CN201037709Y

CN201037709Y - 定日镜控制器

Info

Publication number: CN201037709Y
Application number: CNU2007200043604U
Authority: CN
Inventors: 周继人
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2017-02-02

Abstract

一种定日镜控制器。所述装置包括太阳光传感器和控制电路，太阳光传感器包括至少两组光敏元件，每组光敏元件包括四个光敏传感器，控制电路包括光电转换电路(2)、反相器(3)、数值比较电路(4)、功率放大电路(5)、输入输出接口(6)。太阳光传感器固定在基架上，瞄准器(1－8)对准聚光器。太阳光传感器精确感测四象限光的不平衡，转换为电信号，输入到控制电路，控制电路输出两个三态的控制信号，控制两个方向电动机调节机构，精确调节平面镜的姿态，使太阳反射光对准聚光器。还可以把太阳光传感器固定在光伏发电架上，用作太阳跟踪器。所述装置体积小、精度高、稳定性好、成本低。

Description

定日镜控制器

所属技术领

本实用新型涉及一种定日镜控制器，特别涉及一种能够精确锁定平面镜所反射的太阳光方向和能精确跟随太阳方向的控制器。

背境技术

太阳跟踪系统一般分为电动式和机械式两大类。其中机械式跟踪系统稳定性差、精确度低。电动式太阳跟踪系统主要有时钟式和传感器式和二者结合式的控制系统。

现有电动式太阳跟踪系统较实用的有时钟式和传感器式二者结合的控制系统，主要由工控机或微型机实现，通过编程，预置日期时间等参数，根据太阳的运行规律，算出当时太阳的方位角和高度角，调节聚光器位置，再根据传感器感测的偏差信号，进一步调节聚光器。但这种方式存在以下缺点：

(1)微机式工控机的价格昂贵，硬件资源浪费，系统成本过大。

(2)涉及光线强弱、日期、时间等多种变量，系统控制过于复杂，抗干扰能力差，难以满足高精度控制要求。

发明内容

本实用新型提供一种高精度的定日镜控制器，其跟踪方式是以太阳光传感器作为感测器，控制电路包括单片机或数字运算放大电路、光电转换电路、控制功率放大电路、输入输出接口；其中单片机或数字运算放大电路包括数值比较器。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：所述装置包括高精度的太阳光传感器和控制电路，其特征在于，太阳光传感器(1)包括光敏元件、中空的遮光管、瞄准器(1-8)，在中空的遮光管的内壁上至少有第一组光敏元件(1-1)和第二组光敏元件(1-2)；控制电路包括光电转换电路(2)、反相器(3)、数值比较电路(4)、功率放大电路(5)、输入输出接口(6)；太阳光传感器(1)的输出信号经电线接入光电转换电路(2)的输入，光电转换电路(2)的输出接反相器(3)的输入，反相器(3)的输出接数值比较电路(4)的输入，数值比较电路(4)的输出接功率放大电路(5)的输入，功率放大电路(5)的输出接到输入输出接口(6)。其中数值比较电路(4)采用集成块有74LS85或CD14585，还可以采用单片机编程实现数值比较器的功能，可采用单片机型号为8051或和8051功能相同的单片机，比如MCS-51系列。

所述装置的太阳光传感器(1)固定在平面镜反光式太阳聚光系统的平面镜和聚热器之间，太阳光传感器中的光敏元件感测到平面镜的太阳反射光方向和太阳光传感器所瞄准的方向不一致时，光敏元件感测到四个方位上光强偏差信号，经光电转换电路变为电平的高低信号，输入到数值比较电路，经过罗辑比较，发出控制信号到功率放大电路，经过输入输出接口驱动电动机，调节平面镜的姿态，使平面镜的太阳反射光方向和太阳光传感器所瞄准的方向一致。输入输出接口包括两组直接驱动直流电动机接口和两组功率扩展接口，可以同时驱动两个直流电动机或扩大控制功率控制两个交流三相电动机。

本实用新型的有益效果是：(1)控制原理简单，使用的硬件少，大大地降低成本。(2)采用信号差动式结构，有效地消除元件参数、太阳光强变化等因素所造成的跟踪不稳定问题。(3)采用二级以上粗、细调结构，跟踪精确度大大提高。

附图说明

图1，是定日镜控制器一个实施例的电原理接线图

图2，是定日镜控制器的太阳光传感器一个实施例的构造图

图3，是定日镜控制器的太阳光传感器另个实施例的构造图

图4，是定日镜控制器另个实施例的电原理接线图

具体实施方式

图1中，第一组至第四组光敏元件(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)安装在太阳光传感器(1)的中空的遮光管内，光敏元件(1-1)和光电转换电路(2-1)相连，光敏元件(1-2)和光电转换电路(2-2)相连，光敏元件(1-3)和光电转换电路(2-3)相连，光敏元件(1-4)和光电转换电路(2-4)相连，光电转换电路(2)的输出接反相器(3)的输入，反相器(3)的输出接数值比较电路(4)的输入，数值比较电路(4)的输出接接功率放大电路(5)的输入，功率放大电路(5)的输出接到输入输出接口(6)。其中，每个光敏元件和一个电阻相连，接到电源的正负极上，光敏元件和电阻之间的一点接到接反相器(3)的输入。光敏元件(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)为光敏二极管或光敏电阻或光电池。

图2中，中空的遮光管由三段组成，第一段中空的遮光管(1-5)的口径比第二段中空的遮光管(1-6)的口径大，第二段中空的遮光管(1-6)的口径比第三段中空的遮光管(1-7)的口径大，第一、二组光敏元件(1-1)和(1-2)安装在第一段中空的遮光管(1-5)内，第三组光敏元件(1-3)安装在第二段中空的遮光管(1-6)内，第四组光敏元件(1-4)安装在第三段中空的遮光管(1-7)内，中空的遮光管中心轴上安装瞄准器(1-8)，瞄准器(1-8)能发出红外光线，所发的红外光线的方向与中空的遮光管中心轴线平行。电缆连接头(1-9)安装在中空的遮光管上面。第一组光敏元件(1-1)包括四个光敏元件(1-1a)、(1-1b)、(1-1c)、(1-1d)，第二组光敏元件(1-2)包括四个光敏元件(1-2a)、(1-2b)、(1-2c)、(1-2d)，第三组光敏元件(1-3)包括四个光敏元件(1-3a)、(1-3b)、(1-3c)、(1-3d)，第四组光敏元件(1-4)包括四个光敏元件(1-4a)、(1-4b)、(1-4c)、(1-4d)，每组光敏元件中不相邻的两个的中心线的连线相互垂直。光敏元件(1-1a)、(1-1c)、(1-2a)、(1-2c)、(1-3a)、(1-3c)、(1-4a)、(1-4c)安装在同一个平面上，光敏元件(1-1b)、(1-1d)、(1-2b)、(1-2d)、(1-3b)、(1-3d)、(1-4b)、(1-4d)安装在同一个平面上，两个平面相互垂直。电缆连接头(1-9)和电缆连接，电缆连接到控制电路。中空的遮光管被固定在一个基架上作为反射式的聚光系统的定日镜控制器，当中空的遮光管被固定在光伏发是装置的架子上随同架子一起运动时，作为太阳跟随器控制器。

图3中，中空的遮光管由两段组成，为方管形，第一段中空的遮光管(1-5)的口径比第二段中空的遮光管(1-6)的口径大，第一组光敏元件(1-1)安装在第一段中空的遮光管(1-5)内，第二组光敏元件(1-2)安装在第二段中空的遮光管(1-6)内，中空的遮光管外侧安装瞄准器(1-8)，第一组光敏元件(1-1)包括四个光敏元件(1-1a)、(1-1b)、(1-1c)、(1-1d)，第二组光敏元件(1-2)包括四个光敏元件(1-2a)、(1-2b)、(1-2c)、(1-2d)，光敏元件(1-1a)、(1-1c)、(1-2a)、(1-2c)安装在同一个平面上，光敏元件(1-1b)、(1-1d)、(1-2b)、(1-2d)安装在同一个平面上，两个平面相互垂直。图4中，采用单片机编程代替数值比较电路(4)，并增加LED驱动和显示电路，其它部分和图1中的完全相同，可采用单片机型号为8051或和8051功能相同的单片机，比如MCS-51系列。

Claims

1.一种定日镜控制器，包括太阳光传感器和控制电路，其特征在于，太阳光传感器(1)包括两组以上光敏元件、中空的遮光管、瞄准器(1-8)，中空的遮光管的内壁上至少有第一组光敏元件(1-1)和第二组光敏元件(1-2)，控制电路包括光电转换电路(2)、反相器(3)、数值比较电路(4)、功率放大电路(5)、输入输出接口(6)。

2.根据权利要求1所述的定日镜控制器，其特征在于，太阳光传感器(1)的输出信号经电线接入光电转换电路(2)的输入端，光电转换电路(2)输出接反相器(3)的输入端、反相器(3)的输出接数值比较电路(4)的输入端，数值比较电路(4)输出接功率放大电路(5)的输入端，功率放大电路(5)输出接到输入输出接口(6)。

3.根据权利要求1和2所述的定日镜控制器，其特征在于，太阳光传感器(1)还包括第三组光敏元件(1-3)或第三组光敏元件(1-3)和第四组光敏元件(1-4)。

4.根据权利要求1至3的任何一项所述的定日镜控制器，其特征在于，第一组光敏元件(1-1)包括四个光敏元件(1-1a)、(1-1b)、(1-1c)、(1-1d)，第二组光敏元件(1-2)包括四个光敏元件(1-2a)、(1-2b)、(1-2c)、(1-2d)，第三组光敏元件(1-3)包括四个光敏元件(1-3a)、(1-3b)、(1-3c)、(1-3d)，第四组光敏元件(1-4)包括四个光敏元件(1-4a)、(1-4b)、(1-4c)、(1-4d)，每组光敏元中不相邻的光敏元件的中心点连结线相垂直。

5.根据权利要求1至4任何一项所述的定日镜控制器，其特征在于，中空的遮光管由不同口径的三段组成，第一段中空的遮光管(1-5)的口径比第二段中空的遮光管(1-6)的口径大，第二段中空的遮光管(1-6)比第三段中空的遮光管(1-7)的口径大。

6.根据权利要求1所述的定日镜控制器，其特征在于，光敏元件(1-1a)、(1-1c)、(1-2a)、(1-2c)、(1-3a)、(1-3c)、(1-4a)、(1-4c)安装在同一个平面上，光敏元件(1-1b)、(1-1d)、(1-2b)、(1-2d)、(1-3b)、(1-3d)、(1-4b)、(1-4d)安装在同一个平面上，两个安装平面相互垂直。

7.根据权利要求1所述的定日镜控制器，其特征在于，光电转换电路(2)的光敏元件和电阻串联后接到电源的正极和负极上，光敏元件和电阻之间的一点接到反相器(3)的输入端，反相器(3)的输出端接数值比较电路(4)的输入端。

8.根据权利要求1所述的定日镜控制器，其特征在于，数值比较电路(4)包括四组输入端，四个输出端，数值比较电路(4)每个输入端接反相器的输出端，数值比较电路(4)每个输出端接功率放大电路(5)的输入端：数值比较电路和光电转换电路和光敏元件的电连接关系是：数值比较电路(4)的低位输入端所接的反相器的输入端对应于第一组光敏元件，数值比较电路(4)的高位输入端所接的反相器的输入端对应于第四组光敏元件。

9.根据权利要求1所述的定日镜控制器，其特征在于，数值比较电路(4)采用集成块74LS85或CD14585。

10.根据权利要求1所述的定日镜控制器，其特征在于，采用单片机代替数值比较电路(4)，可采用单片机型号为8051或与8051功能相当的单片机。