一种太阳能自动追踪控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能自动追踪控制装置，包括：电源模块为控制装置提供电能；单片机系统对光传感器采集到的数据进行处理，确定太阳的位置并控制两个电机调整菲涅尔透镜的角度来精确跟踪太阳；水平电机和垂直电机分别与单片机系统和菲涅尔透镜相连接；菲涅尔透镜在太阳光探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度；环境光传感器用于感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，以降低产品的功耗；LM339电路提供单片机系统各种电压比较器电路和振荡器电路需要的工作环境。本实用新型能够取得的积极效果是在国家节能减排的政策背景下，非常有希望走入千家万户，为国家节约更多能源。
【专利说明】一种太阳能自动追踪控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种节能环保领域，特别涉及一种太阳能自动追踪控制装置。
【背景技术】
[0002]随着经济发展，能源问题被摆上案桌，引起了人们更多的重视。电能作为二次能源，给人们的生活提供了很大的方便，离开了电，工业生产将停滞，人们的生活也会陷入困境。伴随着科技发展，电能的需求与消耗也越来越大，同时，由于人们节能意识不够强，每年造成的电能浪费也加剧了电能供需矛盾。
[0003]2000年以来，全社会用电量年均增长率高达14.7%。中电联预计2010年、2011年全社会用电量增长率分别为15%和13%。经济的快速增长是促进用电量持续增长的主要因素。随着用电需求日益增加和电能有限性矛盾的日益突出，节省电能更显得尤为重要。
[0004]充分利用太阳既可以缓解能源危机，又可以减少常规能源带来的污染，保护人类赖以生存的生态环境。因此，开发利用太阳能已成为世界各国可持续发展的重要战略决策。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种节能环保、采光利用效率高、成本低的太阳能自动追踪控制装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种太阳能自动追踪控制装置，包括:电源模块为控制装置提供电能；单片机系统对光传感器采集到的数据进行处理，确定太阳的位置并控制两个电机调整菲涅尔透镜的角度来精确跟踪太阳；水平电机和垂直电机分别与单片机系统和菲涅尔透镜相连接；菲涅尔透镜在太阳光探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度；环境光传感器用于感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，以降低产品的功耗；LM339电路提供单片机系统各种电压比较器电路和振荡器电路需要的工作环境。
[0007]作为优选方案，所述太阳能自动追踪控制装置还包括电机驱动板，所述电机驱动板连接于单片机系统和水平电机、垂直电机之间，单片机系统可以通过控制电机驱动板控制水平电机和垂直电机精确转动。
[0008]作为优选方案，所述水平电机和垂直电机为步进电机。
[0009]作为优选方案，所述单片机系统中单片机主控芯片采用51单片机。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型在追踪太阳方面，以一个小的电压比较器芯片和几个光敏电阻代替了传统的GPS模块，既降低了功耗，又节约成本，而且用这种方式，操作简单，编程容易，而且是整个装置相对于使用GPS模块适应性更强。在导光方面我们采用了菲尼尔透镜和光纤结合的方式，取代了传统的光-电-光太阳能电池板。通过实验我们测得光缆导光系统的光的耦合效率在可见光波段能达到36%以上，而光-电-光太阳能电池板的对太阳能的利用率最多16%。因此用此种方法能够增大太阳光的利用率，有利于节能减排，并且此种方法成本低。仅仅用了一个单片机就完成了整个系统的控制，与传统的控制相比，省去了大量的控制电路，并且单片机与主控芯片相比较功能强大，功耗极低。在中国广大的北方干旱少雨地区，在国家节能减排的政策背景下，该设备非常有希望走入千家万户，为国家节约更多能源。每年的市场需求量保守估计约20万台，总销售额约4亿元。可见此产品具有非常广阔的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了更清楚的说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]现在结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种修改，这些等效的变化和修饰同样落入本实用新型所限定的保护范围。
[0014]如图1所示的太阳能自动追踪控制装置，包括:电源模块为控制装置提供电能；单片机系统对光传感器采集到的数据进行处理，确定太阳的位置并控制两个电机调整菲涅尔透镜的角度来精确跟踪太阳；水平电机和垂直电机分别与单片机系统和菲涅尔透镜相连接；菲涅尔透镜在太阳光探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度；环境光传感器用于感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，以降低产品的功耗；LM339电路提供单片机系统各种电压比较器电路和振荡器电路需要的工作环境。所述太阳能自动追踪控制装置还包括电机驱动板，所述电机驱动板连接于单片机系统和水平电机、垂直电机之间，单片机系统可以通过控制电机驱动板控制水平电机和垂直电机精确转动。水平电机和垂直电机为步进电机。单片机系统中单片机主控芯片采用51单片机。
[0015]环境光传感器主要由光敏元件组成。目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。市场出售的有光敏电阻、光敏二极管、光电三极管、娃光电池等。环境光传感器可以感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，降低产品的功耗。例如，在手机、笔记本，GPS等移动等手持设备应用中，显示器消耗的电量高达电池总电量的30%，采用环境光传感器可以最大限度地延长电池的工作时间。另一方面，环境光传感器有助于显不器提供柔和的画面。当环境亮度较高时，使用环境光传感器的液晶显示器会自动调成高亮度。当外界环境较暗时，显示器就会调成低亮度。环境光传感器需要在在芯片上贴一个红外截止膜，甚至直接在硅片上镀制图形化的红外截止膜。
[0016]菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用，即将热释红外信号折射(反射)在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。
[0017]LM339电路类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“ + ”表示，另一个称为反相输入端，用表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点),另一端加一个待比较的信号电压。当“ + ”端电压高于端时，输出管截止，相当于输出端开路。当端电压高于“ + ”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于IOmV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻，选3-15K)。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。
[0018]以上内容结合了实施例附图对本实用新型的具体实施例做出了详细说明。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0019]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文中所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。
【权利要求】
1.一种太阳能自动追踪控制装置，其特征在于:包括电源模块为控制装置提供电能；单片机系统对光传感器采集到的数据进行处理，确定太阳的位置并控制两个电机调整菲涅尔透镜的角度来精确跟踪太阳；水平电机和垂直电机分别与单片机系统和菲涅尔透镜相连接；菲涅尔透镜在太阳光探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度；环境光传感器用于感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，以降低产品的功耗；LM339电路提供单片机系统各种电压比较器电路和振荡器电路需要的工作环境。
2.根据权利要求1所述的太阳能自动追踪控制装置，其特征在于:所述太阳能自动追踪控制装置还包括电机驱动板，所述电机驱动板连接于单片机系统和水平电机、垂直电机之间，单片机系统可以通过控制电机驱动板控制水平电机和垂直电机精确转动。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能自动追踪控制装置，其特征在于:所述水平电机和垂直电机为步进电机。
4.根据权利要求1所述的太阳能自动追踪控制装置，其特征在于:所述单片机系统中单片机主控芯片采用51单片机。
【文档编号】G05D3/12GK203799271SQ201420191978
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月20日 优先权日:2014年4月20日
【发明者】胡天吉 申请人:苏州蓝萃电子科技有限公司