一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)，包括光照強度采集模塊、ADC轉(zhuǎn)換模塊、中央處理模塊、控制模塊和電機驅(qū)動模塊；所述光照強度采集模塊采集光照強度，所述光照強度采集模塊的信號輸出端與ADC轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端對應連接，所述ADC轉(zhuǎn)換模塊輸出的轉(zhuǎn)換信號與中央處理模塊的P2口連接，所述控制模塊的信號輸出端與中央處理模塊的P3口連接，所述P2口、P3口均是雙向I/O口，所述中央處理模塊的地址/數(shù)據(jù)總線復用口與電機驅(qū)動模塊的信號輸入端連接。本實用新型使用光敏二極管構(gòu)成跟蹤傳感器，實現(xiàn)的自動追光的功能，使系統(tǒng)太陽電池板轉(zhuǎn)向光照最強的方向，自動跟蹤并垂直接收太陽光線，大大提高了太陽能利用率。
【專利說明】一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能應用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太陽能的廣泛利用，如何提高對太陽能的利用率，成為太陽能研宄的焦點問題之一。在傳統(tǒng)能源緊缺的今天，新能源和可再生能源的利用越來越受到各國政府的重視。其中，太陽能以其取之不盡、用之不竭、綠色環(huán)保的特點成為人們矚目的焦點，太陽能的利用已經(jīng)成為21世紀重大的研宄課題之一。人類對太陽能的利用主要有兩種形式:光熱轉(zhuǎn)換形式和光電轉(zhuǎn)換形式。然而，這兩種形式的太陽能利用都存在著能源密度低、利用的間歇性、空間分布時刻變化的問題。在光電轉(zhuǎn)換形式中，由于太陽能的利用收自然條件及日照的影響，無法保持太陽光始終垂直于太陽電池板，即太陽電池板不能轉(zhuǎn)向光照最強的方向，不能最大程度的利用太陽能。中國專利ZL201310210835.5公開了一種太陽能自動追蹤器，該太陽能自動追蹤器主要通過在外圍四個方位的光敏電阻與中心光敏電阻的比較來確定大范圍的偏差，就可以判斷出太陽光偏轉(zhuǎn)的方向和偏差的大小，從而來實現(xiàn)根據(jù)輸出電壓的變化來自動追蹤太陽光。雖然能自動追蹤太陽光，但是追蹤不夠敏感，依然不能解決太陽能利用空間分布時刻變化的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)，該太陽光自動追蹤系統(tǒng)通過光照強度采集模塊中的光敏二極管將光照強度分別轉(zhuǎn)換為電壓，根據(jù)電壓的強弱來實時判斷光照的方向，并進行追蹤，解決了太陽能利用空間分布時刻變化的問題。
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)。
[0005]本實用新型提供的一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)，包括光照強度采集模塊、ADC轉(zhuǎn)換模塊、中央處理模塊、控制模塊和電機驅(qū)動模塊；所述光照強度采集模塊采集光照強度，所述光照強度采集模塊的信號輸出端與ADC轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端對應連接，所述ADC轉(zhuǎn)換模塊輸出的轉(zhuǎn)換信號與中央處理模塊的P2 口連接，所述控制模塊的信號輸出端與中央處理模塊的P3 口連接，所述P2 口、P3 口均是雙向I/O 口，所述中央處理模塊的地址/數(shù)據(jù)總線復用口與電機驅(qū)動模塊的信號輸入端連接。
[0006]所述中央處理模塊為STC89C51單片機。
[0007]所述光照強度采集模塊通過光電二極管采集光照強度信號。
[0008]所述電機驅(qū)動模塊為ULN2803芯片。
[0009]所述ADC轉(zhuǎn)換模塊為PCF8591單片機，所述PCF8591單片機的數(shù)據(jù)端口和地址端口分別與中央處理模塊的P2 口連接。
[0010]還包括控制狀態(tài)顯示模塊，所述控制狀態(tài)顯示模塊的信號輸入端與中央處理模塊的Pl 口連接。
[0011]所述STC89C51單片機的18腳、19腳與外部并聯(lián)振蕩電路連接。
[0012]本實用新型的有益效果在于:使用光敏二極管構(gòu)成跟蹤傳感器，實現(xiàn)的自動追光的功能，使系統(tǒng)太陽電池板轉(zhuǎn)向光照最強的方向，自動跟蹤并垂直接收太陽光線，大大提高了太陽能利用率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0014]圖2是圖1中中央處理模塊的電路圖；
[0015]圖3是圖1中電機驅(qū)動模塊的電路圖；
[0016]圖4是圖1中ADC轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；
[0017]圖5是圖1中光照強度采集模塊的電路圖；
[0018]圖6是圖1中控制模塊的電路圖；
[0019]圖7是圖1中控制狀態(tài)顯示模塊的電路圖；
[0020]圖中:1-光照強度采集模塊，2-ADC轉(zhuǎn)換模塊，3-中央處理模塊，4_控制模塊，5-電機驅(qū)動模塊，6-控制狀態(tài)顯示模塊。
【具體實施方式】
[0021]下面進一步描述本實用新型的技術(shù)方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0022]如圖1?圖7所示的一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)，包括光照強度采集模塊1、ADC轉(zhuǎn)換模塊2、中央處理模塊3、控制模塊4和電機驅(qū)動模塊5 ;所述光照強度采集模塊I采集光照強度，所述光照強度采集模塊I的信號輸出端與ADC轉(zhuǎn)換模塊2的信號輸入端對應連接，所述ADC轉(zhuǎn)換模塊2輸出的轉(zhuǎn)換信號與中央處理模塊3的P2 口連接，所述控制模塊4的信號輸出端與中央處理模塊3的P3 口連接，所述P2 口、P3 口均是雙向I/O 口，所述中央處理模塊3的地址/數(shù)據(jù)總線復用口與電機驅(qū)動模塊5的信號輸入端連接。
[0023]所述中央處理模塊3為STC89C51單片機。
[0024]所述光照強度采集模塊I通過光電二極管采集光照強度信號。
[0025]所述電機驅(qū)動模塊5為ULN2803芯片。
[0026]所述ADC轉(zhuǎn)換模塊2為PCF8591單片機，所述PCF8591單片機的數(shù)據(jù)端口和地址端口分別與中央處理模塊3的P2 口連接。在PCF8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號都是通過雙線雙向I2C總線以串行的方式進行傳輸。
[0027]還包括控制狀態(tài)顯示模塊6，所述控制狀態(tài)顯示模塊6的信號輸入端與中央處理模塊3的Pl 口連接，Pl 口是雙向I/O 口。
[0028]所述STC89C51單片機的18腳、19腳與外部并聯(lián)振蕩電路連接。
[0029]本實用新型在實際使用過程中，光照強度采集模塊I通過光電二極管D4?D7采集光照強度，光電二極管D4?D7采集東西南北四個方向的光照，并將光照強度分別轉(zhuǎn)換為電壓AIN1，AIN2，AIN3，AIN4，其中:AIN1代表東邊光照轉(zhuǎn)換的電壓，AIN2代表西邊光照轉(zhuǎn)換的電壓，AIN3代表南邊光照轉(zhuǎn)換的電壓，AIN4代表北邊光照轉(zhuǎn)換的電壓，光照越強的方向產(chǎn)生的電壓越強。所產(chǎn)生的電壓AINl?AIN4分別與ADC轉(zhuǎn)換模塊2中的PCF8591單片機對應的輸入端口相連接，從而轉(zhuǎn)換為對應的數(shù)字信號，該數(shù)字信號從ADC_SDA輸出，PCF8591單片機的數(shù)據(jù)端口 ADC_SDA和地址端口 ADC_SCL與中央處理模塊3的STC89C51單片機的信號輸入端相連接，STC89C51單片機通過處理PCF8591單片機輸出的ADC_SDA數(shù)字信號，通過電機驅(qū)動模塊5中的ULN2803芯片調(diào)整步進電機Pl和P2的轉(zhuǎn)角，使太陽板轉(zhuǎn)向光照最強的方向，從而最大程度的利用了太陽能，實現(xiàn)的自動追光的功能。
[0030]控制模塊4中的按鍵開關(guān)SI?S5的輸出端分別與中央處理模塊3的P3 口連接，控制模塊4中的按鍵開關(guān)SI為模式切換鍵，按鍵開關(guān)SI閉合時，太陽光自動追蹤系統(tǒng)為自動模式，此時開啟自動追光功能；按鍵開關(guān)SI斷開時則太陽光自動追蹤系統(tǒng)為手動模式，此時關(guān)閉自動追光功能，按鍵開關(guān)S2?S5為手動模式下的電機方向調(diào)整鍵，分別用于調(diào)整步進電機向上，向下，向左，向右轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)了的自動追光和手動追光的功能，使系統(tǒng)太陽電池板轉(zhuǎn)向光照最強的方向，垂直接收太陽光線，大大提高了太陽能利用率。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽光自動追蹤系統(tǒng)，包括光照強度采集模塊⑴、ADC轉(zhuǎn)換模塊(2)、中央處理模塊(3)、控制模塊(4)和電機驅(qū)動模塊(5)，其特征在于:所述光照強度采集模塊(I)采集光照強度，所述光照強度采集模塊(I)的信號輸出端與ADC轉(zhuǎn)換模塊(2)的信號輸入端對應連接，所述ADC轉(zhuǎn)換模塊(2)輸出的轉(zhuǎn)換信號與中央處理模塊(3)的P2 口連接，所述控制模塊⑷的信號輸出端與中央處理模塊⑶的P3 口連接，所述P2 口、P3 口均是雙向I/O口，所述中央處理模塊(3)的地址/數(shù)據(jù)總線復用口與電機驅(qū)動模塊(5)的信號輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽光自動追蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述中央處理模塊(3)為STC89C51單片機。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽光自動追蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述光照強度采集模塊(I)通過光電二極管采集光照強度信號。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽光自動追蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述電機驅(qū)動模塊(5)為ULN2803 芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽光自動追蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述ADC轉(zhuǎn)換模塊⑵為PCF8591單片機，所述PCF8591單片機的數(shù)據(jù)端口和地址端口分別與中央處理模塊(3)的P2 口連接。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽光自動追蹤系統(tǒng)，其特征在于:還包括控制狀態(tài)顯示模塊(6)，所述控制狀態(tài)顯示模塊￠)的信號輸入端與中央處理模塊(3)的Pl 口連接。
7.如權(quán)利要求2所述的太陽光自動追蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述STC89C51單片機的18腳、19腳與外部并聯(lián)振蕩電路連接。
【文檔編號】G05D3/12GK204215276SQ201420644795
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】楊潔, 彭僑, 陽芝林 申請人:遵義師范學院