專利名稱：一種太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高太陽利用率的裝置，特別是一種太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié) 器。
背景技術(shù)：
太陽能作為一種新型的無污染的且取之不盡用之不竭的能源，正在逐漸的取代現(xiàn) 有能源，雖然太陽能含量巨大，但將太陽能轉(zhuǎn)換成我們能使用的能量非常困難，特別是對于 太陽能的利用率這一點(diǎn)。影響太陽能利用率的因素有很多，但主要是太陽能電池板的轉(zhuǎn)換 率和太陽能的吸收率，在不改變電池板轉(zhuǎn)換率的前提下，如何提高對太陽能的吸收對太陽 能的利用至關(guān)重要，影響太陽能吸收的主要原因是陽光的入射角度，當(dāng)陽光與太陽能電池 板的入射角成直角時(shí)，太陽能的吸收率最大，因此根據(jù)太陽位置調(diào)節(jié)電池板位置能更加充 分的利用太陽能。 在現(xiàn)有的技術(shù)中，大多數(shù)采用手動(dòng)或者根據(jù)時(shí)間來調(diào)節(jié)太陽能電池板，這樣的方 法存在太大的誤差，手動(dòng)不僅調(diào)適的時(shí)候麻煩，而且人為很難控制，會影響精確度，根據(jù)時(shí) 間來調(diào)節(jié)也不妥，每天太陽升起和落下的時(shí)間是不固定的，而且天氣陰睛不定，沒有太陽的 時(shí)候也繼續(xù)運(yùn)作設(shè)備，浪費(fèi)能源。

發(fā)明內(nèi)容
為了改進(jìn)現(xiàn)有裝置在一些技術(shù)方面的不足，本發(fā)明提供一種太陽能光照角度自動(dòng) 調(diào)節(jié)器，包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)機(jī)相連，它還包括光點(diǎn)位置檢測 裝置，光點(diǎn)位置檢測裝置與單片機(jī)相連，本技術(shù)采用測量陽光入射角度來調(diào)節(jié)太陽能電池 板東西向及南北向的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)精度高，設(shè)計(jì)簡單，容易控制，節(jié)約能源。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明是一種太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)
電路與電動(dòng)機(jī)相連，還包括光點(diǎn)位置檢測裝置，光點(diǎn)位置檢測裝置與單片機(jī)相連。 本發(fā)明所述的光點(diǎn)位置檢測裝置是多面結(jié)構(gòu)，其一面設(shè)有底板，相對于底板的另
一面設(shè)有通光孔，底板上設(shè)有感光條，感光條內(nèi)布設(shè)有二極管電路，裝置還設(shè)有角度調(diào)節(jié)部
分和感光條固定裝置，感光條固定裝置包括螺絲和槽位，螺絲固定于感光條上，槽位設(shè)于相
應(yīng)位置的底板上。 本發(fā)明所述的底板上設(shè)有感光板，感官板內(nèi)布設(shè)有二極管電路。 本發(fā)明所述的底板是PSD位置傳感器，PSD位置傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器相連。 本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)電路是三級管驅(qū)動(dòng)電路。 本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提供了一種太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，該裝置 主要包括了光點(diǎn)檢測裝置，通過角度或者時(shí)間間隔的設(shè)定，采用測量陽光入射角度的概念 來調(diào)節(jié)太陽能電池板東西向及南北向的轉(zhuǎn)動(dòng)，該裝置調(diào)節(jié)精度高，設(shè)計(jì)簡單，容易控制，并 且節(jié)約能源，實(shí)用可靠。


圖1是本發(fā)明裝置的設(shè)有感光條的底板的主視示意 圖2是本發(fā)明裝置的設(shè)有感光條的底板的仰視示意 圖3是本發(fā)明裝置的設(shè)有感光條的底板的側(cè)視示意 圖4是本發(fā)明裝置的感光條的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明裝置的感光條內(nèi)光敏二極管電路的布置結(jié)構(gòu)示意 圖6是本發(fā)明裝置的感光板內(nèi)光敏二極管電路的布置結(jié)構(gòu)示意 圖7是本發(fā)明裝置的PSD位置傳感器的結(jié)構(gòu)示意 圖8是本發(fā)明裝置的轉(zhuǎn)換與放大電路的布置結(jié)構(gòu)示意 圖9是本發(fā)明裝置的A/D轉(zhuǎn)換芯片的結(jié)構(gòu)示意 圖10是本發(fā)明裝置的驅(qū)動(dòng)電路的布置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1是底板，2是校準(zhǔn)東西方向偏移的感光條，3是校準(zhǔn)上下方向偏移的感光條一，4是校準(zhǔn)上下方向偏移的感光條二，5是X軸，6是Y軸，7是感官條，8是光敏二極管，9是PSD位置傳感器，10是電流電壓轉(zhuǎn)換器，11是電壓放大器，12是步進(jìn)電機(jī)繞組，13是A/D轉(zhuǎn)換芯片，14是光電隔離器，15是角度調(diào)節(jié)部分，16是感光條固定裝置。
具體實(shí)施例方式
下面對照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步的說明 本發(fā)明是一種太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)機(jī)相連，還包括光點(diǎn)位置檢測裝置，光點(diǎn)位置檢測裝置與單片機(jī)相連。
光點(diǎn)位置檢測裝置是多面結(jié)構(gòu)，其一面設(shè)有底板l，相對于底板1的另一面設(shè)有通光孔。這一部分是該技術(shù)的主要部分，通過檢測陽光投射的光點(diǎn)位置結(jié)合通光孔的位置計(jì)算陽光的入射角度，因此這一部分是整個(gè)技術(shù)方案的重點(diǎn)，該部分使用非透光材料制成長方體模型，比如可以是11. 4cm*ll. 4cm*10cm，以一面正方形為底放置底板l，底板1剛好等于正方形一面的一半，將底板l靠東放置并固定，另一面中心挖去5mm左右的小孔。這里是考慮到中國是處在北半球的，陽光大多數(shù)情況下是從南面照射過來的，然后太陽是自東向西，太陽能板的調(diào)節(jié)是滯后與太陽的運(yùn)動(dòng)的，陽光總是照射在調(diào)節(jié)器靠東的半面，因此底板1只需要正方形的一半就夠了，底板1的面積可以是鋪滿整個(gè)正方形，但成本會增大。
實(shí)施例1是按角度來調(diào)整裝置的，圖1、圖2、圖3分別是本發(fā)明裝置的設(shè)有感光條7的底板1的主視、仰視和側(cè)視示意圖，在底板1上設(shè)置三個(gè)感光條7，感光條7結(jié)構(gòu)見圖4，分別是校準(zhǔn)東西方向偏移的感光條2，校準(zhǔn)上下方向偏移的感光條一 3和校準(zhǔn)上下方向偏移的感光條二4，它們用來檢測東向西偏移的陽光以及太陽升起降落的偏移，這里的三個(gè)感光條7被設(shè)計(jì)成可以移動(dòng)，以便自行設(shè)定當(dāng)陽光偏移一定角度時(shí)調(diào)節(jié)，底板1上還設(shè)有角度調(diào)節(jié)部分15，這里設(shè)定的角度有5。 、10° 、15° 、20° 、25° 、30° ，同時(shí)為了固定感光條7，在相應(yīng)的位置設(shè)有感光條固定裝置16，包括螺絲和槽位，螺絲固定于感光條7的兩端，槽位設(shè)于相應(yīng)位置的底板1上。感光條7使用了光敏二極管8，其上布設(shè)有二極管電路，見圖5，在感光條7上密集的布置光敏二極管8，當(dāng)陽光照射到三條感光條7中的任意一條，光敏二極管8被接通，通過信號判斷與處理之后控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)角度。
實(shí)施例2是按時(shí)間來調(diào)整裝置的，圖6是本發(fā)明裝置的感光板內(nèi)光敏二極管8電路的布置結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例中，感官板內(nèi)布設(shè)有二極管電路，即用光敏二極管8制成能鋪滿整個(gè)底板1的感光板。 實(shí)施例3也是按時(shí)間來調(diào)整裝置的，圖7是本發(fā)明裝置的PSD位置傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，使用二維PSD位置傳感器9做底板1 ， PSD傳感器具有極高的敏感度，可以將微弱的光信號轉(zhuǎn)變成光電流。 圖10是本發(fā)明裝置的驅(qū)動(dòng)電路的布置結(jié)構(gòu)示意圖，驅(qū)動(dòng)電路是三級管驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)入射光角度，計(jì)算步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，步進(jìn)電機(jī)繞組12相數(shù)可根據(jù)實(shí)際精度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本發(fā)明的各實(shí)施例的具體使用流程如下 實(shí)施例1，三個(gè)感光條7角度都以15°為例，將光點(diǎn)位置檢測裝置安裝在太陽能電池板上，將裝置與單片機(jī)的I/O 口連接，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的I/O 口與驅(qū)動(dòng)電路連接，安裝步進(jìn)電機(jī)，其中一臺控制太陽能電池板水平轉(zhuǎn)動(dòng)，另一臺控制垂直方向的上下轉(zhuǎn)動(dòng)，單片機(jī)程序主要包括掃描I/O 口，判斷三個(gè)感光條7是否被照射，若有光點(diǎn)照射，根據(jù)讀取的I/O 口狀態(tài)控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在底板1上移動(dòng)感光條7至15°的位置，移動(dòng)到15°這一位置后，將感光條7置于槽內(nèi)并用螺絲固定，啟動(dòng)電源，設(shè)備運(yùn)行。當(dāng)太陽的位置移動(dòng)，光線照射到其中任一感光條7，即陽光在東西或南北向發(fā)生了 15°的偏轉(zhuǎn)，如被照射到的感光條7是校準(zhǔn)東西方向偏移的感光條2，也就是說太陽在向西方偏移了 15° ，然后單片機(jī)運(yùn)行程序掃描用來連接感光條7的三個(gè)I/O 口，掃描到其中有一 I/O 口被置一，根據(jù)I/O 口狀態(tài)判斷被置一的1/0，以確定被光照射的是哪個(gè)感光條7，這里是校準(zhǔn)東西方向偏移的感光條2，在確定之后控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)，這里是水平轉(zhuǎn)動(dòng)方向的步進(jìn)電機(jī)，其中當(dāng)校準(zhǔn)東西方向偏移的感光條2被照射，控制水平方向的電機(jī)向西轉(zhuǎn)，當(dāng)校準(zhǔn)上下方向偏移的感光條一 3被照射，控制垂直方向的電機(jī)向下轉(zhuǎn)；當(dāng)校準(zhǔn)上下方向偏移的感光條二4被照射，控制垂直方向的電機(jī)向上轉(zhuǎn)，在太陽下山后，控制電機(jī)將太陽能電池板轉(zhuǎn)會初始角度，等待下一次天殼。 實(shí)施例2，當(dāng)間隔時(shí)間到達(dá)時(shí)，程序執(zhí)行鍵盤掃描程序，將行I/O依次置低，讀取列I/O狀態(tài)，若列I/O狀態(tài)不為FFH，說明相應(yīng)行有光點(diǎn)照射到光敏二極管8，根據(jù)列I/O狀態(tài)得到X， Y坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)值計(jì)算入射角度和需要調(diào)整的角度，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實(shí)施例3，當(dāng)光照射到PSD位置傳感器9時(shí)，會在PSD位置傳感器上的X方向軸和Y方向軸上各產(chǎn)生兩個(gè)電流信號，先將光電流利用電流電壓轉(zhuǎn)換器IO轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過電壓放大器11進(jìn)行放大，并通過A/D轉(zhuǎn)換芯片13轉(zhuǎn)換，就可以由處理器進(jìn)行判斷、處理。圖8是本發(fā)明裝置的轉(zhuǎn)換與放大電路的布置結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是本發(fā)明裝置A/D轉(zhuǎn)換芯片13的結(jié)構(gòu)示意圖，PSD位置傳感器9與A/D轉(zhuǎn)換器相連，電流與位移的計(jì)算公式為x = ((X1*X2)/(Xl+X2)) *L，其中XI， X2為X軸5方向的兩個(gè)電流，L為X軸5方向的PSD器件長度，根據(jù)計(jì)算公式得到X，Y方向的偏移量，然后計(jì)算入射角度和調(diào)整角度，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)機(jī)相連，其特征在于，還包括光點(diǎn)位置檢測裝置，光點(diǎn)位置檢測裝置與單片機(jī)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述的光點(diǎn)位置 檢測裝置是多面結(jié)構(gòu)，其一面設(shè)有底板(l)，相對于底板(1)的另一面設(shè)有通光孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述的底板(1)上 設(shè)有感光條(7)，感光條(7)內(nèi)布設(shè)有二極管電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，還設(shè)有角度調(diào)節(jié) 部分(15)和感光條固定裝置(16)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述的感光條固 定裝置(16)包括螺絲和槽位，螺絲固定于感光條(7)上，槽位設(shè)于相應(yīng)位置的底板(1)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述的底板(1)上 設(shè)有感光板，感官板內(nèi)布設(shè)有二極管電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述的底板(1)是 PSD位置傳感器(9)，所述的PSD位置傳感器(9)與A/D轉(zhuǎn)換芯片(13)相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述的驅(qū) 動(dòng)電路是三級管驅(qū)動(dòng)電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能光照角度自動(dòng)調(diào)節(jié)器，包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)機(jī)相連，還包括光點(diǎn)位置檢測裝置，光點(diǎn)位置檢測裝置與單片機(jī)相連。本發(fā)明的主要部分就是光點(diǎn)位置檢測裝置，是本技術(shù)方案的重點(diǎn)。通過設(shè)定角度或者時(shí)間間隔和采用測量陽光入射角度的概念與方法，來調(diào)節(jié)太陽能電池板東西向及南北向的轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的裝置調(diào)節(jié)精度高，設(shè)計(jì)簡單，容易控制，并且節(jié)約能源，實(shí)用可靠。
文檔編號G05D3/12GK101697083SQ200910152829
公開日2010年4月21日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者張志龍 申請人:杭州六易科技有限公司;