专利名称：一种太阳跟踪控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能利用技术，具体涉及太阳能系统中太阳跟踪技术领域。
技术背景当电力、煤炭、石油等传统能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发利用太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。为了提高太阳能资源的利用效率，需要一种装置能够让设备随时正对太阳，即太阳跟踪系统，而目前跟踪的方法主要有两种方式光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪，但跟踪系统适用性和普及性较差，有的系统结构复杂成本很高，有的虽然成本较低但系统适用性差，随着太阳能利用的日益广泛急需一种商用太阳跟踪系统。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种低成本、高精度的太阳跟踪控制系统以实现实时、准确的太阳跟踪，扩大其在太阳能领域的推广利用。此系统包括光电传感器1，控制器 2，限位开关11、12、13、14，直流电机9、10。传感器1通过光强减弱装置将强烈的阳光减弱使光敏器件能感知太阳运动产生的光强变化，将此信号传给控制器2，控制器2在微处理器的管理下综合各位置信号和光强信号发出对电机9、10的控制信号，驱动电机9、10运动实现对太阳的实时跟踪。同时，通过对环境光和位置信号的检测，实现系统的自动起动和自动复位。本系统的优点1).成本低，跟踪精度高。2).传感器免受环境光的影响。3).系统模块化，安装、维护方便。4).全自动。
[0010]附图1系统逻辑框图。[0011]附图2传感器光强减弱装置主视图[0012]附图3传感器光强减弱装置俯视图[0013]附图4传感器光强减弱装置A-A剖视图[0014]附图5传感器电路原理图[0015]附图6传感器电路板顶层元件安装图[0016]附图7传感器电路板顶层布线图[0017]附图8传感器电路板底层布线图[0018]附图9传感器电路板底层元件安装图[0019]附图10控制器电路原理图附图11控制器电路板顶层元件安装图附图12控制器电路板底层元件安装图附图13控制器电路板顶层布线图附图14控制器电路板底层布线图图中1.传感器，2.控制器，3.比较放大单元，4.复位单元，5. cpu核心处理单元， 6.位置信息获取单元，7. X驱动单元，8. Y驱动单元，9.东西电机，10.南北电机，11.东限位开关，12.西限位开关，13.北限位开关，14.南限位开关，15.电源单元，16.光强减弱装置， 17.环盖，18.通光体，19.底座，20.东光敏二极管，21.西光敏二极管，22.南光敏二极管， 23.北光敏二极管，24.环境光光敏二极管，25.传感器电路板组件，26.传感器侧传感信号插座，27.控制器侧传感信号插座，28.东光强可调电位器，29.西光强可调电位器，30.南光强可调电位器，31.北光强可调电位器，32.环境光强度可调电位器，33.参考电压可调电位器，34.比较放大器，35.微处理器，36.电机驱动芯片，37.电机驱动芯片，38.东西电机插座，39.南北电机插座，40.东西限位开关插座，41.南北限位开关插座。
具体实施方式
传感器1由光强减弱装置16和传感器电路板组件25组成控制器2由比较放大单元3、cpu核心处理单元5、复位单元4、位置信息获取单元 6、X驱动单元7、Y驱动单元8、电源单元15构成。光强减弱装置16由底座19、通光体18、环盖17从下到上依次组装而成。传感器电路板组件25由传感器电路板和东光敏二极管20、西光敏二极管21、南光敏二极管22、北光敏二极管23、环境光光敏二极管M组成。跟踪控制系统由传感器1、控制器2、东西电机9、南北电机10、东限位开关11、西限位开关12、北限位开关13、南限位开关14连接而成，传感器1将太阳位置信息转换成电信号传送给控制器2，控制器2运算处理发出控制信号给驱动电路，驱动东西电机9南北电机 10的运动以实现对太阳的跟踪。工作原理1.上电复位复位后，东西电机9运行到使东限位开关11处于闭合的位置；南北电机10运行到使北限位开关13处于闭合的位置。2.设定启动跟踪参考电压调整参考电压可调电位器33使环境光强大于某一值时比较放大器的14脚才输出高电平，当微处理器35检测到此电平时，会使整个系统处于跟踪状态。否则系统处于复位状态。3.设定各方位光强值让光强减弱装置16垂直正对太阳，调节可调电位器观、四使东西检测电路的输出电压刚好相等，且使东电压略大于西电压，比较放大器34的7脚输出低电平。同理，调节可调电位器30、31使南北检测电路的输出电压刚好相等，且使北电压略大于南电压，比较放大器34的1脚输出低电平。注电压值最好不大于满量程的 60% (5Vx60%= 3V)。4.跟踪当太阳位置发生变化，光敏二极管20、21、22、23的电流发生变化，使检测电路输出电压发生相应的变化，当太阳偏西时，光敏二极管21电流大于光敏二极管20的电流，比较放大器34的7脚输高电平，此时微处理器35检测到此信号，同时检测西限位开关12的信号，当西限位开关12处于断开状态时，微处理器35会发出控制信号给电机驱动芯片36、 37，驱动东西电机9转动到使光强减弱装置16东西垂直正对太阳的位置，比较放大器34的 7脚输低电平，东西电机9停止运动，如此重复进行东西方向跟踪；同理，当太阳偏南时，光敏二极管22电流大于光敏二极管23的电流，比较放大器34的1脚输高电平，此时微处理器35检测到此信号，同时检测南限位开关14的信号，当南限位开关14处于断开状态时，微处理器35会发出控制信号给电机驱动芯片36、37，驱动南北电机10转动到使光强减弱装置 16南北垂直正对太阳的位置，比较放大器34的1脚输低电平，南北电机10停止运动，如此进行南北方向跟踪。5.位置处理当东西电机9运行到西限位开关12闭合时，微处理器35会发出控制信号给电机驱动芯片36、37，使东西电机9反向运动直到东限位开关11闭合为止；同理，当南北电机10 运行到南限位开关14闭合时，微处理器35会发出控制信号给电机驱动芯片36、37，使南北电机10反向运动直到北限位开关13闭合为止。6.光强判断启动跟踪只有当环境光强大于某一设定值时，系统才会在微处理器35控制下开始进行太阳跟踪，当光强低于此值，系统会自动复位到初始位置。系统由以上步骤实现对太阳的全自动实时跟踪。
权利要求1.一种太阳跟踪控制系统，其特征是它由传感器(1)、控制器O)、东西电机(9)、南北电机(10)、东限位开关(11)、西限位开关(12)、北限位开关(13)、南限位开关(14)连接而成，传感器(1)将太阳位置信息转换成电信号传送给控制器0)，控制器( 运算处理后发出控制信号给驱动电路，驱动东西电机(9)、南北电机(10)运动以实现对太阳的跟踪。
2.根据权利要求1所述太阳跟踪控制系统，其特征是传感器(1)由光强减弱装置(16) 和传感器电路板组件0 组成。
3.根据权利要求1所述太阳跟踪控制系统，其特征是控制器O)由比较放大单元(3)、 cpu核心处理单元( 、复位单元(4)、位置信息获取单元(6)、X驱动单元(7)、Y驱动单元 (8)、电源单元(15)构成。
4.根据权利要求2所述太阳跟踪控制系统，其特征是光强减弱装置(16)由底座(19)、 通光体(18)、环盖(17)至下而上组装而成。
5.根据权利要求2所述太阳跟踪控制系统，其特征是传感器电路板组件0 由传感器电路板和东光敏二极管OO)、西光敏二极管、南光敏二极管0 、北光敏二极管03)、 环境光光敏二极管04)组成。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种低成本、高精度的太阳跟踪系统以实现实时、准确的太阳跟踪，扩大其在太阳能领域的推广利用。此系统包括光电传感器1，控制器2，限位开关11、12、13、14，直流电机9、10。传感器1通过光强减弱装置将强烈的阳光减弱使光敏器件能感知太阳运动产生的光强变化，将此信号传给控制器2，控制器2在微处理器的管理下综合各位置信号和光强信号发出对电机9、10的控制信号，驱动电机9、10运动实现对太阳的实时跟踪。同时，通过对环境光和位置信号的检测，实现系统的自动起动和自动复位。本系统的优点1)成本低，跟踪精度高。2)传感器免受环境光的影响。3)系统模块化，安装、维护方便。4)全自动。
文档编号G05D3/00GK202058040SQ201020569659
公开日2011年11月30日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者邓小文 申请人:邓小文