一种全封闭磁控操作光伏跟踪控制器的制作方法

本实用新型属于太阳跟踪支架电动控制技术领域，具体涉及一种全封闭磁控操作光伏跟踪控制器。

背景技术：

太阳能光伏发电是当前最主要的太阳能利用形式之一，为了提高光伏电站的发电量及经济效益，可以采用跟踪式太阳能光伏发电系统提升发电效率。跟踪式太阳能光伏发电系统需要配备跟踪控制器对跟踪支架进行自动控制，达到最大化接收太阳辐照能量的目的。

安装在野外环境中的光伏跟踪控制器，通常需要设计手动操作按钮方便设备的安装调试和检修维护。同时还需要为每个控制器设定地址，以便在数据通讯系统中区分安装在不同支架上的跟踪控制器。

操作按钮和设定开关的存在，使得跟踪控制器在安装调试和日常检修维护中需要经常打开控制器壳体对设备进行操作。开闭控制器的密封壳体不但费时费力还极易破坏壳体的密封性，导致跟踪控制器内置的电子元器件因雨水、凝露、沙尘和盐雾等异物的侵入而发生故障。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种全封闭磁控操作光伏跟踪控制器，采用磁性材料从光伏跟踪控制器封闭壳体的外部，非侵入的操作控制器功能，完成控制器手动/自动操作、地址设定和显示控制等功能的封闭式光伏跟踪控制器结构，提高了现有光伏跟踪控制器的密封性和操作便利性。

本实用新型所采用的技术方案是，一种全封闭磁控操作光伏跟踪控制器，包括安装在跟踪控制器封闭壳体内部的多个磁传感器和位于跟踪控制器外部的磁性操作器，每个磁传感器感应外部的磁性操作器，每个磁传感器均与跟踪控制器的控制器mcu连接，跟踪控制器的控制器mcu根据接收到的磁传感器的信号驱动跟踪支架工作。

本实用新型的其他特点还在于，

每个磁传感器均为感应磁场变化的元件，包括但不限于霍尔器件、干簧管。

跟踪控制器采用非铁磁性材质的封闭壳体。

或者跟踪控制器整体采用铁磁性材料壳体，但是安装有磁传感器的部位采用非铁磁性材料。

跟踪控制器的控制器mcu还连接有电源变换器和通信接口，通信接口用于连接外部设备。

控制器mcu通过通信接口连接外部操作器，外部操作器可以获取控制器mcu的工作数据或通过操作器的人机界面设定控制器mcu的工作参数。

磁性操作器靠近磁传感器产生操作信号，跟踪控制器获取磁传感器的信号后实现操作功能，包括但不限于切换跟踪控制器的手动/自动工作状态、控制跟踪控制器的手动正转与反转、改变数码显示器的显示内容、实现通信接口的参数设置。

外部操作器包括通信接口和显示器。

跟踪控制器设置有透明显示窗口和数码显示器，跟踪控制器配备有密封锁紧接头或者类似部件，用于密封进出密封壳体的电缆。

本实用新型的有益效果是，一种全封闭磁控操作光伏跟踪控制器结构，采用磁性材料从光伏跟踪控制器封闭壳体的外部非侵入的操作控制器，实现控制器手动/自动操作、地址设定和显示控制等功能；通过非接触磁操作的方法实现了光伏跟踪控制器的操作功能，避免了操作过程中开闭跟踪控制器的密封壳体，提高了现有光伏跟踪控制器的密封性和操作便利性。

附图说明

图1是本实用新型的一种全封闭磁控操作光伏跟踪控制器的原理结构图；

图2是本实用新型的实施例1磁控数码显示操作实例示意图；

图3是本实用新型的实施例2磁控触发外部操作器操作实例示意图。

图中，1.跟踪控制器，2.磁传感器，3.磁性操作器，4.密封锁紧接头，5.透明显示窗口，6.数码显示器，7.通信接口，8.外部操作器，9.电源变换器，10.控制器mcu。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的一种全封闭磁控操作光伏跟踪控制器，包括安装在跟踪控制器1封闭壳体内的多个磁传感器2和位于跟踪控制器1外部的磁性操作器3，每个磁传感器2感应外部的磁性操作器3，每个磁传感器2均与跟踪控制器1的控制器mcu10连接，磁传感器2受外部磁场作用产生状态变化，并输出信号到控制器mcu10，跟踪控制器1的控制器mcu10根据接收到的磁传感器2的信号驱动跟踪支架工作。

磁性操作器3是带有磁性的装置，且从封闭壳体外部靠近跟踪控制器1时，其磁场强度引发的磁场变化可穿过封闭壳体，触发磁传感器2改变其信号状态。

每个磁传感器2可感应外部磁场变化并输出电信号的装置，包括但不限于霍尔器件、干簧管。

跟踪控制器1采用非铁磁性材质的封闭壳体。

跟踪控制器1安装有磁传感器2的壳体部位采用非铁磁性材料。

跟踪控制器1的控制器mcu10还连接有电源变换器9和通信接口7，通信接口7用于连接外部设备。

控制器mcu10通过通信接口7连接外部操作器8，外部操作器8获取控制器mcu10的工作数据或通过操作界面设置控制器mcu10的工作参数。

跟踪控制器1内部磁传感器2通过感应磁性操作器3产生的信号，实现的操作功能包括但不限于切换跟踪控制器1的手动/自动工作状态、跟踪控制器1的手动正转与反转、改变数码显示器6的显示内容、实现通信接口7的参数设置。

外部操作器8包括通信接口和显示器。

跟踪控制器1设置有透明显示窗口5和数码显示器6，跟踪控制器1的侧壁安装密封锁紧接头4或类似部件，用于密封进出控制器壳体的电缆。

本实用新型的全封闭式的光伏跟踪控制器工作原理如图1所示，在其内部设置有控制器内mcu10，用于完成跟踪控制所需的计算和执行功能。控制器内mcu10连接电源变换器9获取电源，连接通信接口7完成与外部设备的通信功能，连接数码显示器6用于完成运行参数的显示功能。跟踪控制器壳体内部设置的多个磁传感器2，磁传感器2的个数可以是一个或者多个，磁传感器2输出连接至控制器mcu10的输入引脚，当任一磁传感器2感应到密封壳体外部磁场信号变化后，输出信号给控制器内mcu10。

当需要对光伏跟踪控制器进行外部人工操作时，操作人员采用磁性操作器，从密封壳体外部靠近任意一个磁传感器，此时相应的磁传感器输出有效信号，实现预定义的操作功能。

实施例1

如图2所示，全封闭的跟踪控制器1内部从左至右依次设置有a、b、c、d四个磁传感器2。本实例中磁传感器2采用霍尔磁传感器，当传感器外部壳体表面磁场强度大于50mt时霍尔磁传感器输出1，当磁场小于40mt，时传感器输出为0。当外部没有磁性材料时，霍尔磁传感器的输出为0。当操作人员使用磁性操作器3从跟踪控制器1的封闭壳体外部靠近任意一个磁传感器2时，壳体相应部位的磁场超过50mt，磁传感器2输出信号1，控制器内mcu10即可获取操作人员的操作意图。具体磁场强度参数只是为了说明磁控操作的过程，不是实施实例的特征)

数码显示器6可以显示控制器内部的参数，供操作人员通过跟踪控制器1上的透明显示窗口5观察控制器工作状态。

密封锁紧头4或者密封插座的作用是，保证从外部连接至跟踪控制器1的电缆不会影响设备整体的封闭性能。

本实例中控制器分为自动、手动、菜单操作和参数修改等四个主要的工作状态。不同工作状态下数码显示器6的显示内容和磁传感器的功能不同。

四个磁传感器的功能定义为：

a.正转/增加

b.菜单进入/退出

c.自动/参数修改

d.反转/减小

控制器的工作状态及其转换逻辑：

自动状态为跟踪器自动跟踪太阳运动的工作状态，手动状态为跟踪器的人工手动操作状态；

菜单操作状态下数码显示器6显示控制器中不同的工作参数；

参数修改状态下，修改所选中菜单参数的数值；

自动状态下在a或者d磁控信号的上升沿，控制器切换为手动状态；手动状态下在c磁控信号的上升沿，控制器切换为自动状态；

手动状态下，在b磁控信号的上升沿，控制器切换为菜单操作状态；菜单操作状态下在b磁控信号的上升沿，系统回复为手动状态；

菜单操作状态下在c磁控信号的上升沿，控制器切换为参数修改状态；参数修改状态下，在c磁控信号的上升沿，控制器切换为菜单操作状态。

不同工作状态下磁传感器的功能定义：

手动状态下，用磁性操作器操作a或者d的磁控信号为1，则支架相应实现手动正传或者手动反转功能。

菜单操作状态下，用磁性操作器操作a或者d的磁控信号产生上升沿，则数码显示器6按预设的升序或者降序，轮流显示光伏支架内部的参数。；

参数修改状态下，显示某一具体工作参数，此时用a或者d的磁控信号产生上升沿可以控制参数的增减；

参数修改状态下，操作磁传感器c的上升沿可以实现参数的保存并退出到菜单操作状态。

在上述实例中，借助磁性操作器3和磁传感器2的感应操作功能，配合透明显示窗口5内的数码显示器6，实现了全封闭太阳跟踪控制器1的操作。在不打开密封壳体的情况下，实现了设备的便捷操作。

实施例2

如图3所示，全封闭的跟踪控制器1内部从左至右依次设置有f、i、j三个磁传感器。本实例中磁传感器采用干簧管也叫做磁控管，当传感器外部壳体表面磁场强度大于50mt时干簧管导通，当磁场小于40mt时，干簧管断开。当干簧管导通时控制器内mcu10收到信号1，当干簧管断开时控制器内mcu10收到信号0。当操作人员使用磁性操作器3从跟踪控制器1的封闭壳体外部靠近任意一个干簧管式磁传感器2时，壳体相应部位的磁场超过50mt，mcu10收到信号1，控制器内mcu10即可获取操作人员的操作意图。具体磁场强度参数只是为了说明磁控操作的过程，不是实施实例的特征)

密封锁紧头4或者密封插座的作用是，保证从外部连接至跟踪控制器1的电缆不会影响设备整体的封闭性能。

通信接口7，通信接口7可以是无线或者有线。本实例中采用zigbee无线通信。换用lora和bluetooth等类似无线通信系统，或者有线通信系统，不影响本实施例中关于使用磁控操作设置通信参数的特征。

通信参数主要是设备的通信地址，用于对不同跟踪器设备进行区分。有的通信系统还包括：信道、网络id和通信波特率等。

本实例中外部操作器8是一个具有zigbee无线通信接口的带显示器的人机操作界面，可以显示从zigbee通信获取的控制器工作参数，也可以通过操作界面和zigbee通信设定控制的工作参数。

本实例中控制器分为自动和手动两个主要的工作状态。

三个磁传感器的功能定义为：

f.正转

i.自动/默认连接

j.反转

自动状态为跟踪器自动跟踪太阳运动的工作状态，手动状态为跟踪器的人工手动操作状态。

自动状态下在f或者j磁控信号的上升沿，控制器切换为手动状态。手动状态下在i磁控信号的上升沿，控制器切换为自动状态。

手动状态下，用磁性操作器操作f或者j输出的磁控信号为1，则支架相应实现手动正传或者手动反转功能。

用磁性操作器操作i磁控信号，使其维持状态为1超过3s，则控制器进入默认连接状态。控制器将其内部原有的zigbee通信参数保存，从新设置通信参数为默认值。本实例中的默认参数为：信道4、网络id65534，设备地址1。任意时刻只有一个控制器被设置为默认连接参数，此时外部操作器8就可以按照这一默认通信参数，连接至被操作人员用磁性操作器3指定的跟踪控制器。

完成连接后，通过外部操作器8和zigbee无线通信系统，操作人员可以读取并设定控制器内部的工作参数。这些参数也包括zigbee无线通信系统连接至光伏电站管理系统所需的通信参数。

当完成操作后从外部操作器8停止连接，或者保持f和j输出的磁控信号同时为1超过3s，zigbee无线通信系统回复到正常连接至光伏电站管理系统所需的通信参数。

在以上的磁控操作中包含以下几类典型操作。

1)用磁性操作器3操作磁传感器输出从0至1的上升沿信号。

2)用磁性操作器3操作磁传感器连续输出一定时长的1信号。

3)用磁性操作器3同时操作多个磁传感器输出1信号。

以上操作是在无磁性操作器3时，磁传感器输出为0的情况。无操作时磁传感器输出为1的情况与此逻辑相反。

还可将上述实施例1和实施例2的操作方法结合使用。