基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，包括单片机、GPS模块、脉冲分配器、功率放大器、步进电机和检测模块；所述单片机与所述检测模块、所述GPS模块、所述脉冲分配器相连，所述脉冲分配器与所述功率放大器相连，所述功率放大器与所述步进电机相连接；所述检测模块由光电传感器进行检测；所述单片机根据所述检测模块检测到的太阳的方位角和高度角的位置，以及从GPS模块读取编程好的太阳的位置，进行数据整理和运算，由脉冲分配器分配脉冲，经过功率放大器放大后驱动步进电机正反转；能更有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域；另一方面，有效的利用太阳能可以缓解日益紧张的能源危机和严重污染的生态环境。
【专利说明】基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能极轴式应用领域，特别是基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路。
【背景技术】
[0002]太阳能资源的总量很大，既是一次性能源，又是可再生能源，是免费使用、无需运输三维清洁能源。但是太阳能具有分散性，虽然到达地球表面的太阳辐射的总量十分巨大，但其能流密度低。地面每平方米只有1000W左右的太阳能。同时，太阳能还具有不稳定性，由于地球表面受到昼夜、季节、地理纬度、随机变化的气候自然条件影响，使得到达某一点的太阳能是间歇的，光照方向和强度随时间不断变化的，太阳能的这些缺陷限制了大规模的开发利用太阳能资源。因此，在太阳现存的缺陷基础上，为了充分开发利用太阳能资源，双轴式太阳自动跟踪系统可使光伏电池的接收率大大的提高，从而能有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域。
【发明内容】
[0003]为解决以上问题，本发明提供一种基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，能更有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域；另一方面，有效的利用太阳能可以缓解日益紧张的能源危机和严重污染的生态环境。
[0004]本发明采用如下技术方案:
[0005]基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，包括单片机、GPS模块、脉冲分配器、功率放大器、步进电机和检测模块；所述单片机与所述检测模块、所述GPS模块、所述脉冲分配器相连，所述脉冲分配器与所述功率放大器相连，所述功率放大器与所述步进电机相连接；所述检测模块由光电传感器进行检测；所述单片机根据所述检测模块检测到的太阳的方位角和高度角的位置，以及从GPS模块读取编程好的太阳的位置，进行数据整理和运算，由脉冲分配器分配脉冲，经过功率放大器放大后驱动步进电机正反转。
[0006]进一步地，所述的基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，其特征在于所述检测模块采用三个光电传感器，所述光电传感器采用光敏二极管，其中两个传感器用来检测太阳的高度角和方位角，另一个传感器控制反射光束的瞄准、误差修正；光电跟踪是利用光电传感器来测定入射太阳光线和系统光轴间的偏差。启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用GPS模块的视日运动轨迹跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正。
[0007]进一步地，所述的基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，其特征在于步进电机的控制电路采用脉冲分配器和功率放大器两部分联合实现，脉冲分配器主要是将单片机输入的步进脉冲转换成步进电机各相绕组所需的通断点逻辑信号，功率放大模块主要是将脉冲分配器输出的逻辑信号放大为步进正常运行所需的脉冲。[0008]本发明与现有技术相比具有以下优点:采用极轴式自动跟踪系统可使光伏电池的接受率大大的提高，从而能更有效的、更充分的利用太阳能资源，拓宽了太阳能的应用领域。另一方面，有效的利用太阳能可以缓解日益紧张的能源危机和严重污染的生态环境，这对人类的可持续发展有着重要的意义。方位角-高度角式双轴跟踪虽然能实现跟踪精度，但是机械结构较复杂，系统成本高，方位角和高度角电机动作频繁，能耗较高，高度角和方位角计算较复杂等，采用极轴式全跟踪机构，结构简单，跟踪精度高，成本相对低，耗能低。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]如附图所示，本发明基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，包括单片机、GPS模块、脉冲分配器、功率放大器、步进电机和检测模块；所述单片机与所述检测模块、所述GPS模块、所述脉冲分配器相连，所述脉冲分配器所述功率放大器相连，所述功率放大器与所述步进电机相连接；所述检测模块由光电传感器进行检测；所述单片机根据所述检测模块检测到的太阳的方位角和高度角的位置，以及从GPS模块读取编程好的太阳的位置，进行数据整理和运算，由脉冲分配器分配脉冲，经过功率放大器放大后驱动步进电机正反转。
[0011 ] 进一步地，所述的基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，其特征在于所述检测模块采用三个光电传感器，所述光电传感器采用光敏二极管，其中两个传感器用来检测太阳的高度角和方位角，另一个传感器控制反射光束的瞄准、误差修正；光电跟踪是利用光电传感器来测定入射太阳光线和系统光轴间的偏差。启动跟踪模块时采用定时判断光强电压是否达到光电跟踪范围，如果达到光电跟踪范围启动光电跟踪进行修正，如果没有达到光电跟踪范围采用GPS模块的视日运动轨迹跟踪，当达到光电跟踪的光强时启动光电跟踪进行修正。
[0012]进一步地，所述的基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，其特征在于步进电机的控制电路采用脉冲分配器和功率放大器两部分联合实现，脉冲分配器主要是将单片机输入的步进脉冲转换成步进电机各相绕组所需的通断点逻辑信号，功率放大模块主要是将脉冲分配器输出的逻辑信号放大为步进正常运行所需的脉冲。
[0013]以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，其特征在于:包括单片机、GPS模块、脉冲分配器、功率放大器、步进电机和检测模块；所述单片机与所述检测模块、所述GPS模块、所述脉冲分配器相连，所述脉冲分配器与所述功率放大器相连，所述功率放大器与所述步进电机相连接；所述检测模块由光电传感器进行检测。
2.如权利要求书I所述的基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，其特征在于:所述检测模块采用三个光电传感器，所述光电传感器采用光敏二极管，其中两个传感器用来检测太阳的高度角和方位角，另一个传感器控制反射光束的瞄准、误差修正。
3.如权利求书I所述的基于地球自转轴的太阳光定向反射装置机构控制电路，其特征在于:步进电机的控制电路采用脉冲分配器和功率放大器两部分联合实现，脉冲分配器主要是将单片机输入的步进脉冲转换成步进电机各相绕组所需的通断点逻辑信号，功率放大模块主要是将脉冲分配器输出的逻辑信号放大为步进正常运行所需的脉冲。
【文档编号】G05D3/12GK103853176SQ201210500641
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】赵应应, 邢路 申请人:西安艾力特电子实业有限公司