CN202013515U

CN202013515U - 太阳光线自动跟踪装置

Info

Publication number: CN202013515U
Application number: CN201020633045XU
Authority: CN
Inventors: 杨龙飞; 王天新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2020-11-30

Abstract

一种太阳光线自动跟踪装置，包括感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块以及键盘控制模块，其特征在于：感光模块选用光敏电阻作为光电传感器；传动模块使用继电器与电动机相连；时钟模块为RTC实时时钟；显示模块为显示屏；键盘控制模块设有键盘按键；感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块和键盘控制模块经过接口电路与微处理器对应的I/O口相连接；传动模块与太阳能接收板连接。微处理器选用ARMS344B0。感光模块的光敏电阻分布在不同的象限，通过挡光板将象限隔离。本实用新型具有模块化结构、安装拆卸方便、精度高、结构合理等优点。

Description

太阳光线自动跟踪装置

技术领域本实用新型涉及一种光线跟踪系统，尤其是一种跟踪采集吸收太阳光线的装置。

背景技术太阳能作为一种洁净的能源，又是可再生能源，有着化石能源无法比拟的优越性。但太阳能的利用效率低这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及。太阳自动跟踪装置的利用是提高太阳能利用率的一个重要途径。

目前，我国国内太阳能光线跟踪装置主要有：压差式跟踪装置、控放式跟踪装置、时钟式跟踪装置、比较式跟踪装置。但是，现有的太阳能光线跟踪装置存在着不足：

1、时钟式跟踪装置跟踪精度不够，太阳的高度随季节的变化不是均匀的，这样的跟踪装置每天需要被动的调整。

2、压差式跟踪装置为纯机械式，没有足够的工作空间，不能完成自动对太阳往返于南北回归线之间运动的跟踪，只能每隔一段时间，重新对准太阳，精度比较低。

3、控放式跟踪装置不能自动复位，因而不能满足昼夜更替之后的跟踪需求，虽然采用多谐振动器，存在跟踪过度的情况。

4、比较式跟踪装置不能适应自然界中光线的变化，不能连续对太阳运动进行跟踪，跟踪效果不太理想。

发明内容本实用新型的目的是提供一种精度相对较高、利用光敏电阻控制使光伏电池始终朝向太阳的太阳光线自动跟踪装置。

本实用新型主要包括感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块以及键盘控制模块，其特征在于：感光模块选用光敏电阻作为光电传感器；传动模块使用继电器与电动机相连；时钟模块为RTC实时时钟；显示模块为显示屏；键盘控制模块设有键盘按键；感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块和键盘控制模块经过接口电路与微处理器对应的I/O口相连接；传动模块与太阳能接收板连接。微处理器选用ARMS344B0。感光模块的光敏电阻分布在不同的象限，通过挡光板将象限隔离。

在有云的白天，本装置从内部时钟RTC读取时间和当前位置的经纬度来计算当前的太阳高度角和太阳方位角，控制电机对准太阳。根据太阳轨迹的变化，本装置通过光敏传感器将太阳光信号转换为电信号，微处理器接收到电信号，控制电动机的转动。使电机自动的精确对准太阳。感光模块把光敏电阻分布在不同的象限，通过挡板将象限隔离，当太阳移动时，会把光敏电阻中的1个或几个挡住，根据每个象限光敏电阻所传回数据的大小来判定感光状态，通过调整挡光板的高度减小系统追光的误差。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果为：模块化结构、安装拆卸方便、精度高、结构合理，可始终跟踪太阳光，全面吸收太阳能。

附图说明图1为本实用新型的立体结构简图。

图2为本实用新型的光敏电阻分布象限图。

图3为本实用新型的感光模块。

图4为本实用新型的传动模块。

图5为本实用新型的显示模块。

图6为本实用新型的键盘控制模块。

图7为本实用新型的整体流程图。

具体实施方式在图1所示的本实用新型的硬件系统框图中，主要包括感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块以及键盘控制模块，其特征在于：感光模块选用光敏电阻作为光电传感器；传动模块使用继电器与电动机相连；时钟模块为RTC实时时钟；显示模块为显示屏；键盘控制模块设有键盘按键；感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块和键盘控制模块经过接口电路与微处理器对应的I/O口相连接；传动模块与太阳能接收板连接。微处理器选用ARMS344B0。感光模块的光敏电阻分布在不同的象限，通过挡光板将象限隔离。感光部分把光敏电阻分布在不同的象限，通过挡光板将象限隔离，根据每个象限光敏电阻所传回数据的大小来判定感光状态，通过微处理器采样光敏电阻的电压，对电压值进行比较，根据电压的变化，使微处理器控制电机转动云台，使太阳能电池板重新垂直对准太阳。系统上电以后，从内部时钟RTC读取时间，如果系统时间在日出时间之前或日落时间之后，系统不起动；如果系统时间在日出时间之后或日落时间之前，系统启动。启动后，系统进入跟踪太阳光模式，当遇到阴天的时候或云比较多的时候，太阳能电池板接收不到光的照射，系统继续在该模式下运行读取当前位置的经纬度。利用这个时间和经纬度来计算当前的太阳高度角和太阳方位角，每隔一段时间读取一次，计算一次太阳的角度值。同时计算出两次之间的角度差，利用这个角度差来控制电机的转动时间，使装置对准太阳。如果是晴天，太阳能电池板接收到太阳光的照射，系统转为光电检测模式，系统通过光敏传感器将光信号转换为电信号，微处理器接收到电信号，控制电动机的转动。采用光敏电阻作为光电传感器，利用光敏电阻遇到光照电阻变小，从而使电流导通的特性，对电路进行控制。本装置使4组光敏电阻分别检测4个方位，通过判断4组光敏电阻中的任意一个是否受到光照而判断太阳的方位。在天气变化的情况下，系统在两种模式下自动切换。当日落到来时，系统复位，等待第二天的日出。

如图2所示，光敏电阻分布在不同的象限，通过挡光板将象限隔离，根据每个象限光敏电阻所传回数据的大小来判定感光状态。

如图3所示，光敏电阻是电阻性传感器，在所受的光强度发生变化时，其电阻值相应变化，将光敏电阻与普通电阻串联，组成分压电路，可将光信号转换为电信号。将4组共8个完全相同的光敏电阻置于一个平面上，他们之间用一个呈十字型的遮光板分别隔开在4个区域中，遮光板的高度可调，用以实现精度的调节。如果太阳光完全垂直照射到8个光敏电阻上，则与他们串联的电阻上分到的电压都处于逻辑高电平状态。微处理器得到的逻辑数据相等，控制电机不做动作；如果太阳光不是完全照射，则4组中必定有一组或一组以上的逻辑电平发生改变，则微处理器会控制相应的电机转动，以得到太阳光再次照射到平面上。

如图4所示，通过微处理器的3个PWM口对电机进行控制，是垂直电机正反转，水平电机正反转，不转。用继电器驱动云台电机转动。

如图5所示，在显示的第一页上显示当前地点的精度和纬度，第二页显示太阳能电池的电量，第三页显示当前的系统时间，最后一页显示当前的太阳的高度角和方位角以及当天的日出日落的时间。通过每次按下W2，显示屏会循环显示每个界面。

如图6所示，设置了4个功能键，W1、W2、W3、W4。W1为时间调整按键，当W1按下时，系统进入时间调整程序；W2为换屏按键，当按下时，显示屏上换下一页显示；W3为退格键；W4为回车键。

如图7所示，系统启动后，先进行初始化。然后判断时间是否为白天，如果是黑夜，系统不启动，进入休眠状态。如果是白天，系统启动。进入太阳运动轨迹追光模式，对准太阳。之后，检测天气是否是阴天或云比较多的时候，如果是阴天或云比较多的时候，进入在太阳轨迹追光模式下运行；反之如果是晴天，系统转入光电检测模式。

Claims

1.一种太阳光线自动跟踪装置，主要包括感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块以及键盘控制模块，其特征在于：感光模块选用光敏电阻作为光电传感器；传动模块使用继电器与电动机相连；时钟模块为RTC实时时钟；显示模块为显示屏；键盘控制模块设有键盘按键；感光模块、传动模块、时钟模块、显示模块和键盘控制模块经过接口电路与微处理器对应的I/O口相连接；传动模块与太阳能接收板连接。

2.根据权利要求1所述的太阳光线自动跟踪装置，其特征在于：微处理器选用ARMS344B0。

3.根据权利要求1所述的太阳光线自动跟踪装置，其特征在于：感光模块的光敏电阻分布在不同的象限，通过挡光板将象限隔离。