一种主动式太阳能采暖自动控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种主动式太阳能采暖自动控制系统，包括单片机、串口电路、太阳光检测电路、开关量输入电流和自动跟踪控制电路，所述单片机分别连接串口电路、太阳光检测电路、电源电路、开关量输入电路、模拟量输入电路、自动跟踪控制电路、限位开关检测电路、指示电路和时钟电路，自动跟踪控制电路和连接光电隔离电路，光电隔离电路另一端通过逆变电路连接步进电机组。本发明系统是以程序控制为主,采用传感器实时监测作为反馈的闭环控制方式,这种控制方式对程序进行了累积误差修正,使之在任何气候条件下都能够得到稳定而可靠的跟踪控制。
【专利说明】
一种主动式太阳能采暖自动控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种控制系统，具体是一种主动式太阳能采暖自动控制系统。
【背景技术】
[0002]太阳能作为一种可以永久使用的绿色可再生能源，有着巨大的开放应用潜力。但是由于太阳能电池的输出特性与外界环境因素的变化有很大关系，目前大规模量产的光伏电池光电转换效率仍然不高且价格昂贵。
[0003]我国目前已经开始普及无跟踪装置的户用太阳能采暖系统，但是由于太阳能电池价格昂贵，无跟踪装置的光伏系统采暖效率较低，普遍推广应用受到影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种以程序控制为主，采用传感器实时监测作为反馈的控制方式的主动式太阳能采暖自动控制系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]—种主动式太阳能采暖自动控制系统，包括单片机、串口电路、太阳光检测电路、开关量输入电流和自动跟踪控制电路，所述单片机分别连接串口电路、太阳光检测电路、电源电路、开关量输入电路、模拟量输入电路、自动跟踪控制电路、限位开关检测电路、指示电路和时钟电路，自动跟踪控制电路和连接光电隔离电路，光电隔离电路另一端通过逆变电路连接步进电机组;所述逆变电路，包括三极管Vl、电阻Rl、电容Cl、电位器RPI和变压器T，所述变压器T线圈L5两端为电压Vo输出端，变压器T线圈L3—端连接三极管V7基极，三极管V7集电极分别连接12V电源正极、三极管V5集电极、三极管V3发射极、二极管VD负极、电容C4、三极管Vl发射极三极管V2发射极、电容C3、三极管V4发射极、三极管V6集电极、电容C5和三极管V8集电极，三极管V8发射极连接变压器T线圈L2，变压器T线圈L2另一端分别连接变压器T线圈L1、12V电源负极和电阻R7，电阻R7另一端分别连接二极管VD正极和电位器RPl滑片，所述变压器T线圈LI另一端连接三极管V7发射极，所述变压器T线圈L3另一端连接三极管V5发射极，三极管V5基极连接三极管V3集电极，三极管V3基极分别连接电容C4另一端和电阻R5，电阻R5另一端分别连接电阻Rl、电容Cl和三极管Vl集电极，电阻Rl另一端分别连接电位器RPl和电阻R3，电阻R3另一端分别连接电容Cl另一端和三极管V2基极，所述三极管Vl基极分别连接电阻R4和电容C2，电容C2另一端分别连接三极管V2集电极、电阻R6和电阻R2，电阻R2另一端分别连接电阻R4另一端和电位器RPl另一端，所述电阻R6另一端分别连接电容C3另一端和三极管V4基极，三极管V4集电极连接三极管V6基极，三极管V6发射极分别连接电容C5另一端和变压器T线圈L4另一端。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述运放Ul型号为LM741。
[0008]作为本发明进一步的方案:所述单片机为PIC16F877。
[0009]作为本发明进一步的方案:所述串口电路采用RS-485接口组成的半双工网络，与计算机实现双向通信。
[0010]作为本发明再进一步的方案:所述自动跟踪控制电路采用角位移传感器。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明系统是以程序控制为主，采用传感器实时监测作为反馈的闭环控制方式，这种控制方式对程序进行了累积误差修正，使之在任何气候条件下都能够得到稳定而可靠的跟踪控制。
【附图说明】
[0012]图1为一种主动式太阳能采暖自动控制系统的结构框图；
[0013]图2为一种主动式太阳能采暖自动控制系统中逆变电路的电路图；
[0014]图3为一种主动式太阳能采暖自动控制系统中单片机的主程序流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]请参阅图1?3，本发明实施例中，一种主动式太阳能采暖自动控制系统，包括单片机、串口电路、太阳光检测电路、开关量输入电流和自动跟踪控制电路，所述单片机分别连接串口电路、太阳光检测电路、电源电路、开关量输入电路、模拟量输入电路、自动跟踪控制电路、限位开关检测电路、指不电路和时钟电路，自动跟踪控制电路和连接光电隔尚电路，光电隔离电路另一端通过逆变电路连接步进电机组;所述逆变电路，包括三极管V1、电阻Rl、电容Cl、电位器RPl和变压器T，所述变压器T线圈L5两端为电压Vo输出端，变压器T线圈L3—端连接三极管V7基极，三极管V7集电极分别连接12V电源正极、三极管V5集电极、三极管V3发射极、二极管VD负极、电容C4、三极管Vl发射极三极管V2发射极、电容C3、三极管V4发射极、三极管V6集电极、电容C5和三极管V8集电极，三极管V8发射极连接变压器T线圈L2，变压器T线圈L2另一端分别连接变压器T线圈L1、12V电源负极和电阻R7，电阻R7另一端分别连接二极管VD正极和电位器RPl滑片，所述变压器T线圈LI另一端连接三极管V7发射极，所述变压器T线圈L3另一端连接三极管V5发射极，三极管V5基极连接三极管V3集电极，三极管V3基极分别连接电容C4另一端和电阻R5，电阻R5另一端分别连接电阻Rl、电容Cl和三极管Vl集电极，电阻Rl另一端分别连接电位器RPl和电阻R3，电阻R3另一端分别连接电容Cl另一端和三极管V2基极，所述三极管Vl基极分别连接电阻R4和电容C2，电容C2另一端分别连接三极管V2集电极、电阻R6和电阻R2，电阻R2另一端分别连接电阻R4另一端和电位器RPl另一端，所述电阻R6另一端分别连接电容C3另一端和三极管V4基极，三极管V4集电极连接三极管V6基极，三极管V6发射极分别连接电容C5另一端和变压器T线圈L4另一端;所述运放Ul型号为LM741 ；所述单片机为PIC16F877 ；所述串口电路采用RS-485接口组成的半双工网络，与计算机实现双向通信。
[0017]本发明的工作原理是:计算机根据GPS提供的限位和授时计算出太阳的准确方位，并通过串口电路将该计算结果输送给现场的每一个单片机，串行口电路采用RS-485接口组成的半双工网络，与计算机实现双向通信，计算机根据陈氏跟踪理论计算出自旋角和仰角，通过串行口传输给PIC系列单机，步进电机根据单片机的指令进行相应动作，系统运行中，测试装置可能出现误差，导致系统的位置反馈量出现累积误差，当光敏电阻R8发现这一误差时，将误差量提供给单片机，单片机根据误差进行调整。
[0018]请参阅图2，接通12V电源后，由三极管V1、三极管V2、电阻R1-R4、电容Cl和电容C2构成的多谐振荡器得电起振，三极管Vl和三极管V2的集电极轮流输出接近50Hz的正极性方波，经过电容C3和电阻R5、电容C4和电阻R6组成的积分电路积分整形为准正弦波，再经三极管V3和三极管V4倒相放大后分别激励三极管V5和三极管V6，使末级功率三极管V7、V8轮流导通和截止，它们的集电极电流流经变压器T线圈LI和线圈L2在变压器T的高压侧感应出约50Hz的准正弦波高压输出。
[0019]在跟踪过程中采用角位移传感器测量太阳光的方向，该传感器可以全角度连续测量太阳光的入射方向。太阳光通过隔离器和高隔离度的单模光纤耦合器后输出两束光，其中一束被折射率匹配液吸收，不再返回系统；另一束光通过单模光纤进入传感器的F-P腔。当入射光传至光纤镀膜端面时，一部分光被反射，一部分光进入F-P腔，另有部分光被反射形成信号光。由于信号光与从反射端面反射回的光波来自同一光源，因此形成干涉光。反射光强度(IR)随F-P腔长L而变化，而L的变化由经线位移衰减器衰减后的线位移控制，从而使得IR与角位移成一定函数关系。IR经过光电二极管(PIN)转换、放大及A/D转换后由计算机输出对应数据。
[0020]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0021]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种主动式太阳能采暖自动控制系统，包括单片机、串口电路、太阳光检测电路、开关量输入电流和自动跟踪控制电路，其特征在于，所述单片机分别连接串口电路、太阳光检测电路、电源电路、开关量输入电路、模拟量输入电路、自动跟踪控制电路、限位开关检测电路、指示电路和时钟电路，自动跟踪控制电路和连接光电隔离电路，光电隔离电路另一端通过逆变电路连接步进电机组;所述逆变电路，包括三极管Vl、电阻Rl、电容Cl、电位器RPl和变压器T，所述变压器T线圈L5两端为电压Vo输出端，变压器T线圈L3—端连接三极管V7基极，三极管V7集电极分别连接12V电源正极、三极管V5集电极、三极管V3发射极、二极管VD负极、电容C4、三极管Vl发射极三极管V2发射极、电容C3、三极管V4发射极、三极管V6集电极、电容C5和三极管V8集电极，三极管V8发射极连接变压器T线圈L2，变压器T线圈L2另一端分别连接变压器T线圈L1、12V电源负极和电阻R7，电阻R7另一端分别连接二极管VD正极和电位器RPl滑片，所述变压器T线圈LI另一端连接三极管V7发射极，所述变压器T线圈L3另一端连接三极管V5发射极，三极管V5基极连接三极管V3集电极，三极管V3基极分别连接电容C4另一端和电阻R5，电阻R5另一端分别连接电阻R1、电容Cl和三极管Vl集电极，电阻Rl另一端分别连接电位器RPl和电阻R3，电阻R3另一端分别连接电容Cl另一端和三极管V2基极，所述三极管Vl基极分别连接电阻R4和电容C2，电容C2另一端分别连接三极管V2集电极、电阻R6和电阻R2，电阻R2另一端分别连接电阻R4另一端和电位器RPl另一端，所述电阻R6另一端分别连接电容C3另一端和三极管V4基极，三极管V4集电极连接三极管V6基极，三极管V6发射极分别连接电容C5另一端和变压器T线圈L4另一端。2.根据权利要求1所述的主动式太阳能采暖自动控制系统，其特征在于，所述运放Ul型号为LM741。3.根据权利要求1所述的主动式太阳能采暖自动控制系统，其特征在于，所述单片机为PIC16F877。4.根据权利要求1所述的主动式太阳能采暖自动控制系统，其特征在于，所述串口电路采用RS-485接口组成的半双工网络，与计算机实现双向通信。5.根据权利要求1所述的主动式太阳能采暖自动控制系统，其特征在于，所述自动跟踪控制电路采用角位移传感器。
【文档编号】F24D15/00GK106091095SQ201610452375
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】王曦
【申请人】沈阳理工大学