專利名稱：太陽能電池跟蹤控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到太陽能電池跟蹤控制裝置。
背景技術(shù)：
能源是人類生存發(fā)展必須具有的基本資源。各國對能源的消耗以日俱增。能源短缺已成為人類社會面臨的一個非常重大的挑戰(zhàn)，太陽能實際上是地球上最主要的能量源泉。自然界中的燃料能、風(fēng)能、水能等皆來源于太陽能。太陽能資源開發(fā)利用的潛力非常廣闊。中國地處北半球，南北距離和東西距離都在5000公里以上。在中國廣闊的土地上，有著豐富的太陽能資源。大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上，太陽日輻射量最高達每平米7千瓦時。年日照時數(shù)大于·2000小時。與同緯度的其他國家相比，與美國相近，比歐洲、日本優(yōu)越得多，因而有巨大的開發(fā)潛能。在太陽能的地面應(yīng)用中絕大部分的采光組件或陣列的安裝形式是與地平面成一定夾角的傾斜形式安裝，采光組件不能旋轉(zhuǎn)，由于地球相對于太陽轉(zhuǎn)動，特別是在上午太陽剛升起、下午太陽快落下時，太陽光斜射，太陽能的轉(zhuǎn)換率很低。太陽光線可以分為兩個分量，一個垂直于采光面，一個平行與采光面，只有前者的輻射能被采光面所截取。如果太陽能采光組件的傾斜角度和方位角已經(jīng)確定，太陽光線和采光組件表面法線之間的夾角，即太陽光線的入射角越小越好，這時可實現(xiàn)對太陽能的跟蹤。采用自動跟蹤系統(tǒng)的太陽能發(fā)電設(shè)備比固定式太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量要提高35%。因此太陽位置自動追蹤技術(shù)的研究，對提高太陽能的吸收效率，高效、合理地利用太陽能具有重要的研究價值。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述固定式太陽能發(fā)電設(shè)備的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能自動跟蹤、熱效率高、發(fā)電量高、產(chǎn)品成本低的太陽能電池跟蹤控制裝置。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括對整機進行控制的單片機系統(tǒng)；接收電路，該電路的輸出端接單片機系統(tǒng)；限位電路，該電路的輸出端接單片機系統(tǒng)；通信電路，該電路與單片機系統(tǒng)相連；它還包括驅(qū)動電路，該電路的輸入端接單片機系統(tǒng)。本實用新型的驅(qū)動電路為集成電路U5的3腳接集成電路U2的24腳并通過電阻RlO接5V電源正極、4腳接集成電路U2的23腳并通過R9接5V電源正極、5腳和6腳通過電阻Rll接電源、7腳和8腳接地、9腳接5V電源正極、10腳接電容C5的一端并通過電阻R12接電容C5的另一端和地、12腳通過電阻R14接集成電路U6的二極管正極、13腳通過電阻R15接集成電路U7的二極管正極、14腳通過電阻R16接集成電路U8的二極管正極、15腳接電容C6的一端、16腳通過電阻R13接電源，集成電路U6的二極管的負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R17接場效應(yīng)管Ql的柵極并通過電阻R20接場效應(yīng)管Ql的發(fā)射極和地；集成電路U7的二極管的負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R18接場效應(yīng)管Q2的柵極并通過電阻R21接場效應(yīng)管Q2的發(fā)射極和地；集成電路U8的二極管負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R19接場效應(yīng)管Q3的柵極并通過電阻R22接場效應(yīng)管Q3的發(fā)射極和地。場效應(yīng)管Ql的集電極接二極管Dl的正極并通過三相繞組LI接二極管Dl的負極和24V電源正極，場效應(yīng)管Q2的集電極接二極管D2的正極并 通過三相繞組L2接二極管D2的負極和24V電源正極，場效應(yīng)管Q3的集電極接二極管D3的正極并通過三相繞組L3接二極管D3的負極和24V電源正極。集成電路U2的型號為DS1302，集成電路U5的型號為PMM8713，集成電路U6 集成電路U8是光電耦合器型號為6N137。本實用新型采用東西方向的兩塊太陽能電池板上的兩個光電傳感器將接收到太陽能電池板上的光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出到單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)向驅(qū)動電路輸出控制信號，控制步進電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)驅(qū)動兩塊太陽能電池板跟蹤太陽轉(zhuǎn)動。本實用新型與現(xiàn)有的固定式太陽能發(fā)電設(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、能自動跟蹤、熱效率高、發(fā)電量高、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點，可作為太陽能發(fā)電設(shè)備。

圖I是本實用新型的電氣原理方框圖。圖2是本實用新型的電子線路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于這些實施例。實施例I在圖I中，本實用新型由接收電路、限位電路、單片機系統(tǒng)、通信電路、驅(qū)動電路連接構(gòu)成。接收電路的輸出端接單片機系統(tǒng)，限位電路的輸出端接單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)與通信電路相連，單片機系統(tǒng)的輸出端接驅(qū)動電路。東西方向的兩塊太陽能電池板上的兩個光電傳感器將接收到太陽能電池板上的光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出到單片機系統(tǒng)，太陽能電池板轉(zhuǎn)至極限時觸碰限位電路以保護系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)通過通信電路與外接計算機進行通信，單片機系統(tǒng)向驅(qū)動電路輸出控制信號，控制步進電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)驅(qū)動兩塊太陽能電池板跟蹤太陽轉(zhuǎn)動。在圖2中，本實施例的接收電路由集成電路U1、電阻R23 電阻R26連接構(gòu)成，集成電路Ul的型號為LM324。東西方向的一塊太陽能電池板上的光電傳感器輸出的電信號經(jīng)電阻R23由集成電路Ul的同相輸入端3腳輸入,東西方向的另一塊太陽能電池板上的光電傳感器輸出的電信號經(jīng)電阻R24由集成電路Ul的反相輸入端2腳輸入,集成電路Ul的同相輸入端3腳通過電阻R25接地、正電源端4腳接5V電源正極、負電源端5腳接5V電源負極、反相輸入端2腳通過電阻R26接輸出端I腳和單片機系統(tǒng)。本實施例的限位電路由按鈕S2、電阻Rl連接構(gòu)成，按鈕S2的一端接集成電路U2的27腳并通過電阻Rl接3V電源正極、另一端接地。限位電路為單片機提供太陽能電池板移動的極限位置信號。本實施例的單片機系統(tǒng)由集成電路U2、集成電路U3、電阻R1、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容Cl、電容C2、電容CIO、電容C11、晶體振蕩器Y1、按鈕SI連接構(gòu)成，集成電路Ul是單片機型號為80C51，集成電路U2的型號為DS1302。集成電路Ul的21腳接集成電路Ul的輸出端I腳、32腳接集成電路U2的5腳、31腳接集成電路U2的6腳、I腳接集成電路U2的7腳、2腳接電容Cll的一端、3腳接電容Cll的另一端和地，4腳接3V電源正極、5腳接電容ClO的一端和按鈕SI的一端、并通過電阻R8接3V電源正極、28腳 30腳接通訊電路、23腳通過電阻R9接5V電源正極和驅(qū)動電路、24腳通過電阻RlO接5V電源正極和驅(qū)動電路，集成電路U2的2腳和3腳接由電容Cl和電容C2及晶體振蕩器Yl連接的晶體振蕩電路、I腳接5V電源正極、8腳接3V電源正極，按鈕SI的另一端和電容ClO的另一端接地。本實施例的通訊電路由集成電路U4、電阻R2 電阻R7、電容C4連接構(gòu)成，集成電路U4的型號為SN65LB C184。集成電路U4的I腳接集成電路U2的29腳、2腳和3腳接集成電路U2的28腳并通過電阻R7接5V電源的正極、4腳接集成電路U2的30腳、8腳通過電阻R7接5V電源正極、5腳接地、6腳接電容C3 —端以及通過電阻R2接電容C3的另一端 和5V電源正極并通過電阻R3接外接計算機、6腳通過電阻R6接電容C4的一端以及通過電阻R5接電容C4的另一端和地并通過電阻R4接外接計算機、7腳接電阻R4的一端。本實施例的驅(qū)動電路由集成電路U5 集成電路U8，場效應(yīng)管Ql 場效應(yīng)管Q3、二極管Dl D3、電阻Rll 電阻R22、電容C5、電容C6，三相繞組LI 三相繞組L3連接構(gòu)成，集成電路U5的型號為PMM8713，集成電路U6 集成電路U8是光電耦合器型號為6N137。集成電路U5的3腳接集成電路U2的24腳并通過電阻RlO接5V電源正極、4腳接集成電路U2的23腳并通過R9接5V電源正極、5腳和6腳通過電阻Rll接電源、7腳和8腳接地、9腳接5V電源正極、10腳接電容C5的一端并通過電阻R12接電容C5的另一端和地、12腳通過電阻R14接集成電路U6的二極管正極、13腳通過電阻R15接集成電路U7的二極管正極、14腳通過電阻R16接集成電路U8的二極管正極、15腳接電容C6的一端、16腳通過電阻R13接電源，集成電路U6的二極管的負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R17接場效應(yīng)管Ql的柵極并通過電阻R20接場效應(yīng)管Ql的發(fā)射極和地；集成電路U7的二極管的負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R18接場效應(yīng)管Q2的柵極并通過電阻R21接場效應(yīng)管Q2的發(fā)射極和地；集成電路U8的二極管負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R19接場效應(yīng)管Q3的柵極并通過電阻R22接場效應(yīng)管Q3的發(fā)射極和地。場效應(yīng)管Ql的集電極接二極管Dl的正極并通過三相繞組LI接二極管Dl的負極和24V電源正極，場效應(yīng)管Q2的集電極接二極管D2的正極并通過三相繞組L2接二極管D2的負極和24V電源正極，場效應(yīng)管Q3的集電極接二極管D3的正極并通過三相繞組L3接二極管D3的負極和24V電源正極。本實用新型的工作原理如下東西方向的兩塊太陽能電池板上的兩個光電傳感器將接收到太陽能電池板上的光信號轉(zhuǎn)換成電信號由集成電路Ul的同相輸入端3腳和反相輸入端2腳輸入，經(jīng)集成電路Ul放大后由集成電路U2的21腳輸入。電阻Rl和按鈕S2構(gòu)成限位開關(guān)產(chǎn)生的太陽能電池板移動的極限位置限位信號由集成電路U2的27腳輸入。集成電路U2的28 30腳通過集成電路U4及其外圍件構(gòu)成的通訊電路與外接計算機進行通信。集成電路U2對輸入的信號進行處理后由23腳向集成電路U5輸出時鐘脈沖串信號、24腳向集成電路U5輸出方向信號。集成電路U5的A C 口將信號分別通過電阻電阻R14 電阻R15集成電路U6 集成電路U8光電耦合器耦合，再經(jīng)場效應(yīng)管Ql 場效應(yīng)管Q3放大后，控制步進電機的三相繞組LI L3接通或斷開，實現(xiàn)兩塊太陽能電池板相對太陽跟蹤移動，二極管Dl 二極管D3 用于步進電機的繞組LI L3電感快速放電，以保護步進電機和場效應(yīng)管。
權(quán)利要求1.一種太陽能電池跟蹤控制裝置，其特征在于它包括 對整機進行控制的單片機系統(tǒng)； 接收電路，該電路的輸出端接單片機系統(tǒng)； 限位電路，該電路的輸出端接單片機系統(tǒng)； 通信電路，該電路與單片機系統(tǒng)相連； 它還包括驅(qū)動電路，該電路的輸入端接單片機系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求I所述的太陽能電池跟蹤控制裝置，其特征在于所述的驅(qū)動電路為集成電路U5的3腳接集成電路U2的24腳并通過電阻RlO接5V電源正極、4腳接集成電路U2的23腳并通過R9接5V電源正極、5腳和6腳通過電阻Rll接電源、7腳和8腳接地、9腳接5V電源正極、10腳接電容C5的一端并通過電阻R12接電容C5的另一端和地、12腳通過電阻R14接集成電路U6的二極管正極、13腳通過電阻R15接集成電路U7的二極管正極、14腳通過電阻R16接集成電路U8的二極管正極、15腳接電容C6的一端、16腳通過電阻R13接電源，集成電路U6的二極管的負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R17接場效應(yīng)管Ql的柵極并通過電阻R20接場效應(yīng)管Ql的發(fā)射極和地；集成電路U7的二極管的負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R18接場效應(yīng)管Q2的柵極并通過電阻R21接場效應(yīng)管Q2的發(fā)射極和地；集成電路U8的二極管負極接地、三極管的集電極接24V電源正極、發(fā)射極通過電阻R19接場效應(yīng)管Q3的柵極并通過電阻R22接場效應(yīng)管Q3的發(fā)射極和地；場效應(yīng)管Ql的集電極接二極管Dl的正極并通過三相繞組LI接二極管Dl的負極和24V電源正極，場效應(yīng)管Q2的集電極接二極管D2的正極并通過三相繞組L2接二極管D2的負極和24V電源正極，場效應(yīng)管Q3的集電極接二極管D3的正極并通過三相繞組L3接二極管D3的負極和24V電源正極；集成電路U2的型號為DS1302，集成電路U5的型號為PMM8713，集成電路U6 集成電路U8是光電耦合器型號為6N137。
專利摘要一種太陽能電池跟蹤控制裝置，包括對整機進行控制的單片機系統(tǒng)；接收電路，該電路的輸出端接單片機系統(tǒng)；限位電路，該電路的輸出端接單片機系統(tǒng)；通信電路，該電路與單片機系統(tǒng)相連；它還包括驅(qū)動電路，該電路的輸入端接單片機系統(tǒng)。本實用新型采用東西方向的兩塊太陽能電池板上的兩個光電傳感器將接收到太陽能電池板上的光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出到單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)向驅(qū)動電路輸出控制信號，控制步進電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)驅(qū)動兩塊太陽能電池板跟蹤太陽轉(zhuǎn)動。本實用新型與現(xiàn)有的固定式太陽能發(fā)電設(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、能自動跟蹤、熱效率高、發(fā)電量高、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點，可作為太陽能發(fā)電設(shè)備。
文檔編號G05D3/12GK202677203SQ20122036090
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者丁芝琴, 李增生, 姬妍, 李雨欣 申請人:榆林學(xué)院