太阳能二维跟踪装置控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能二维跟踪装置控制系统，包括微控制器模块和电源模块，微控制器模块的输入端接有键操作电路模块、时钟电路模块和太阳光方位测量传感器，微控制器模块的输出端接有LCD显示器、东西方位电机驱动器和高低方位电机驱动器；太阳光方位测量传感器包括光强信号接收台，光强信号接收台的顶面中心位置处设置有顶部光敏传感器，光强信号接收台的四个侧面的中心位置处分别设置有一个侧面光敏传感器，光强信号接收台内设置有信号处理电路板，信号处理电路板上集成有放大电路、滤波电路、A/D转换电路和微处理器。本发明设计合理，操作便捷，控制精度高，实用性强，能够提高太阳能的利用效率，使用效果好，便于推广使用。
【专利说明】太阳能二维跟踪装置控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏发电【技术领域】，尤其是涉及一种太阳能二维跟踪装置控制系统。【背景技术】
[0002]当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，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”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。由于太阳能辐射到地面时受到气候、纬度、经度等自然条件的影响，存在间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，对太阳能的收集和利用提出了更高的要求，通过提高太阳能的利用率，拓宽太阳能的利用领域。现有技术的光伏发电系统中，应用了太阳能二维跟踪装置，一般包括绕与地面垂直轴转动的东西方位角跟踪机构和绕与地面水平轴转动的高低方位角跟踪机构，其中，东西方位角跟踪机构一般由东西方位电机带动运动，高低方位角跟踪机构一般由高低方位电机带动运动，实现对太阳能的跟踪，但是，现有技术中的太阳能二维跟踪装置，还存在着太阳能跟踪精度低的问题，究其原因，主要是太阳能二维跟踪装置控制系统的控制精度还不够高，影响了整个太阳能二维跟踪装置的性能。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能二维跟踪装置控制系统，其结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，控制精度高，实用性强，能够提高太阳能的利用效率，使用效果好，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种太阳能二维跟踪装置控制系统，其特征在于:包括微控制器模块和为系统中各用电模块供电的电源模块，所述微控制器模块的输入端接有用于设置控制参数的按键操作电路模块、用于为系统提供实时时钟信号的时钟电路模块和用于对太阳光方位进行实时检测的太阳光方位测量传感器，所述微控制器模块的输出端接有LCD显示器、用于驱动东西方位角跟踪机构中的东西方位电机的东西方位电机驱动器和用于驱动高低方位角跟踪机构中的高低方位电机的高低方位电机驱动器，所述东西方位电机上安装有用于对东西方位电机的旋转角度和位置进行检测的东西方位编码器，所述高低方位电机上安装有用于对高低方位电机的旋转角度和位置进行检测的高低方位编码器，所述东西方位编码器与所述东西方位电机驱动器相接，所述高低方位编码器与所述高低方位电机驱动器相接；所述太阳光方位测量传感器包括中空设置的光强信号接收台，所述光强信号接收台为长方体形状，所述光强信号接收台的顶面中心位置处设置有顶部光敏传感器，所述光强信号接收台的四个侧面的中心位置处分别设置有一个侧面光敏传感器，四个所述侧面光敏传感器对称设置，所述光强信号接收台内设置有用于对所述顶部光敏传感器和四个所述侧面光敏传感器所检测到的信号进行处理的信号处理电路板，所述信号处理电路板上集成有与所述顶部光敏传感器和四个所述侧面光敏传感器均相接的放大电路，以及与放大电路相接的滤波电路、与滤波电路相接的A/D转换电路和与A/D转换电路相接的微处理器，所述微处理器的输出端接有信号输出线，所述光强信号接收台的侧壁上设置有供信号输出线穿出的信号线孔。
[0005]上述的太阳能二维跟踪装置控制系统，其特征在于:所述微控制器模块为32位ARM微控制器，所述微处理器为8为或16位单片机。
[0006]上述的太阳能二维跟踪装置控制系统，其特征在于:所述顶部光敏传感器和侧面光敏传感器均为光敏电阻。
[0007]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0008]1、本发明结构简单，设计合理，实现方便。
[0009]2、本发明的智能化程度高，使用操作便捷。
[0010]3、本发明太阳光方位测量传感器中的光强信号接收台为长方体形状，且光强信号接收台的顶面中心位置处设置有顶部光敏传感器，四个侧面中心位置处分别设置有一个侧面光敏传感器，能够高精度地测量出太阳方位，提高了本发明的控制精度。
[0011]4、本发明太阳光方位测量传感器中的光强信号接收台为中空设置，且内部设置有用于对所述顶部光敏传感器和四个所述侧面光敏传感器所检测到的信号进行处理的信号处理电路板，能够对信号进行放大、滤波和A/D转换处理，提高了测量精度，且使得太阳光方位测量传感器输出的是数字信号，能够直接与微控制器模块连接，使用方便。
[0012]5、本发明的实用性强，能够提高太阳能的利用效率，使用效果好，便于推广使用。
[0013]综上所述，本发明结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，控制精度高，实用性强，能够提高太阳能的利用效率，使用效果好，便于推广使用。
[0014]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的电路原理框图。
[0016]图2为本发明太阳光方位测量传感器的主视图。
[0017]图3为图2的俯视图。
[0018]图4为本发明太阳光方位测量传感器的电路原理框图。
[0019]附图标记说明:
[0020]I一光强信号接收台；2—顶部光敏传感器；3—侧面光敏传感器；
[0021 ]4一放大电路；5—滤波电路；6—A/D转换电路；
[0022]7一微处理器；8—/[目号输出线；9一/[目号线孔；
[0023]10一微控制器模块；11 一电源模块；12—按键操作电路模块；
[0024]13—时钟电路模块；14一太阳光方位测量传感器；15 — IXD显示器；
[0025]16—东西方位电机；17—东西方位电机驱动器； 18—高低方位电机；
[0026]19 —闻低方位电机驱动器；20—东西方位编码器；21—闻低方位编码器。
【具体实施方式】
[0027]如图1~图4所示，本发明包括微控制器模块10和为系统中各用电模块供电的电源模块11，所述微控制器模块10的输入端接有用于设置控制参数的按键操作电路模块12、用于为系统提供实时时钟信号的时钟电路模块13和用于对太阳光方位进行实时检测的太阳光方位测量传感器14，所述微控制器模块10的输出端接有LCD显示器15、用于驱动东西方位角跟踪机构中的东西方位电机16的东西方位电机驱动器17和用于驱动高低方位角跟踪机构中的高低方位电机18的高低方位电机驱动器19，所述东西方位电机16上安装有用于对东西方位电机16的旋转角度和位置进行检测的东西方位编码器20，所述高低方位电机18上安装有用于对高低方位电机18的旋转角度和位置进行检测的高低方位编码器21，所述东西方位编码器20与所述东西方位电机驱动器17相接，所述高低方位编码器21与所述高低方位电机驱动器19相接；所述太阳光方位测量传感器14包括中空设置的光强信号接收台1，所述光强信号接收台I为长方体形状，所述光强信号接收台I的顶面中心位置处设置有顶部光敏传感器2，所述光强信号接收台I的四个侧面的中心位置处分别设置有一个侧面光敏传感器3，四个所述侧面光敏传感器3对称设置，所述光强信号接收台I内设置有用于对所述顶部光敏传感器2和四个所述侧面光敏传感器3所检测到的信号进行处理的信号处理电路板，所述信号处理电路板上集成有与所述顶部光敏传感器2和四个所述侧面光敏传感器3均相接的放大电路4，以及与放大电路4相接的滤波电路5、与滤波电路5相接的A/D转换电路6和与A/D转换电路6相接的微处理器7，所述微处理器7的输出端接有信号输出线8，所述光强信号接收台I的侧壁上设置有供信号输出线8穿出的信号线孔9。
[0028]本实施例中，所述微控制器模块10为32位ARM微控制器，所述微处理器7为8为或16位单片机。所述顶部光敏传感器2和侧面光敏传感器3均为光敏电阻。
[0029]本发明的工作原理及工作过程是:所述太阳光方位测量传感器14对太阳光方位进行检测并将所检测到的信号输出给微控制器模块10，具体地，所述顶部光敏传感器2和四个所述侧面光敏传感器3同时对光强度进行感应并将感应到的信号输出给信号处理电路板，信号处理电路板上的放大电路4、滤波电路5和A/D转换电路6依次对所述顶部光敏传感器2和四个所述侧面光敏传感器3所输出的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后输出给微处理器7，微处理器7模块对信号进行综合分析处理，并判断出太阳光方位，且通过信号输出线8输出太阳光方位的数字信号给微控制器模块10，微控制器模块10根据太阳光方位测量传感器14输出的太阳光方位信号,输出相应的控制信号给东西方位电机驱动器17和高低方位电机驱动器19，东西方位电机驱动器17驱动东西方位电机16带动东西方位角跟踪机构运动，高低方位电机驱动器19驱动高低方位电机18带动高低方位角跟踪机构运动，实现对太阳能的跟踪；以上过程中，东西方位编码器20对东西方位电机16的旋转角度和位置进行检测并将所检测到的信号输出给东西方位电机驱动器17，实现了对东西方位电机16的闭环控制，高低方位编码器21对高低方位电机18的旋转角度和位置进行检测并将所检测到的信号输出给高低方位电机驱动器19，实现了对高低方位电机18的闭环控制。
[0030]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，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】
1.一种太阳能二维跟踪装置控制系统，其特征在于:包括微控制器模块(10)和为系统中各用电模块供电的电源模块(11)，所述微控制器模块(10)的输入端接有用于设置控制参数的按键操作电路模块(12)、用于为系统提供实时时钟信号的时钟电路模块(13)和用于对太阳光方位进行实时检测的太阳光方位测量传感器(14)，所述微控制器模块(10)的输出端接有LCD显示器(15)、用于驱动东西方位角跟踪机构中的东西方位电机(16)的东西方位电机驱动器(17)和用于驱动高低方位角跟踪机构中的高低方位电机(18)的高低方位电机驱动器(19)，所述东西方位电机(16)上安装有用于对东西方位电机(16)的旋转角度和位置进行检测的东西方位编码器(20)，所述高低方位电机(18)上安装有用于对高低方位电机(18)的旋转角度和位置进行检测的高低方位编码器(21)，所述东西方位编码器(20)与所述东西方位电机驱动器(17)相接，所述高低方位编码器(21)与所述高低方位电机驱动器(19)相接；所述太阳光方位测量传感器(14)包括中空设置的光强信号接收台(I )，所述光强信号接收台(I)为长方体形状，所述光强信号接收台(I)的顶面中心位置处设置有顶部光敏传感器(2)，所述光强信号接收台(I)的四个侧面的中心位置处分别设置有一个侧面光敏传感器(3)，四个所述侧面光敏传感器(3)对称设置，所述光强信号接收台(I)内设置有用于对所述顶部光敏传感器(2 )和四个所述侧面光敏传感器(3 )所检测到的信号进行处理的信号处理电路板，所述信号处理电路板上集成有与所述顶部光敏传感器(2)和四个所述侧面光敏传感器(3)均相接的放大电路(4)，以及与放大电路(4)相接的滤波电路(5)、与滤波电路(5)相接的A/D转换电路(6)和与A/D转换电路(6)相接的微处理器(7)，所述微处理器(7)的输出端接有信号输出线(8)，所述光强信号接收台(I)的侧壁上设置有供信号输出线(8)穿出的信号线孔(9)。
2.按照权利要求1所述的太阳能二维跟踪装置控制系统，其特征在于:所述微控制器模块(10)为32位ARM微控制器，所述微处理器(7)为8为或16位单片机。
3.按照权利要求1所述的太阳能二维跟踪装置控制系统，其特征在于:所述顶部光敏传感器(2)和侧面光敏传感器(3)均为光敏电阻。
【文档编号】G05D3/12GK103838253SQ201210485604
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月25日 优先权日:2012年11月25日
【发明者】马晓雪, 张超 申请人:西安大昱光电科技有限公司