可調(diào)太陽光三維跟蹤傳感裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光敏傳感裝置，尤其是該裝置能檢測到太陽光的強(qiáng)弱，能調(diào)整跟蹤太陽光的松緊程度，進(jìn)而自動(dòng)跟蹤太陽的運(yùn)轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽能電池板朝向太陽掠過的方向固定安裝在底座上，大部分時(shí)間，太陽光與電池板呈斜角狀態(tài)。其實(shí)，太陽光直射與呈一定夾角的照射，產(chǎn)生的效果是不同的，一般來說，直射能給太陽能電池板提高20%以上的發(fā)電效率。因此，很多人想到采用自動(dòng)跟蹤太陽光的辦法。自動(dòng)跟蹤太陽光的裝置通常采用光敏傳感器，將檢測到的太陽光強(qiáng)度進(jìn)行處理，進(jìn)而對太陽光自動(dòng)跟蹤。專利號為201410677873.6的發(fā)明公開了一種適用于太陽能自動(dòng)跟蹤裝置的傳感器，該傳感器包括外圈和內(nèi)圈，四個(gè)光電二極管分別安裝在外圈的東西南北四個(gè)方向上，能夠檢測太陽由東向西運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角度和南北方向的偏轉(zhuǎn)角度；內(nèi)圈為五個(gè)部分，包括中間小圓部分以及將外圈與小圓之間的圓環(huán)均分而成的四個(gè)象限，四個(gè)象限為跟蹤定位象限，用于產(chǎn)生方位角和高度角的跟蹤控制信號，中間小圓部分為太陽照度探測象限；五個(gè)光電池分別安裝在內(nèi)圈的五個(gè)部分上，其中中間小圓部分的光電池作為照度傳感器來檢測太陽的輻射照度，用于控制太陽能自動(dòng)跟蹤裝置是否工作。該發(fā)明能夠?qū)μ柗轿唤呛透叨冉沁M(jìn)行雙軸跟蹤。申請?zhí)枮?01310570018.0的發(fā)明專利也公開了一種太陽光追蹤器，該太陽光追蹤器包括光敏電阻盒和4個(gè)光敏電阻，光敏電阻盒中間為一透光圓孔，4個(gè)光敏電阻在光敏電阻盒沿圓周方向相隔90°排列安裝。這些太陽光跟蹤裝置，都是將光敏元件安放在東南西北的四個(gè)方向上，根據(jù)太陽光的光照強(qiáng)度，來判斷太陽光的偏移方向。將四個(gè)光敏元件安放在東南西北的四個(gè)方位，即同一個(gè)平面上，其實(shí)，太陽距離地球表面很遠(yuǎn)，通常認(rèn)為，太陽光照射到地球表面，為平行光，太陽光照射到同一平面的四個(gè)光敏元件上，光照強(qiáng)度基本上是相等的，通過四個(gè)方位的光照強(qiáng)度，來判斷太陽光的偏移，其難度是很大的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了方便檢測太陽的光照強(qiáng)度以判斷太陽的偏移，能調(diào)整跟蹤太陽光的松緊程度，本發(fā)明提供了一種可調(diào)太陽光三維跟蹤傳感裝置，該傳感裝置能根據(jù)太陽光的光照強(qiáng)度，判斷太陽的偏移方向和角度，跟蹤太陽光。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該傳感裝置包括5個(gè)光敏元件、控制電路、4塊旋轉(zhuǎn)面板、支桿和基體，其中基體為長方體形狀，4塊旋轉(zhuǎn)面板分別通過長方體前后左右上棱的旋轉(zhuǎn)軸與長方體連接，在4塊旋轉(zhuǎn)面板上表面和長方體的上表面分別安裝有一個(gè)光敏元件，光敏元件分別通過導(dǎo)線與控制電路相連;長方體的前后左右側(cè)面上垂直方向分別鑿有4-7個(gè)支槽，支桿一端通過吊環(huán)固定在旋轉(zhuǎn)面板的下表面，一端插入支槽中；長方體內(nèi)安放有控制電路，長方體的下底面鑿有一小孔，通過小孔將控制電路的電源線、信號線引出來。
[0005]將支桿插入不同的支槽，調(diào)整旋轉(zhuǎn)面板與長方體上表面的夾角，從而調(diào)整跟隨太陽光的松緊程度。原理為:某時(shí)間太陽直射到長方體的上表面，長方體上表面上的光敏元件感受的太陽光照度高于右光敏元件上的光照照度;太陽自東向西偏轉(zhuǎn)，在長方體上表面光敏元件上的光照強(qiáng)度減少，右光敏元件的光照強(qiáng)度增加;設(shè)定發(fā)生太陽能電池板偏轉(zhuǎn)時(shí)兩光敏元件上光照強(qiáng)度差值，會存在:長方體上表面與右旋轉(zhuǎn)面板的夾角越小，太陽只要偏移一小角度，太陽能電池板就會跟隨太陽光，發(fā)生跟隨偏移;此時(shí)，太陽能電池板等待發(fā)生跟隨偏移的時(shí)間越短，步長越小，即跟隨太陽光的旋轉(zhuǎn)的程度越緊密;相反，長方體上表面與旋轉(zhuǎn)面板的夾角越大，太陽要偏移很大的角度，才能使右光敏元件上的光照強(qiáng)度高于長方體上表面光敏元件上的光照強(qiáng)度與設(shè)定值之和，太陽能電池板才發(fā)生偏移，即長方體上表面與右旋轉(zhuǎn)面板的夾角越大，太陽能電池板等待發(fā)生偏移的時(shí)間越長，步長越大，跟隨太陽光的旋轉(zhuǎn)的程度越松散。同理，太陽光直射到長方體的上表面，太陽爬升，后旋轉(zhuǎn)面板的上表面受太陽光照強(qiáng)度逐漸增大，長方體的上表面受太陽光照強(qiáng)度減少，設(shè)定太陽能電池板偏移時(shí)長方體上表面與后旋轉(zhuǎn)面板上表面的光照強(qiáng)度差值，后旋轉(zhuǎn)面板與長方體上表面的夾角越小，太陽能電池板等待偏移的時(shí)間越短，步長越短，跟隨太陽光偏移越緊;太陽西沉，前旋轉(zhuǎn)面板與長方體上表面的夾角越小，太陽能電池板等待偏移的時(shí)間越短，步長越短，跟隨太陽光偏移越緊。故通過支桿插入不同的支槽，調(diào)整旋轉(zhuǎn)面板與長方體上表面的夾角，來調(diào)整跟隨太陽偏移的松緊程度。
[0006]控制電路包括電源轉(zhuǎn)換電路、放大器電路、遲滯比較器電路和驅(qū)動(dòng)電路，五個(gè)光敏元件分成兩組，其中左光敏元件、中光敏元件和右光敏元件為一組，前光敏元件、中光敏元件和后光敏元件為一組，分別將采集的太陽光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)放大器電路放大后，由遲滯比較電路進(jìn)行方向判決，判決后的信號經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路，輸送到外接的伺服電機(jī)上，從而分別控制太陽能電池板跟隨太陽光水平偏轉(zhuǎn)和垂直方向上的偏轉(zhuǎn)。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，通過將支桿插入不同的支槽，改變旋轉(zhuǎn)面板與長方體上表面的夾角，從而可調(diào)整跟隨太陽光偏移的松緊程度;在長方體的上表面和4個(gè)旋轉(zhuǎn)面板的上表面分別安裝一個(gè)光敏元件，可以感受三維空間上不同方向的太陽光照強(qiáng)度，且在不同的面上所感受的光照強(qiáng)度的變化是很明顯的，相對來說，判斷處理的方式更加簡單、可靠；同時(shí)，在控制電路中使用遲滯比較器，能更好地防止在比較設(shè)定點(diǎn)的來回波動(dòng)。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的控制電路的原理框圖。
[0011 ]圖1中，1.基體，2.左光敏元件，3.中光敏元件，4.右光敏元件，5.前光敏元件，6.后光敏元件，7.支桿，8.支槽，9.旋轉(zhuǎn)面板，10.旋轉(zhuǎn)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0012]將本發(fā)明的傳感裝置安放在太陽能電池板的照射面上，調(diào)整4個(gè)旋轉(zhuǎn)面板與長方體上表面的夾角，連接外部電源，將本傳感裝置的輸出信號通過導(dǎo)線與伺服電機(jī)的控制線連接，啟動(dòng)電源，太陽能電池板能自動(dòng)跟蹤太陽光進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)太陽光三維跟蹤傳感裝置，該傳感裝置包括5個(gè)光敏元件、控制電路、4塊旋轉(zhuǎn)面板、支桿和基體，其特征在于:基體為長方體形狀，4塊旋轉(zhuǎn)面板分別通過長方體前后左右上棱的旋轉(zhuǎn)軸與長方體連接，在4塊旋轉(zhuǎn)面板上表面和長方體的上表面分別安裝有一個(gè)光敏元件，光敏元件分別通過導(dǎo)線與控制電路相連;長方體的前后左右側(cè)面上垂直方向分別鑿有4-7個(gè)支槽，支桿一端通過吊環(huán)固定在旋轉(zhuǎn)面板的下表面，一端插入支槽中；長方體內(nèi)安放有控制電路，長方體的下底面鑿有一小孔，通過小孔將控制電路的電源線、信號線引出來。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)太陽光三維跟蹤傳感裝置，其特征是:所述的控制電路包括電源轉(zhuǎn)換電路、放大器電路、遲滯比較器電路和驅(qū)動(dòng)電路，將光敏元件上的電信號分成兩組，其中，左光敏元件、中光敏元件、右光敏元件為一組，前光敏元件、中光敏元件、后光敏元件為一組，分別經(jīng)放大后由遲滯比較電路進(jìn)行方向判決，判決后的信號經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路，輸送到外接的水平和垂直方向的伺服電機(jī)上。
【專利摘要】一種可調(diào)太陽光三維跟蹤傳感裝置。該傳感裝置包括5個(gè)光敏元件、控制電路、4塊旋轉(zhuǎn)面板、支桿和基體，其中基體為長方體形狀，在4塊旋轉(zhuǎn)面板上表面和長方體的上表面分別安裝一個(gè)光敏元件，感受三維空間上不同方向的太陽光照強(qiáng)度，4塊旋轉(zhuǎn)面板上表面與長方體的上表面互成一定角度，且旋轉(zhuǎn)面板與長方體上表面的夾角可調(diào)，故在不同的面上所感受的光照強(qiáng)度的變化是很明顯的，同時(shí)可調(diào)整跟隨太陽光的松緊程度，相對來說，判斷處理的方式更加簡單、可靠；同時(shí)，在控制電路中使用遲滯比較器，能更好地防止在比較設(shè)定點(diǎn)的來回波動(dòng)。
【IPC分類】G05D3/14
【公開號】CN105468031
【申請?zhí)枴緾N201610062219
【發(fā)明人】李曉帆, 尹勝, 鄧曉鵬
【申請人】懷化學(xué)院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月29日