集成太阳能角度传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种集成太阳能角度传感器，集成太阳能角度传感器中的X轴和Y轴数字传感器接收晶振信号，并且X轴和Y轴数字传感器与数据逻辑处理芯片双向数据交换，数据逻辑处理芯片与SPI控制器双向数据交换，SPI控制器一路与SPI串行外设接口双向数据交换、一路向数据输出选择器单向输出数据、一路与校验寄存器信号端连接，校验寄存器信号输出端与对红/蓝光强度传感器信号输入端连接，红/蓝光强度传感器信号输出端与数据输出选择器的信号输入端连接，温度传感器和电流测试源的信号输出端分别与数据输出选择器的信号输入端连接，数据输出选择器的信号输出端输出模拟信号。
【专利说明】集成太阳能角度传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种既集成了 SPI接口(串行外设接口)与外部微控制器通信，又增加一路温度和光能量模拟信号输出，并且功耗低集成度高的集成太阳能角度传感器，属传感器制造领域。
【背景技术】
[0002]CN202453740U、名称“基于GPS与光敏传感器的太阳自动跟踪装置”，包括太阳能发电系统、步进驱动机构、GPS授时模块、光敏传感器以及单片机控制电路，其特征在于，支架由一片底板及两边的侧板组成，成“凹”字形；支架的底板与垂直支承轴的上端固定连接，垂直支承轴的下端通过联轴器与垂直步进电机连接；支架的两片侧板之间设置与底板平行的水平连接轴，支架的一边侧壁上设置与水平连接轴的一端连接的水平步进电机；水平连接轴上固定安装太阳能电池板，且在该太阳能电池板上安装光敏传感器；所述垂直步进电机、水平步进电机、光敏传感器以及GPS授时模块均与单片机控制电路连接。其不足之处:一是多个光敏电阻检测的电路复杂，数据的精度靠传感器的密度来支持，在机械结构上有比较高的要求；二是对于GPS(全球定位系统)返回的数据进行处理，需要用到运算能相对较强的MCU，其算法处理过程相对比较复杂，在开发上有一定的难度；三是硬件部分包括GPS (全球定位系统)模块的成本较高，系统整体的功耗相对较高；四是在基于ARM嵌入式图像处理技术中，虽然得到的方位数据精度相对较高，但是需要对图像的采集，并进行滤波等算法，开发的难度较大，而且开发的周期也会比较长。
【发明内容】
[0003]设计目的:避免【背景技术】中的不足之处，设计一种解决【背景技术】中分立器件多、系统复杂、灵活性差、功耗高、成本高等问题，提供了一种集成了传感器的硬件电路部分，外围的器件较少，又集成了 SPI接口(串行外设接口)与外部微控制器通信，增加一路温度和光能量的模拟信号的输出，其系统工作的相关参数可以通过操作寄存器控制，系统灵活，极大程度的提高了系统稳定性和灵活性，系统功耗可以做到更低的集成太阳能角度传感器。
[0004]设计方案:为了实现上述设计目的。本实用新型在结构设计上，集成太阳能角度传感器集成了光线角度传感器、光强度传感器和温度传感器，并集成了数据逻辑处理和SPI (串行外设接口)接口，模拟信号信号包括温度信号和光强度信号，由SPI (串行外设接口)写命令控制数据输出选择器输出。本芯片的基本原理是X轴和Y轴的数字传感器在接收到太阳光线时，数据等信息传给数据寄存器，并进行数据逻辑处理，由SPI (串行外设接口)接口进行输出，角度的输出时6bit编码信号，信号的输出与角度是成线性关系的测量的角度方位为15°?165°。其中还有两个光敏二极管对红/蓝光强度的测量，一个光敏二极管是敏感的蓝色光谱，另一个是敏感到红色光谱。温度传感器的提供的模拟电压是与温度成正比的，输出的系数由工厂校准，其模拟输出的控制信号可以由SPI(串行外设接口)的写命令完成。测试电流的输出主要是为了检测芯片是否正常启动工作，其测试的电流时200uA，模拟输出可以由SPI的写命令控制输出。
[0005]技术方案:一种集成太阳能角度传感器，集成太阳能角度传感器中的X轴和Y轴数字传感器接收晶振信号，并且X轴和Y轴数字传感器与数据逻辑处理芯片双向数据交换，数据逻辑处理芯片与SPI控制器双向数据交换，SPI控制器一路与SPI串行外设接口双向数据交换、一路向数据输出选择器单向输出数据、一路与校验寄存器信号端连接，校验寄存器信号输出端与对红/蓝光强度传感器信号输入端连接，红/蓝光强度传感器信号输出端与数据输出选择器的信号输入端连接，温度传感器和电流测试源的信号输出端分别与数据输出选择器的信号输入端连接，数据输出选择器的信号输出端输出模拟信号。
[0006]本实用新型与【背景技术】相比，一是集成了光角度、光强度和温度传感器，SPI (串行外设接口)总线和模拟信号的输出，系统的集成度较高，设计开发方便，系统灵活性强，具有稳定的性能和较强的抗干扰性能；二是本改变了传统的分立器件的方案，在太阳角度的控制系统中灵活应用，对空间的要求小，成本低，开发简便；三是采用硬件SPI(串行外设接口)总线，与外部MCU (微控制单元)的通讯变得灵活简单可行，对MCU (微控制单元)的性能要求不高，省去了传统的复杂的算法计算，缩短了开发的周期；四是采用集成太阳能角度传感器芯片技术，仅需少量外围电路实现对太阳角度的准确度的测量；五是集成了红/蓝光强度传感器和温度传感器，支持模拟输出，并能够用SPI指令控制选择输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是集成太阳能角度传感器的示意图。
【具体实施方式】
[0008]实施例1:参照附图1。一种集成太阳能角度传感器，集成太阳能角度传感器中的X轴和Y轴数字传感器接收晶振信号，并且X轴和Y轴数字传感器与数据逻辑处理芯片双向数据交换，数据逻辑处理芯片与SPI控制器双向数据交换，SPI控制器一路与SPI串行外设接口双向数据交换、一路向数据输出选择器单向输出数据、一路与校验寄存器信号端连接，校验寄存器信号输出端与对红/蓝光强度传感器信号输入端连接，红/蓝光强度传感器信号输出端与数据输出选择器的信号输入端连接，温度传感器和电流测试源的信号输出端分别与数据输出选择器的信号输入端连接，数据输出选择器的信号输出端输出模拟信号。所述红/蓝光强度传感器是指两个光敏二极管对红/蓝光强度的测量，一个光敏二极管是敏感的蓝色光谱，另一个是敏感的红色光谱。所述蓝色光谱最大530 nm，红色光谱最大630nm。所述SPI接口角度的输出时6bit编码信号，信号的输出与角度是成线性关系，测量的角度方位为15°?165°。所述温度传感器的提供的模拟电压与温度成正比。
[0009]需要理解到的是:上述实施例虽然对本实用新型的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本实用新型设计思路的简单文字描述，而不是对本实用新型设计思路的限制，任何不超出本实用新型设计思路的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种集成太阳能角度传感器，其特征是:集成太阳能角度传感器中的X轴和Y轴数字传感器接收晶振信号，并且X轴和Y轴数字传感器与数据逻辑处理芯片双向数据交换，数据逻辑处理芯片与SPI控制器双向数据交换，SPI控制器一路与SPI串行外设接口双向数据交换、一路向数据输出选择器单向输出数据、一路与校验寄存器信号端连接，校验寄存器信号输出端与对红/蓝光强度传感器信号输入端连接，红/蓝光强度传感器信号输出端与数据输出选择器的信号输入端连接，温度传感器和电流测试源的信号输出端分别与数据输出选择器的信号输入端连接，数据输出选择器的信号输出端输出模拟信号。
2.根据权利要求1所述的集成太阳能角度传感器，其特征是:所述红/蓝光强度传感器是指两个光敏二极管对红/蓝光强度的测量，一个光敏二极管是敏感的蓝色光谱，另一个是敏感的红色光谱。
3.根据权利要求2所述的集成太阳能角度传感器，其特征是:所述蓝色光谱最大530nm,红色光谱最大630 nm。
4.根据权利要求1所述的集成太阳能角度传感器，其特征是:SPI接口角度的输出时6bit编码信号，信号的输出与角度是成线性关系，测量的角度方位为15°?165°。
5.根据权利要求1所述的集成太阳能角度传感器，其特征是:所述温度传感器的提供的模拟电压与温度成正比。
【文档编号】G05D3/12GK203397218SQ201320409740
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】吴国炎, 秦建川, 兰金, 陈磊 申请人:利尔达科技集团股份有限公司