專利名稱：太陽(yáng)能追日控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能追日控制器，屬于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，能源短缺和環(huán)境惡化已成為全球性問(wèn)題，開(kāi)發(fā)和利用可再生能源已成為解決未來(lái)工業(yè)能源的重要舉措。太陽(yáng)能作為綠色能源越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，由于現(xiàn)有的跟蹤技術(shù)還不完善，存在有許多弊端，如跟蹤精度不高，存在跟蹤死角，抗光線干擾能力差。因此，需要提供一種新的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決跟蹤過(guò)程中的精度低，跟蹤有死角，及光線差時(shí)的不跟蹤或無(wú)效跟蹤這些問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是提供一種克服上述缺點(diǎn)的太陽(yáng)能追日控制器。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是太陽(yáng)能追日控制器，包括微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、高度角執(zhí)行電機(jī)和方位角執(zhí)行電機(jī)，所述微處理器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片分別與高度角執(zhí)行電機(jī)和方位角執(zhí)行電機(jī)連接，它還包括太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路、光線抗干擾電路、防風(fēng)防雪電路、 雙重限位保護(hù)電路、復(fù)位電路和紅外無(wú)線收發(fā)電路；所述太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路和光線抗干擾電路均包括光敏傳感器，所述光敏傳感器與微處理器連接；所述光線抗干擾電路還包括FLASH芯片，所述FLASH芯片與微處理器連接，所述FLASH芯片還與光敏傳感器連接； 所述防風(fēng)防雪電路包括風(fēng)速傳感器和雪壓傳感器，所述風(fēng)速傳感器和雪壓傳感器分別與微處理器連接；所述雙重限位保護(hù)電路包括程序限位保護(hù)和電氣限位保護(hù)；所述復(fù)位電路包括時(shí)鐘芯片，所述時(shí)鐘芯片與微處理器連接；所述紅外無(wú)線收發(fā)電路包括紅外模塊，所述紅外模塊與微處理器連接。所述光敏傳感器包括光敏傳感器D1、光敏傳感器D2、光敏傳感器D3、光敏傳感器 D4和遮光柱，所述光敏傳感器Dl和光敏傳感器D2，光敏傳感器D3和光敏傳感器D4對(duì)稱分布在遮光柱兩側(cè)。本實(shí)用新型的效果本實(shí)用新型依托高速低功耗微處理器和高靈敏光傳感器，以及紅外接口電路。解決了以往跟蹤系統(tǒng)功能單一，可靠性差，跟蹤精度差，自身功耗大，抗干擾能力差的問(wèn)題，有效解決多云天或光線不好的情況下的跟蹤死角，以及無(wú)效跟蹤的問(wèn)題， 充分發(fā)揮跟蹤器的使用效率，降低跟蹤器自身功耗，保證發(fā)電模組輸出最大發(fā)電功率。

圖1為本實(shí)用新型的太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路的流程圖。圖2為本實(shí)用新型的光敏傳感器接口電路圖。圖3為本實(shí)用新型的光線抗干擾電路的流程圖。[0011]圖4為本實(shí)用新型的防風(fēng)防雪電路框圖。圖5為本實(shí)用新型的雙重限位保護(hù)電路的流程圖。圖6為本實(shí)用新型的復(fù)位電路中時(shí)鐘芯片的原理圖。圖7為本實(shí)用新型的微處理器的電路圖。圖8為本實(shí)用新型的紅外無(wú)線收發(fā)電路的原理圖。圖9為本實(shí)用新型的整體原理框圖。圖10為本實(shí)用新型的光敏傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。其中1、微處理器，2、遮光柱，3、光敏傳感器，4、FLASH芯片，5、高度角執(zhí)行電機(jī)， 6、方位角執(zhí)行電機(jī)，7、風(fēng)速傳感器，8、雪壓傳感器，9、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，10、程序限位保護(hù)，11、 電氣限位保護(hù)，12、時(shí)鐘芯片，13、紅外模塊，14、手持紅外設(shè)備，a、光敏傳感器Dl，b、光敏傳感器D2，C、光敏傳感器D3，d、光敏傳感器D4。
具體實(shí)施方式
如圖7和9所示，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能追日控制器，包括微處理器1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 9、高度角執(zhí)行電機(jī)5和方位角執(zhí)行電機(jī)6，微處理器1與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片9連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片9分別與高度角執(zhí)行電機(jī)5和方位角執(zhí)行電機(jī)6連接，它還包括太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路、光線抗干擾電路、防風(fēng)防雪電路、雙重限位保護(hù)電路、復(fù)位電路和紅外無(wú)線收發(fā)電路。如圖1、2和10所示，太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路包括光敏傳感器3，光敏傳感器3與微處理器1連接，光敏傳感器3包括光敏傳感器Dl a、光敏傳感器D2 b、光敏傳感器D3 C、 光敏傳感器D4 d和遮光柱2，光敏傳感器Dl a和光敏傳感器D2 b，光敏傳感器D3 c和光敏傳感器D4 d對(duì)稱分布在遮光柱2兩側(cè)。高靈敏光敏傳感器3由東南西北四個(gè)方向各一個(gè)光敏傳感器D1、D2、D3、D4(a、b、c、d)及中間一根遮光柱2組成。光敏傳感器D1、D2 (a、 b)探測(cè)太陽(yáng)高度角的變化，光敏傳感器D3、D4(c、d)探測(cè)太陽(yáng)方位角的變化，檢測(cè)到的光線達(dá)到設(shè)定的光強(qiáng)時(shí)微處理器1啟動(dòng)，當(dāng)太陽(yáng)光線與光敏傳感器3的平面法線不平行時(shí)，光敏傳感器3就能檢測(cè)出偏差信號(hào)。光敏傳感器3將采樣來(lái)的四路光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過(guò)低阻抗模擬開(kāi)關(guān)將四路信號(hào)并接到單片機(jī)同一個(gè)AD采樣口，采集到的四路信號(hào)經(jīng)微處理器1 分析計(jì)算后做出相應(yīng)的處理，然后交由電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，使跟蹤器能時(shí)刻正對(duì)太陽(yáng)；當(dāng)高度角光敏傳感器D1、D2 (a、b)檢測(cè)出信號(hào)有偏差時(shí)，若光敏傳感器Dl a的信號(hào)高于光敏傳感器D2 b的信號(hào)時(shí)，經(jīng)微處理器1處理判斷應(yīng)做出向北旋轉(zhuǎn)，此時(shí)輸出高度角驅(qū)動(dòng)信號(hào)，高度角執(zhí)行電機(jī)5正轉(zhuǎn)，跟蹤器向北旋轉(zhuǎn)，若光敏傳感器Dl a的信號(hào)低于光敏傳感器D2 b的信號(hào)時(shí)，經(jīng)微處理器1處理判斷應(yīng)做出向南旋轉(zhuǎn)，此時(shí)輸出高度角驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 高度角執(zhí)行電機(jī)5反轉(zhuǎn)跟蹤器向南旋轉(zhuǎn)，直到檢測(cè)到光敏傳感器D1、D2 (a、b)信號(hào)平衡時(shí)微處理器輸出待機(jī)指令，高度角執(zhí)行電機(jī)5停止工作。當(dāng)方位角光敏傳感器D3、D4 (c、d)檢測(cè)出信號(hào)有偏差時(shí)，光敏傳感器D3 c的信號(hào)高于光敏傳感器D4 d的信號(hào)時(shí)，經(jīng)微處理器1 處理判斷應(yīng)做出向西旋轉(zhuǎn)，此時(shí)輸出方位角驅(qū)動(dòng)信號(hào)，方位角電機(jī)正轉(zhuǎn)跟蹤器向西旋轉(zhuǎn)，若光敏傳感器D3 c的信號(hào)低于光敏傳感器D4 d的信號(hào)時(shí)，經(jīng)微處理器1處理判斷應(yīng)做出向東旋轉(zhuǎn)，此時(shí)輸出方位角驅(qū)動(dòng)信號(hào)，方位角執(zhí)行電機(jī)6反轉(zhuǎn)跟蹤器向東旋轉(zhuǎn)，直到檢測(cè)出光敏傳感器D3、D4 (c、d)信號(hào)平衡時(shí)微處理器1輸出待機(jī)指令，方位角執(zhí)行電機(jī)6停止工作。 以保證跟蹤器時(shí)刻正對(duì)太陽(yáng)，當(dāng)高度角光敏傳感器Dl、D2(a、b)，方位角光敏傳感器D3、D4(c、d)檢測(cè)到的信號(hào)平衡時(shí)，微處理器1判斷為跟蹤到位，跟蹤器暫時(shí)停止跟蹤，處于待機(jī)狀態(tài)。在這里微處理器1采用C8051F340微處理器，也可以為C8051F341、C8051F344、 C8051F345這幾種型號(hào)，它是整個(gè)數(shù)據(jù)采集電路的核心，一方面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)軟件模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，另一方面負(fù)責(zé)對(duì)采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如圖3所示，光線抗干擾電路包括光敏傳感器3和FLASH芯片4，光敏傳感器3和 FLASH芯片4均與微處理器1連接，F(xiàn)LASH芯片還與光敏傳感器連接。當(dāng)有來(lái)自天空的云層干擾時(shí)，光敏傳感器3采集到的采樣信號(hào)會(huì)發(fā)生大幅度的突變，這時(shí)通過(guò)軟件算法來(lái)修正采樣信號(hào)，為精確跟蹤提供了保障。當(dāng)光敏傳感器01、02，03、04(3、13、(3、(1)傳輸?shù)轿⑻幚砥鞯耐蛔冃盘?hào)連續(xù)三個(gè)周期大于設(shè)定在FLASH芯片4中的閥值時(shí)，微處理器1會(huì)認(rèn)為是干擾信號(hào)，這時(shí)發(fā)出暫停跟蹤指令。高度角執(zhí)行電機(jī)5、方位角執(zhí)行電機(jī)6停止工作。跟蹤器原地待命，以減少因云層干擾信號(hào)產(chǎn)生的無(wú)效跟蹤。當(dāng)光敏傳感器Dl、D2，D3、D4(a、b、c、 d)傳輸?shù)轿⑻幚砥鞯男盘?hào)連續(xù)三個(gè)周期小于或等于設(shè)定在FLASH芯片4中的閥值時(shí)，微處理器1會(huì)判斷為正常光信號(hào)，發(fā)出正常跟蹤指令。如圖4所示，防風(fēng)防雪電路包括風(fēng)速傳感器7和雪壓傳感器8，風(fēng)速傳感器7和雪壓傳感器8分別與微處理器1連接；防風(fēng)功能當(dāng)風(fēng)力達(dá)到設(shè)定的風(fēng)級(jí)狀態(tài)時(shí)，跟蹤器能自動(dòng)放到水平位置。風(fēng)速傳感器7傳來(lái)的風(fēng)速信號(hào)交由微處理器1進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到設(shè)定的閥值時(shí)，微處理器1 發(fā)出擺平指令，高度角執(zhí)行電機(jī)5工作，太陽(yáng)能組件到達(dá)水平位置后，高度角執(zhí)行電機(jī)5停止，跟蹤器停止工作，使太陽(yáng)能組件受風(fēng)力影響最小，經(jīng)過(guò)設(shè)定的一段延時(shí)時(shí)間后，若風(fēng)力減小到安全風(fēng)級(jí)時(shí)微處理器1發(fā)出跟蹤指令，跟蹤器恢復(fù)跟蹤。防雪功能當(dāng)雪厚達(dá)到設(shè)定的級(jí)別時(shí)，跟蹤器能自動(dòng)放到垂直位置。雪壓傳感器8 傳來(lái)的雪壓信號(hào)交由微處理器1進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)雪壓達(dá)到設(shè)定的閥值時(shí)，微處理器1發(fā)出豎直指令，方位角執(zhí)行電機(jī)6工作，太陽(yáng)能組件到達(dá)垂直位置后，方位角執(zhí)行電機(jī)6停止，跟蹤器停止工作，使太陽(yáng)能組件受雪壓影響最小。如圖5所示，雙重限位保護(hù)電路包括程序限位保護(hù)10和電氣限位保護(hù)11 ；程序限位保護(hù)10 跟蹤器在正常跟蹤時(shí)，由微處理器1記錄下步進(jìn)電機(jī)正常跟蹤的步數(shù)，然后與存儲(chǔ)在FLASH芯片4中的跟蹤數(shù)據(jù)當(dāng)對(duì)比，當(dāng)跟蹤步數(shù)超過(guò)存儲(chǔ)在FLASH芯片4中跟蹤步數(shù)時(shí)，步數(shù)保護(hù)電路開(kāi)啟，通過(guò)微處理器1發(fā)出停止跟蹤指令，這時(shí)高度角、方位角電機(jī)停止工作，使跟蹤器停在相應(yīng)安全的位置。電氣限位保護(hù)11 當(dāng)太陽(yáng)能跟蹤器跟蹤到程序限位點(diǎn)后，跟蹤器仍沒(méi)有停止跟蹤的話，這時(shí)跟蹤器將運(yùn)轉(zhuǎn)到電氣限位開(kāi)關(guān)，由電氣開(kāi)關(guān)發(fā)出斷開(kāi)信號(hào)交由微處理器1進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后由微處理器1發(fā)出停止跟蹤指令，這時(shí)高度角執(zhí)行電機(jī)5、方位角執(zhí)行電機(jī)6 停止工作，使跟蹤器能停在相應(yīng)安全的位置。如圖6所示，復(fù)位電路包括時(shí)鐘芯片12，時(shí)鐘芯片12與微處理器1連接；當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的復(fù)位時(shí)間后，由微處理器1發(fā)出復(fù)位指令，這時(shí)方位角執(zhí)行電機(jī)6工作，使跟蹤器回轉(zhuǎn)到第二天早晨初始設(shè)定的跟蹤位置，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置后，方位角執(zhí)行電機(jī) 6停止工作。如圖8所示，紅外無(wú)線收發(fā)電路包括紅外模塊13，紅外模塊13與微處理器1連接?？梢酝ㄟ^(guò)手持紅外設(shè)備14設(shè)置工作參數(shù)，工作閥值，開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間設(shè)定，自動(dòng)、手動(dòng)設(shè)定，光照指數(shù)設(shè)定，死區(qū)電壓設(shè)定，巡回周期設(shè)定，去抖時(shí)間設(shè)定，以及工作參數(shù)的讀取。采用手持紅外設(shè)備14相比以往面板控制更加方便，操作界面明了，適應(yīng)性強(qiáng)，不必每臺(tái)跟蹤器都配備操作面板，大大降低了設(shè)備成本。 有效解決多云天或光線不好的情況下的跟蹤死角，以及無(wú)效跟蹤，充分發(fā)揮跟蹤器的使用效率，降低跟蹤器自身功耗，保證發(fā)電模組輸出最大發(fā)電功率。
權(quán)利要求1.太陽(yáng)能追日控制器，其特征在于包括微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、高度角執(zhí)行電機(jī)和方位角執(zhí)行電機(jī)，所述微處理器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片分別與高度角執(zhí)行電機(jī)和方位角執(zhí)行電機(jī)連接，它還包括太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路、光線抗干擾電路、 防風(fēng)防雪電路、復(fù)位電路和紅外無(wú)線收發(fā)電路；所述太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路和光線抗干擾電路均包括光敏傳感器，所述光敏傳感器與微處理器連接；所述光線抗干擾電路還包括 FLASH芯片，所述FLASH芯片與微處理器連接，所述FLASH芯片還與光敏傳感器連接；所述防風(fēng)防雪電路包括風(fēng)速傳感器和雪壓傳感器，所述風(fēng)速傳感器和雪壓傳感器分別與微處理器連接；所述復(fù)位電路包括時(shí)鐘芯片，所述時(shí)鐘芯片與微處理器連接；所述紅外無(wú)線收發(fā)電路包括紅外模塊，所述紅外模塊與微處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能追日控制器，其特征在于所述光敏傳感器包括光敏傳感器Dl、光敏傳感器D2、光敏傳感器D3、光敏傳感器D4和遮光柱，所述光敏傳感器Dl和光敏傳感器D2，光敏傳感器D3和光敏傳感器D4對(duì)稱分布在遮光柱兩側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了太陽(yáng)能追日控制器，包括微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、高度角執(zhí)行電機(jī)和方位角執(zhí)行電機(jī)，它還包括太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路、光線抗干擾電路、防風(fēng)防雪電路、復(fù)位電路和紅外無(wú)線收發(fā)電路；太陽(yáng)光自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別電路和光線抗干擾電路均包括光敏傳感器；光線抗干擾電路還包括FLASH芯片；防風(fēng)防雪電路包括風(fēng)速傳感器和雪壓傳感器；復(fù)位電路包括時(shí)鐘芯片，時(shí)鐘芯片與微處理器連接；紅外無(wú)線收發(fā)電路包括紅外模塊，紅外模塊與微處理器連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)有效解決多云天或光線不好時(shí)的跟蹤死角，充分發(fā)揮跟蹤器的使用效率，降低跟蹤器自身功耗，保證發(fā)電模組輸出最大發(fā)電功率。
文檔編號(hào)G05D3/12GK202306333SQ20112043163
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者季輝, 成佰新, 錢毅 申請(qǐng)人:江蘇白兔科創(chuàng)新能源股份有限公司