太阳能跟踪传感器控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能跟踪传感器控制电路，用于处理光敏传感器模块传来的信号，所述太阳能跟踪传感器控制电路包括方位角电流信号模块、高度角电流信号模块、光强检测电流信号模块和供电电路模块，各电流信号模块包括相应的测量电路、比较电路和传送电路，传送电路均连接至传感器电路的信号输出端，信号输出端连接至数据处理系统，其中各测量电路和传送电路利用LM324作为处理芯片，而各比较电路利用LM339作为处理芯片。本发明的太阳能跟踪传感器控制电路解决了光敏传感器的信号处理问题，并且安装方便，可以将整个传感器电路板封装在一个盒子里，将光电传感器电流信号接入电路板即可使用。
【专利说明】太阳能跟踪传感器控制电路
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能利用领域，具体来说涉及一种太阳能跟踪传感器控制电路。
【背景技术】
[0002]在太阳能利用中，希望保持装置面向阳光直射方向以确保对阳光的最有效利用。所采用的方案是利用跟踪传感器生成信号，驱动装置根据信号对太阳能装置的朝向进行调整。整个跟踪传感器包括光敏传感器和电路，光敏传感器将检测信号输出到电路，电路经过处理产生方位角和高度角信号，经过数据处理系统处理后输出给驱动系统，驱动系统根据相应信号调整方位角和高度角，以保持对太阳的跟踪。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种太阳能跟踪传感器控制电路，以解决光敏传感器信号的处理问题。具体来说，本发明采用的技术方案如下:
一种太阳能跟踪传感器控制电路，用于处理光敏传感器模块传来的信号，所述太阳能跟踪传感器控制电路包括方位角电流信号模块、高度角电流信号模块、光强检测电流信号模块和供电电路模块，其特征在于，光敏传感器模块中具有多个传感器CNl至CN5，其中两个传感器CNl和CN3用于测量方位角，两个传感器CN2和CM用于测量高度角，一个传感器CN5用于测量光强，方位角电流信号模块包括方位角测量电路、方位角比较电路和方位角传送电路，高度角电流信号模块包括高度角测量电路、高度角比较电路和高度角传送电路，光强检测电流信号模块也具有测量电路、比较电路和传送电路，传送电路均连接至传感器电路的信号输出端，信号输出端连接至数据处理系统，其中各测量电路和传送电路利用LM324作为处理芯片，而各比较电路利用LM339作为处理芯片。
[0004]优选地，传感器CNl和CN3的输出端与方位角测量电路的LM324 (IA)和LM324(IB)的输入端2和6引脚电连接，方位角测量电路的LM324 (IA)和LM324 (IB)的输出端I和7引脚与方位角比较电路的LM339 (A)的输入端4和5引脚电连接，方位角比较电路的LM339 (A)的输出端I引脚与方位角传送电路的LM324 (2B)的输入端5引脚电连接，方位角传送电路输出端为传感器电路的方位角检测电流信号输出端。
[0005]优选地，传感器CN2和CM的输出端与高度角测量电路的LM324 (IC)和LM324(ID)的输入端9和13引脚电连接，高度角测量电路的LM324 (IC)和LM324 (ID)的输出端8和14引脚与高度角比较电路的LM339 (B)的输入端6和7引脚电连接，高度角比较电路的LM339 (B)的输出端2引脚与高度角传送电路的LM324 (2C)的输入端9和10引脚电连接，高度角传送电路的输出端为传感器电路的高度角检测电流信号输出端。
[0006]优选地，传感器CN5的输出端与测量电路的LM324 (2A)的输入端2引脚电连接，测量电路的LM324 (2A)的输出端I引脚与比较电路的LM339 (C)的输入端8引脚电连接，比较电路的LM339 (C)的输出端14引脚与传送电路的LM324 (2D)的输入端12引脚电连接，传送电路的输出端为传感器电路的光强检测电流信号输出端。[0007]更优选地，在各传感器的输出端与各测量电路的输入端之间还串接有发光二极管。
[0008]更优选地，各测量电路的输入端与输出端之间设置有与各LM324并联的反馈电阻，并且各反馈电阻串接有微调电阻R11、R12、R13、R14和R15，用于校正光敏传感器的工艺偏差。
[0009]更优选地，方位角比较电路与高度角比较电路中LM339的输入端接有双向二极管，同时LM339还分别串并接有电阻以构成迟滞比较器。
[0010]更优选地，方位角传送电路和高度角传送电路的信号输出分别是采用0-20ma电流信号传输。
[0011 ] 更优选地，供电电路是采用由D43、D44、D45和D46构成的桥式电路作为电源输入的接入端。
[0012]更优选地，所述太阳能跟踪传感器控制电路是被一体式制造在一块电路板上，所述电路板被封装在一个盒子中，盒子具有光敏传感器模块的输入接口。
[0013]采用本发明的太阳能跟踪传感器控制电路，具有以下有益效果:
1、在光敏传感器输出端串接发光二极管(LED1，LED2，LED3，LED4，LED5)可以辅助判断光敏传感器工作状况；
2、在光敏测量电路反馈电阻中分别串接微调电阻，用来校准光敏工艺偏差；
3、方位角比较电路与高度角比较电路中LM339输入端接入双向二极管保护电压比较器的输入，同时采用迟滞比较器(由LM339串并接电阻构成)用以设定有效动作阈值，避免系统一直响应；
4、传感器电路中方位角传送电路和高度角传送电路信号输出采用0-20ma电流信号传输，可以适合远距离应用，信号不失真，同时节约成本；
5、供电简单安全，只需要在控制室通过一根双绞线远距离给电路提供24V直流电，接到供电电路的二极管D44和D45上，采用桥式电路(D43，D44，D45，D46)也无需担心24V直流电源极性接反问题，具有安全保护作用；
6、安装方便，整个传感器电路板可以封装在一个盒子里，只需将光敏传感器电流信号接入电路板即可使用，也可以起到防水防晒的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为太阳能跟踪系统的模块结构图。
[0015]图2为电路模块中方位角电流信号模块的电路图。
[0016]图3为电路模块中高度角电流信号模块的电路图。
[0017]图4为电路模块中光强检测电流信号模块的电路图。
[0018]图5为电路模块中供电电路模块的电路图。
[0019]图6为光敏传感器模块的结构示意图。
[0020]在图中:I光敏传感器；2电路；2_1方位角测量电路'2-2方位角比较电路；2_3方位角传送电路；2-4高度角测量电路；2-5高度角比较电路；2-6高度角传送电路；2-7光强检测电路；2-7-1光强测量电路；2-7-2光强比较电路；2-7-3光强传送电路；2_8供电电路；3数据处理系统；4驱动机构；4-1-1方位角步进电机驱动电路；4-2-1高度角步进电机驱动 电路；4_1_2驱动方位角步进电机；4_2_2闻度角步进电机。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图进一步详细说明本发明。
[0022]图1示出太阳能跟踪系统的整体模块结构。光敏传感器I将电流信号传给电路2，电路2将处理过的信号传送到MCU数据处理系统3，MCU数据处理系统根据相应的光强、方位角和高度角信号向驱动机构4发送信号，以调整太阳能装置的方位朝向。驱动机构包括程序跟踪部分和步进驱动部分，程序跟踪组分用于在光强不足时根据程序计算太阳位置，获取可能的最大迎光面。在光强足够时，信号被方位角步进电机驱动电路4-1-1和高度角步进电机驱动电路4-2-1接收处理，驱动方位角步进电机4-1-2和高度角步进电机4-2-2运作调整装置朝向。
[0023]电路2包括分别用于处理方位角、高度角和光强电流信号的模块。
[0024]图2示出方位角电流信号模块。如图中所示，方位角电流信号模块包括方位角测量电路2-1、方位角比较电路2-2和方位角传送电路2-3。方位角测量电路2-1的LM324( 1A)和LM324 (IB)输出端I和7引脚与方位角比较电路2-2的LM339 (A)输入端4和5弓丨脚电连接，方位角比较器LM339 (A)的输出端I引脚与方位角传送电路2-3的LM324 (2B)输入端5引脚电连接，方位角传送电路2-3输出端为传感器电路2的方位角检测电流信号输出端。
[0025]图3示出高度角电流信号模块。如图中所示，高度角电流信号模块包括高度角测量电路2-4、高度角比较电路2-5和高度角传送电路2-6。高度角测量电路2-4的LM324(IC)和LM324 (ID)的输出端8和14引脚与高度角比较电路2_5的LM339 (B)输入端6和7引脚电连接，高度角比较器(LM339) (B)的输出端2引脚与高度角传送电路2-6的LM324(2C)输入端9和10引脚电连接，高度角传送电路2-6的输出端为传感器电路2的高度角检测电流信号输出端。
[0026]图4示出光强检测电流信号模块。光强检测电路2-7包括测量电路2-7-1、比较电路2-7-2、传送电路2-7-3，测量电路的LM324 (2A)输出端I引脚与比较电路的LM339 (C)输入端8引脚电连接，比较电路的LM339输出端14引脚与传送电路的LM324 (2D)输入端12引脚电连接，传送电路的输出端为传感器电路2的光强检测电流信号输出端。
[0027]图5示出供电电路模块2-8。供电电路模块2-8用来给所用到的芯片LM324、LM339提供电源和一些保护措施。供电电路模块2-8与电路制造成一体，以双绞线接出连接控制室电源给电路提供24V直流电。供电电路采用桥式电路，从而无需担心24V电源极性接反问题，具有安全保护作用。
[0028]图6不出光敏传感器模块的结构。在该模块中，不出了 5个光敏传感器CN1-5,其中CN1、CN3测量方位角，并连接至方位角测量电路的接入端。CN2、CN4测量高度角，并连接至高度角测量电路的接入端。CN5测量光强，并连接至光强测量电路的接入端。
[0029]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属【技术领域】普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.一种太阳能跟踪传感器控制电路，用于处理光敏传感器模块传来的信号，所述太阳能跟踪传感器控制电路包括方位角电流信号模块、高度角电流信号模块、光强检测电流信号模块和供电电路模块，其特征在于，光敏传感器模块中具有多个传感器CNl至CN5，其中两个传感器CNl和CN3用于测量方位角，两个传感器CN2和CM用于测量高度角，一个传感器CN5用于测量光强，方位角电流信号模块包括方位角测量电路、方位角比较电路和方位角传送电路，高度角电流信号模块包括高度角测量电路、高度角比较电路和高度角传送电路，光强检测电流信号模块也具有测量电路、比较电路和传送电路，传送电路均连接至传感器电路的信号输出端，信号输出端连接至数据处理系统，其中各测量电路和传送电路利用LM324作为处理芯片，而各比较电路利用LM339作为处理芯片。
2.如权利要求1所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，传感器CNl和CN3的输出端与方位角测量电路的LM324 (IA)和LM324 (1B)的输入端2和6引脚电连接，方位角测量电路的LM324 (IA)和LM324 (IB)的输出端I和7引脚与方位角比较电路的LM339(A)的输入端4和5引脚电连接，方位角比较电路的LM339(A)的输出端I引脚与方位角传送电路的LM324 (2B)的输入端5引脚电连接,方位角传送电路输出端为传感器电路的方位角检测电流信号输出端。
3.如权利要求1所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，传感器CN2和CM的输出端与高度角测量电路的LM324 (IC)和LM324 (ID)的输入端9和13引脚电连接，高度角测量电路的LM324 (IC)和LM324 (ID)的输出端8和14引脚与高度角比较电路的LM339(B)的输入端6和7引脚电连接，高度角比较电路的LM339(B)的输出端2引脚与高度角传送电路的LM324 (2C)的输入端9和10引脚电连接，高度角传送电路的输出端为传感器电路的高度角检测电流信号输出端。
4.如权利要求1所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，传感器CN5的输出端与测量电路的LM324 (2A)的输入端2引脚电连接，测量电路的LM324 (2A)的输出端I引脚与比较电路的LM339 (C)的输入端8引脚电连接，比较电路的LM339 (C)的输出端14引脚与传送电路的LM324 (2D)的输入端12引脚电连接，传送电路的输出端为传感器电路的光强检测电流信号输出端。
5.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，在各传感器的输出端与各测量电路的输入端之间还串接有发光二极管。
6.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，各测量电路的输入端与输出端之间设置有与各LM324并联的反馈电阻，并且各反馈电阻串接有微调电阻R11、R12、R13、R14和R15，用于校正光敏传感器的工艺偏差。
7.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，方位角比较电路与高度角比较电路中LM339的输入端接有双向二极管，同时LM339还分别串并接有电阻以构成迟滞比较器。
8.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，方位角传送电路和高度角传送电路的信号输出分别是采用0-20ma电流信号传输。
9.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，供电电路是采用由D43、D44、D45和D46构成的桥式电路作为电源输入的接入端。
10.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能跟踪传感器控制电路，其特征在于，所述太阳能跟踪传感器控制电路是被一体式制造在一块电路板上，所述电路板被封装在一个盒子中，盒子具有光敏 传感器模块的输入接口。
【文档编号】G05D3/20GK103970153SQ201410204601
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】朱正林, 杨东升, 刘巍, 杜鑫, 王启栋 申请人:南京工程学院