CN202512445U - 全天候太阳能自动跟踪控制器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型全天候太阳能自动跟踪控制器涉及一种用于控制装置。包括光敏传感器和控制电路，控制电路接收光敏传感器的电压变化信号，并将电压变化信号转换为太阳能电池板驱动电机的驱动信号，其中：包括两个光敏传感器，第一个光敏传感器包括第一光敏电阻和第二光敏电阻，第二个光敏传感器包括第三光敏电阻和第四光敏电阻；还包括一个垂直遮阳板，垂直遮阳板垂直安装在太阳能电池板的阳光照射面上，垂直遮阳板的左端面和右端面平行且与太阳能电池板的下端面垂直，第一光敏电阻和第三光敏电阻安装在垂直遮阳板的右端面上，第二光敏电阻和第四光敏电阻安装在垂直遮阳板的左端面上。其目的是为了提供一种对太阳照射方向进行准确跟踪的控制器。

Description

全天候太阳能自动跟踪控制器
技术领域
本实用新型涉及一种跟踪控制装置，特别是涉及一种用于对准太阳照射方向的自动跟踪控制器。
背景技术
现有的太阳能电池板自动跟踪控制器无外乎两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制太阳能电池板驱动电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制太阳能电池板驱动电机的正反旋转。光敏传感器通常面向阳光，由于一年四季、早晚和中午环境太阳光照强弱变化范围都很大，当太阳移动时，所以上述两种控制器很难在太阳移动过程中准确跟踪。容易出现误差，使太阳能电池板不能准确跟踪太阳光的全天候照射。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种全天候太阳能自动跟踪控制器，解决不能准确跟踪太阳照射方向的技术问题。
本实用新型的全天候太阳能自动跟踪控制器，包括光敏传感器和控制电路，控制电路接收光敏传感器的电压变化信号，并将电压变化信号转换为太阳能电池板驱动电机的驱动信号，其中：包括两个光敏传感器，第一个光敏传感器包括第一光敏电阻和第二光敏电阻，第二个光敏传感器包括第三光敏电阻和第四光敏电阻；还包括一个垂直遮阳板，垂直遮阳板垂直安装在太阳能电池板的阳光照射面上，垂直遮阳板的左端面和右端面平行且与太阳能电池板的下端面垂直，第一光敏电阻和第三光敏电阻安装在垂直遮阳板的右端面上，第二光敏电阻和第四光敏电阻安装在垂直遮阳板的左端面上。
所述控制电路包括集成运算放大器，第一光敏电阻一端连接工作电源正极，另一端顺序串联第一电位器、第二光敏电阻后接地，第三光敏电阻一端接地，另一端顺序串联第二电位器、第四光敏电阻后连接第一二极管的负极，第一二极管的正极连接工作电源正极，第一电位器的滑动触点连接集成运算放大器的引脚3，第二电位器的滑动触点连接集成运算放大器的引脚5，第一电位器的滑动触点串联第一电容后接地，第二电位器的滑动触点串联第二电容后接地。第一电阻一端连接工作电源正极，另一端分别连接集成运算放大器的引脚2和引脚6，第二电阻一端连接第一电阻，另一端接地。
所述集成运算放大器的引脚1串联第三电阻后连接第一三极管的基极，集成运算放大器的引脚7串联第四电阻后连接第二三极管的基极，第一三极管的发射极和第二三极管的发射极连接第二二极管的正极，第二二极管的负极接地；第一三极管的集电极串联第三电容后连接工作电源正极，第三电容并联第一继电器，第三电容的正极连接第一转换开关的引脚1，第二三极管的集电极串联第四电容后连接工作电源正极，第四电容并联第二继电器，第四电容的正极连接第二转换开关的引脚1，第一转换开关的引脚3和第二转换开关的引脚3分别连接驱动电机(M)的两个驱动信号输入端，第一转换开关的引脚2和第二转换开关的引脚2连接。第三二极管的正极接地，第三二极管的负极连接工作电源正极。
本实用新型的全天候太阳能自动跟踪控制器利用四个光敏电阻组成两个光敏传感器，通过在垂直遮阳板两侧的合理布置各光敏电阻，使得在太阳照射过程中光敏传感器可以从不同方向同时采集到太阳光的照射强度变化，提高了全天候太阳能自动跟踪控制器的灵敏度，实现了对太阳照射方向的准确跟踪。
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型全天候太阳能自动跟踪控制器的光敏传感器连接结构示意图；
图2为本实用新型全天候太阳能自动跟踪控制器的电路连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，在本实施例全天候太阳能自动跟踪控制器中，全天候太阳能自动跟踪控制器包括两个光敏传感器，第一个光敏传感器包括第一光敏电阻RT1和第二光敏电阻RT2，第二个光敏传感器包括第三光敏电阻RT3和第四光敏电阻RT4。垂直遮阳板02垂直安装在太阳能电池板01的阳光照射面上，垂直遮阳板02的左端面和右端面平行，垂直遮阳板02的左端面和右端面与太阳能电池板01的运动轨迹垂直，通常太阳能电池板01为矩形，在驱动电机带动下运动轨迹的投影与太阳能电池板01下端面平行，即垂直遮阳板02的左端面和右端面与太阳能电池板01的下端面垂直。第一光敏电阻RT1和第三光敏电阻RT3安装在垂直遮阳板02的右端面上，第二光敏电阻RT2和第四光敏电阻RT4安装在垂直遮阳板02的左端面上。
两个光敏传感器分别连接两个电压比较器，当太阳垂直照射在垂直遮阳板02的前端面时，垂直遮阳板02两侧的光敏电阻收到的光照辐射相当，光敏电阻阻值变化相同，连接的电压比较器的输出电压相同，当太阳移动时，阳光照射角度改变，垂直遮阳板02两侧的光敏电阻收到的光照辐射产生差异，第一光敏电阻RT1和第三光敏电阻RT3的阻值与第二光敏电阻RT2和第四光敏电阻RT4的阻值产生差异，导致连接的电压比较器的输出电压不同，本实施例根据电压比较器的输出电压的变化调整太阳能电池板驱动电机的驱动信号，使驱动电机带动太阳能电池板01正转或反转，当垂直遮阳板02随太阳能电池板01转动与太阳垂直照射方向一致时，垂直遮阳板02两侧的光敏电阻收到的光照辐射相当，光敏电阻阻值变化相同，连接的电压比较器的输出电压相同，本实施例不向太阳能电池板驱动电机发出驱动信号，实现全天候太阳光照的自动跟踪。
如图2所示，本实施例的全天候太阳能自动跟踪控制器中，采用LM358运算放大器，其包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。工作电源VCC的负极一般作为接地端。
第一光敏电阻RT1一端连接工作电源VCC正极，另一端顺序串联第一电位器RP1、第二光敏电阻RT2后接地，第三光敏电阻RT3一端接地，另一端顺序串联第二电位器RP2、第四光敏电阻RT4后连接第一二极管D1的负极，第一二极管D1的正极连接工作电源VCC正极，第一电位器RP1的滑动触点连接集成运算放大器U01的引脚3，第二电位器RP2的滑动触点连接集成运算放大器U01的引脚5，第一电位器RP1的滑动触点串联第一电容C1后接地，第二电位器RP2的滑动触点串联第二电容C2后接地。第一电阻R1一端连接工作电源VCC正极，另一端分别连接集成运算放大器U01的引脚2和引脚6，第二电阻R2一端连接第一电阻R1，另一端接地。
集成运算放大器U01的引脚1串联第三电阻R3后连接第一三极管Q1的基极，集成运算放大器U01的引脚7串联第四电阻R4后连接第二三极管Q2的基极，第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极连接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极接地。
第一三极管Q1的集电极串联第三电容C3后连接工作电源VCC正极，第三电容C3并联第一继电器K1，第三电容C3的正极连接第一转换开关S1的引脚1，第二三极管Q2的集电极串联第四电容C4后连接工作电源VCC正极，第四电容C4并联第二继电器K2，第四电容C4的正极连接第二转换开关S2的引脚1，第一转换开关S1的引脚3和第二转换开关S2的引脚3分别连接驱动电机M的两个驱动信号输入端，第一转换开关S1的引脚2和第二转换开关S2的引脚2连接。第三二极管D3的正极接地，第三二极管D3的负极连接工作电源VCC正极。
在实际应用中，双运转放LM358与R1、R2构成两个电压比较器，参考电压为UDD(+12V)的1/2。第一光敏电阻RT1、第二光敏电阻RT2与第一电位器RP1构成第一个光敏传感器，第三光敏电阻RT3、第四光敏电阻RT4与第二电位器RP2构成第二个光敏传感器。
第一光敏电阻RT1和第三光敏电阻RT3安装在垂直遮阳板02的一侧，第二光敏电阻RT2和第四光敏电阻RT4安装在垂直遮阳板02的另一侧。当各光敏电阻同时受环境自然光线均匀照射时，分别连接两个光敏传感器的两个电压比较器中心点电压不变。如果只有RT1和RT3受太阳光照射，第一光敏电阻RT1的内阻减小，集成运算放大器U01的引脚3电位升高，集成运算放大器U01的引脚1输出高平电，第一三极管Q1饱和导通，第一继电器K1导通，使得第一转换开关K1闭合。同时第三光敏电阻RT3内阻减小，集成运算放大器U01的引脚5电位下降，集成运算放大器U01的引脚7输出低电平，第二三极管Q2不导通，第二继电器K2不动作，第二转换开关K2不闭合，驱动电机M获得正转驱动信号，驱动电机M正转；同理，如果只有RT2、RT4受到太阳光照射，第二继电器K2导通，第二转换开关K2闭合，第一继电器K1不动作，第一转换开关K1不闭合，驱动电机M获得反转驱动信号，驱动电机M反转。在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，驱动电机M转-停、转-停，使太阳能电池板01始终面向太阳。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种全天候太阳能自动跟踪控制器，包括光敏传感器和控制电路，控制电路接收光敏传感器的电压变化信号，并将电压变化信号转换为太阳能电池板驱动电机的驱动信号，其特征在于：包括两个光敏传感器，第一个光敏传感器包括第一光敏电阻(RT1)和第二光敏电阻(RT2)，第二个光敏传感器包括第三光敏电阻(RT3)和第四光敏电阻(RT4)；还包括一个垂直遮阳板(02)，垂直遮阳板(02)垂直安装在太阳能电池板(01)的阳光照射面上，垂直遮阳板(02)的左端面和右端面平行且与太阳能电池板(01)的下端面垂直，第一光敏电阻(RT1)和第三光敏电阻(RT3)安装在垂直遮阳板(02)的右端面上，第二光敏电阻(RT2)和第四光敏电阻(RT4)安装在垂直遮阳板(02)的左端面上。
2.根据权利要求1所述的全天候太阳能自动跟踪控制器，其特征在于：所述控制电路包括集成运算放大器(U01)，第一光敏电阻(RT1)一端连接工作电源(VCC)正极，另一端顺序串联第一电位器(RP1)、第二光敏电阻(RT2)后接地，第三光敏电阻(RT3)一端接地，另一端顺序串联第二电位器(RP2)、第四光敏电阻(RT4)后连接第一二极管(D1)的负极，第一二极管(D1)的正极连接工作电源(VCC)正极，第一电位器(RP1)的滑动触点连接集成运算放大器(U01)的引脚3，第二电位器(RP2)的滑动触点连接集成运算放大器(U01)的引脚5，第一电位器(RP1)的滑动触点串联第一电容(C1)后接地，第二电位器(RP2)的滑动触点串联第二电容(C2)后接地，第一电阻(R1)一端连接工作电源(VCC)正极，另一端分别连接集成运算放大器(U01)的引脚2和引脚6，第二电阻(R2)一端连接第一电阻(R1)，另一端接地。
3.根据权利要求2所述的全天候太阳能自动跟踪控制器，其特征在于：所述集成运算放大器(U01)的引脚1串联第三电阻(R3)后连接第一三极管(Q1)的基极，集成运算放大器(U01)的引脚7串联第四电阻(R4)后连接第二三极管(Q2)的基极，第一三极管(Q1)的发射极和第二三极管(Q2)的发射极连接第二二极管(D2)的正极，第二二极管(D2)的负极接地；第一三极管(Q1)的集电极串联第三电容(C3)后连接工作电源(VCC)正极，第三电容(C3)并联第一继电器(K1)，第三电容(C3)的正极连接第一转换开关(S1)的引脚1，第二三极管(Q2)的集电极串联第四电容(C4)后连接工作电源(VCC)正极，第四电容(C4)并联第二继电器(K2)，第四电容(C4)的正极连接第二转换开关(S2)的引脚1，第一转换开关(S1)的引脚3和第二转换开关(S2)的引脚3分别连接驱动电机(M)的两个驱动信号输入端，第一转换开关(S1)的引脚2和第二转换开关(S2)的引脚2连接， 第三二极管(D3)的正极接地，第三二极管(D3)的负极连接工作电源(VCC)正极。 
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