CN201663565U - 太阳能电池板跟踪控制器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：包括光照强弱信号检测电路、光照方向位置控制信号识别电路、电机驱动和手动控制电路；光照强弱信号检测电路由盛装光敏电阻器的圆筒、光敏电阻器、光敏电阻器隔板和电阻器组成；光照方向位置控制信号识别电路由电阻器、电位器、二极管及比较器组成；电机驱动电路由功率三极管、继电器、二极管和电机组成；手动控制电路由手动开关和二极管组成；该太阳能电池板跟踪控制器，安装在小型太阳能电池板上，能实现对太阳光照射方向自动跟踪，会根据太阳所处的具体位置，定时输出相应的控制信号，驱动电机动作，调整太阳能电池板面向太阳光照方向，起到增加接收太阳光能量和提高转化效率作用。

Description

太阳能电池板跟踪控制器 
技术领域
本实用新型涉及电子器械，具体涉及太阳能电池板跟踪控制器。 
背景技术
随着全球气候变暖，国际社会强烈呼求利用低碳产品，限制温室气体二氧化碳为主的排放。目前太阳能应用研究已显迫切必要，小型太阳能电池在夜间照明、交通信号、山区无线发射机站等方面已被广泛应用，但目前太阳能利用效率较低，其中一个原因是太阳能电池板还未实现对太阳光照方向进行跟踪。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是针对上述技术不足，如何提供一种太阳能电池板跟踪控制器，专门用于小型太阳能电池板上，对太阳光及时自动化跟踪，根据太阳所处的具体位置，间隔输出相应的控制信号，控制驱动机构动作，调整太阳能接收装置电池板的朝向，从而提高太阳能接收能量和提高转化效率。 
本实用新型所提出的技术问题是这样解决的：构造一种太阳能电池板跟踪控制器其特征在于包括光照强弱信号检测电路、光照方向位置控制信号识别电路、电机驱动和手动控制电路；光照强弱信号检测电路由盛装光敏电阻器的圆筒、光敏电阻器、光敏电阻器隔板和电阻器组成；光照方向位置控制信号识别电路由电阻器、电位器、二极管及比较器组成；电机驱动电路由功率三极管、继电器、二极管和电机组成；手动控制电路由手动开关和二极管组成；光照强弱信号检测电路经比较器(U1A)的3脚和比较器(U1B)的6脚和光照方向位置控制信号识别电路相连接，光照方向位置控制信号识别电路经二极管(D2)、二极管(D3)和电机驱动电路相连接；光敏电阻器(RL1)、电阻器(R1)串联后一端连接电源正极，光敏电阻器(RL2)、电阻器(R2)串联后一端连接电源 负极，光敏电阻器(RL1)和光敏电阻器(RL2)相连端连接比较器(U1A)的3脚和比较器(U1B)的6脚。 
按照本实用新型所提供的太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：光敏接收圆筒内光敏电阻器(RL2)、电阻器(R2)串联后一端连接电源负极。 
按照本实用新型所提供的太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：功率管(Q1)集电极连接继电器(J1)线圈接电源正极，三极管(Q1)发射极连接电源负极；功率三极管(Q2)集电极连接继电器(J2)线圈接电源正极，三极管(Q2)发射极连接电源负极。 
按照本实用新型所提供的太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：二极管(D1)正极连接比较器(U1A)反相端2脚，二极管(D1)的负极和比较器(U1B)同相端5脚相连接。 
附图说明
附图1是本实用新型的电路结构图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型电路结构图及工作过程作进一步的说明。 
如附图1所示，太阳能电池板跟踪控制器由接收光并感应太阳光强弱的光信号检测电路、对太阳光位置进行判别并输出相应控制信号的方向识别电路、电机驱动电路和手动控制电路组成。 
光信号检测部分由光敏电阻(RL1、RL2)及电阻器(R1-R4)组成，光敏电阻器RL1和RL2安装在测光圆筒内，并对称安装在隔板的两侧，当圆筒正对阳光，圆筒接收太阳光线口的平面和太阳能电池板平面固定并保持在同一平面上，光线直射入时，圆筒内两侧的光敏电阻接收太阳光强度是均等的，二者阻值相等，此时附图中A点输出电压为电源电压Vcc的一半1/2Vcc；若光线偏向光敏 电阻RL2端射入时，其接收光强度大于光敏电阻RL1，此时光敏电阻RL2的阻值小于光敏电阻RL1阻值，A点电压小于1/2Vcc；反之当光线偏向光敏电阻RL1端射入时，此时光敏电阻RL1接收光强度大于光敏电阻RL2，此时光敏电阻RL1的阻值小于光敏电阻RL2阻值，A点电压大于1/2Vcc；在晚上或光线很暗时，光敏电阻RL1和RL2阻值很大，A点电位由电阻R3、R4分压确定，由于电阻R3、R4阻值相等，A点电压保持电源电压一半即1/2Vcc。 
太阳光方向识别电路由运算放大器LM358内部两组比较器U1A和U1B、二极管D1、电阻R5、R6组成。其中电阻R5、R6、二极管D1通过分压比较器U1A的反相端及U1B的同相端提供基准电压，由于电路中串入了二极管D1，比较器U1A和U1B的基准电压相差了一个PN结的压降约0.5V；调节电位器R5可以使比较器U1A的同相端3脚电压为(1/2Vcc+0.3)V，比较器U1B反相端6脚电压为(1/2Vcc-0.3)V，当电路中A点输入的信号电压介于比较器U1A的同相端电压(1/2Vcc+0.3)V和比较器U1B反相端电压(1/2Vcc-0.3)V之间时，比较器U1A输出端1脚和U1B输出端7脚才会输出高电平，否则输出低电平，而在此中间的0.6V的压降则为驱动部分的惯性提供了充足的容差区间，防止驱动电机抖动，同进也让电机间隔一定时间才驱动太阳能电池板转向，节约太阳能蓄电池能量。当无光照或太阳光直照时，A点输入的信号电压为1/2Vcc，则此时比较器的1脚和7脚均输出低电平，电机不运转，太阳能电池板不转向；当光线偏向光敏电阻器LR1端射入时，光敏电阻器LR1的阻值小于LR2的阻值，A点电位升高，超过比较器U1A同相输入端比较电压(1/2Vcc+0.3)V时，比较器U1A输出端1脚转为高电平，比较器U1B输出端7脚仍为低电平，此时三极管Q1导通，三极管Q2截止，继电器J1得电吸合，刀开关与触点“1”接通，电机M运转，电机转轴带动太阳能电池板向太阳光直射方向运转，在此过程中，随着光照在光敏 电阻器RL1和RL2上的直射能量平衡，A点输入电压渐渐升高，当达到(1/2Vcc-0.3)V时，方向识别电路就会动作，比较器U1A、U1B的输出端均转为低电平，三极管Q1、Q2截止，切断驱动电机M的电路，太阳能电池板停止转向。当光线偏向光敏电阻器RL2端直射入时，光敏电阻器RL2阻值渐渐减小，A点电位降低，当低于比较电压(1/2Vcc-0.3)V时，比较器U1A输出端1脚输出低电平，比较器U1B的7脚输出端转为高电平；此时三极管Q2导通，三极管Q1截止，电机反方向运转；当光线直射到太阳能电池板上时，此时太阳能电池板吸收光能量最大，光敏电阻器RL1、RL2阻值相等，比较器A点中点电压为1/2Vcc，比较器U1A、U1B的输出端均为低电平，三极管Q1、Q2均截止，继电器J1、J2均释放，电机停止动作。由于有二极管D1的存在，使比较器输入基准电压相差0.6V，避免了控制信号在临界位置的频繁翻转，消除了电机转轴及太阳能板的抖动现象，太阳能电池板始终处于间断性地调整方位，从而节约了蓄电池消耗的电能。在太阳能电池板上安装了跟踪控制器以后，电机M消耗能量远小于太阳能电池板方位调整后多吸收的能量，使得太阳能蓄电池储蓄能量得以增加。 
电路中隔离二极管D2、D3的作用是防止手动按钮按下时的高电平会影响比较器U1A、U1B输出的低电平信号，发光二极管LED1、LED2为太阳能电池板方向驱动指示，二极管D4和D5分别为继电器J1和J2的继流保护管，继电器J1和J2的单刀双掷触点为“1”、“2”和“3”、“4”，其中“2”、“4”为常闭触点。电路中S1、S2触动开关是为了防止系统出意外而设计，按下开关S1，太阳能电池板随电机M朝一个方向转动，按下开关S2，太阳能电池板随电机M朝相反方向转动，以便调整太阳能电池板的朝向。 
元器件参数：RL1、RL2选用性能相同、阻值为50K的光敏电阻器；二极管D1-D5选用IN4007；R1-R4、R6-R10选用1/8W的碳膜电阻器，R5选用20K的电 位器；三极管Q1、Q2选用8085型号；电压比较器U1A、U1B选用LM358型号，电池BT为12V太阳能蓄电池；J1、J2选用额定电压为12V、触点额定电流为1A的继电器，M选用额定电压为12V的直流电动机。 
本实用新型还可做出各种不同的变通方式，以上通过由附图1所示实施例的具体实施方式，是对本实用新型的上述内容作进一步详细说明，但不应将此理解为本实用新型上述的主题的范围仅限于所描述的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换和变更，均应包括在本实用新型的范围内。 

Claims (4)

1.一种太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：包括光照强弱信号检测电路、光照方向位置控制信号识别电路、电机驱动和手动控制电路；光照强弱信号检测电路由盛装光敏电阻器的圆筒、光敏电阻器、光敏电阻器隔板和电阻器组成；光照方向位置控制信号识别电路由电阻器、电位器、二极管及比较器组成；电机驱动电路由功率三极管、继电器、二极管和电机组成；手动控制电路由手动开关和二极管组成；光照强弱信号检测电路经比较器(U1A)的3脚和比较器(U1B)的6脚和光照方向位置控制信号识别电路相连接，光照方向位置控制信号识别电路经二极管(D2)、二极管(D3)和电机驱动电路相连接；光敏电阻器(RL1)、电阻器(R1)串联后一端连接电源正极，光敏电阻器(RL2)、电阻器(R2)串联后一端连接电源负极，光敏电阻器(RL1)和光敏电阻器(RL2)相连端连接比较器(U1A)的3脚和比较器(U1B)的6脚。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：光敏接收圆筒内光敏电阻器(RL2)、电阻器(R2)串联后一端连接电源负极。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：功率管(Q1)集电极连接继电器(J1)线圈接电源正极，三极管(Q1)发射极连接电源负极；功率三极管(Q2)集电极连接继电器(J2)线圈接电源正极，三极管(Q2)发射极连接电源负极。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池板跟踪控制器，其特征在于：二极管(D1)正极连接比较器(U1A)反相端2脚，二极管(D1)的负极和比较器(U1B)同相端5脚相连接。 
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