机303反转，直到太阳能极板101的水平方位角和太阳水平方位角相同，竖直直流电机303停止转动。等到下一刻钟，再继续调整方位角。
这样完成一次太阳位置的追踪。
Claims (7)
1.一种太阳自动追踪装置，包括太阳能极板、水平固定轴、固定太阳能极板和水平固定轴的水平支架、支撑水平支架的竖直轴、底座、带动竖直轴转动的竖直直流电机，带动水平固定轴转动的水平直流电机，自动控制电路，其特征在于，所述自动控制电路包括STC单片机、GPS芯片、倾角传感器模块、电子罗盘和直流电机驱动模块。
2.根据权利要求1所述的太阳自动追踪装置，其特征在于，所述STC单片机U10的31、40引脚接+3.3V电源，20引脚接地，9引脚接复位电路，18、19引脚接11.0592M晶振的两个引脚；STC单片机U10的10、11引脚分别接GPS芯片U7的5、4引脚，STC单片机U10的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、ENAIN和ENBIN引脚分别接光电耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的2引脚，STC单片机U10的27引脚接倾角传感器U11的SCL引脚和电子罗盘U12的SCL引脚，STC单片机U10的28引脚接倾角传感器U11的SDA引脚和电子罗盘U12的SDA引脚
3.根据权利要求1所述的太阳自动追踪装置，其特征在于，所述GPS芯片U7的1、19和20引脚接3.3V电源，GPS芯片U7的2、3、10、11、12、13、14、15、16、18和30引脚接地，GPS芯片U7的4引脚接STC单片机U10的10引脚，GPS芯片U7的45引脚接STC单片机U10的11引脚，GPS芯片U7的17引脚接天线，GPS芯片U7的21引脚接备用电池，其它引脚悬空。
4.根据权利要求1所述的太阳自动追踪装置，其特征在于，所述倾角传感器模块U11的3.3V引脚接+3.3V电源，GND引脚接地，SCL接STC单片机U10的27引脚，SDA引脚接STC单片机U10的28引脚，其他引脚悬空。
5.根据权利要求1所述的太阳自动追踪装置，其特征在于，所述电子罗盘模块U12的3V3引脚接+3.3V电源，GND引脚接地，SCL引脚接STC单片机U10的27引脚，SDA引脚接U10单片机的28引脚，其他引脚悬空。
6.根据权利要求1所述的太阳自动追踪装置，其特征在于，直流电机驱动模块U4采用L298芯片，U4的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA和ENB引脚分别接到光耦合器U1、U3、U5、U6、U8和U9的3引脚。直流电机驱动模块U4的2、3、13和14引脚分别接水平直流电机204的1、2引脚和竖直直流电机303的1、2引脚。直流电机驱动模块U4的1、15、8引脚接地，9引脚接5电源，4引脚接12V电源。
7.实现权利要求1所述的太阳自动追踪装置的追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
(一)初始化STC单片机U10：设置STC单片机串口的工作波特率为4800BPS，8位数据位，1个停止标志位和没有校验位；串口接收程序采用中断方式接收数据；
(二)初始化I2C协议：STC单片机U10使能I2C协议通信用的SCL引脚和SDA引脚，并设置倾角传感器模块U11和电子罗盘U12的工作模式；
(三)单片机接收GPS数据：(1)串口发生中断，STC单片机U10接收到GPS芯片U7发送的数据，GPS芯片U7发送NMEA_0183系列数据，STC单片机U10判断并选择$GPRMC类型数据进行保存，如果不是$GPRMC型数据，STC单片机U10就继续接收数据并判断其类型，直到接收到完整的一个$GPRMC类型数据包，STC单片机U10接将GPS数据从ACSII码形式转换成数值型数据，STC单片机U10将时间、日期、纬度、经度等数据保存在内部RAM中，用来计算太阳位置，(3)STC单片机U10对纬度、经度数据进行多次数据取平均方法的滤波处理；
(四)计算太阳位置：(1)计算太阳赤纬角
n为1月1日起的第几天，n由GPS芯片U7发送的$GPRMC数据包的日期部分算出，(2)计算太阳时角ω＝15°(H-12)，H为24小时制的时间，(3)计算入射角θz＝cos-1[sinδsinφ+cosδcosφcosω]，φ为纬度，(4)计算高度角α＝90°-θz，θz为太阳入射角，计算水平方位角
α为太阳高度角；
(五)读取太阳能极板数据：STC单片机读取倾角传感器模块U11和电子罗盘U12的数据，获得太阳能极板的俯仰角和水平角数据，并将数据存储在RAM中；
(六)比较数据、控制电机：(1)比较传感器测量值和STC单片机U10计算数值，(2)当太阳能极板101俯仰角大于计算所得的太阳俯仰角，STC单片机U10通过PIN1和PIN2、ENAIN引脚控制水平直流电机204，使水平直流电机204通过齿轮205、206带动水平轴转动201，在转动调整过程中STC单片机U10一直通过倾角传感器模块U11测量太阳能极板101的俯仰角，当太阳能极板101的俯仰角和计算的太阳俯仰角相同时，停止转动；反之，当太阳能极板101的俯仰角小于计算所得的太阳俯仰角，控制水平直流电机204反转，直到太阳能极板101俯仰角和太阳高度角相同，停止转动。等到下一刻钟，再继续调整俯仰角，(3)当太阳能极板101的水平方位角角大于计算所得的太阳水平方位角，单片机通过PIN3和PIN4、ENBIN控制竖直直流电机303，使竖直直流电机303通过齿轮302、304带动竖直轴203转动，在转动调整过程中STC单片机U10一直通过电子罗盘U12测量太阳能极板101的水平方位角，当太阳能极板101的水平方位角和计算的太阳水平方位角相同时，竖直直流电机303停止转动；反之，当太阳能极板101的水平方位角小于计算所得的太阳水平方位角，控制竖直直流电机303反转，直到太阳能极板101的水平方位角和太阳水平方位角相同，竖直直流电机303停止转动。等到下一刻钟，再继续调整方位角。
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