基于霍尔传感器的太阳能跟踪控制系统的制作方法

本实用新型涉及自动追踪技术领域，尤其涉及基于霍尔传感器的太阳能跟踪控制系统。

背景技术：

目前，为了提高太阳能的利用率而设计一种太阳能自动跟踪系统，这种跟踪控制系统采用软件计算控制和传感器精确控制相结合的方法，设计合理的机械结构，通过硬件控制系统来实现高精度的太阳跟踪。

但是，现有的方案存在以下隐患：

市场主流的跟踪器控制电箱有两种固定方式，一种是固定在立柱上，外接电机线与角度传感器线，另一种是固定在主梁上，也需要外接电机线与及角度传感器线。而且角度传感器跟随组件板长期扭动的情况下容易产生接触不良的情况，并且需要更多的人工安装成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供基于霍尔传感器的太阳能跟踪控制系统，其能解决现有技术人工成本高、电机线裸露、需要角度传感器的技术问题。

本实用新型采用如下技术方案实现：

基于霍尔传感器的太阳能跟踪控制系统，包括壳体、控制单元、驱动电机、减速机、电机驱动板、电源板和回转电机，所述控制单元、所述驱动电机、所述减速机、所述电机驱动板、所述电源板均设置于所述壳体内，所述壳体外壁设有无线通信天线接口、电源输入接口和位置校准接口，所述无线通信天线接口和所述位置校准接口连接所述控制单元，所述电源输入接口连接所述电源板，所述电机驱动板和所述电源板均与所述控制单元连接，所述电机驱动板和所述减速机均与所述驱动电机连接，所述回转电机上设有无线通信天线，所述无线通信天线与所述无线通信天线接口连接；所述驱动电机内设有霍尔传感器。

进一步地，所述壳体内还设有隔热绝缘层，所述隔热绝缘层位于所述电机驱动板与所述驱动电机之间。

进一步地，所述控制单元、所述电源板均位于电机驱动板远离所述驱动电机的一侧。

进一步地，所述霍尔传感器的数量为2路。

进一步地，还包括导线，所述回转电机上还设有位置校准件，所述位置校准件通过导线连接所述位置校准接口。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型一体化设计，将霍尔传感器设置于驱动电机内部，减免了电箱的安装辅助件及人工的安装成本，降低了故障点及提供系统运行的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的基于霍尔传感器的太阳能跟踪控制系统的结构图

图2为本实用新型的基于霍尔传感器的太阳能跟踪控制系统的原理模块图；

图3为本实用新型的霍尔传感器检测输出的两次脉冲信号图。

图中：1、壳体；2、控制单元；3、驱动电机；4、减速机；5、电机驱动板； 6、电源板；7、回转电机；8、无线通信天线接口；9、电源输入接口；10、位置校准接口；11、无线通信天线；12、隔热绝缘层；13、位置校准件。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1至图3所示，本实用新型提供了基于霍尔传感器的太阳能跟踪控制系统，包括壳体1、控制单元2、驱动电机3、减速机4、电机驱动板5、电源板 6和回转电机7，控制单元2、驱动电机3、减速机4、电机驱动板5、电源板6 均设置于壳体1内，壳体1的外壁设有无线通信天线接口8、电源输入接口9和位置校准接口10，无线通信天线接口8和位置校准接口10连接控制单元2，电源输入接口9连接电源板6，电机驱动板5和电源板6均与控制单元2连接，电机驱动板5和减速机4均与驱动电机3连接，回转电机7上设有无线通信天线 11，无线通信天线11与无线通信天线接口8连接；驱动电机3内设有霍尔传感器。

本实用新型将控制单元2、减速机4、电源板6等均集成到与驱动电机3共有的壳体1内，整体性更强，占用空间少。

本实用新型中的控制单元2包括了MCU和电流检测模块，对驱动电机3进行电流检测，反馈检测信号至MCU，霍尔传感器检测驱动电机3的转动角度，输出脉冲信号至MCU。

本实用新型中，壳体1内还设有隔热绝缘层12，隔热绝缘层12位于电机驱动板5与驱动电机3之间。本实用新型通过固定铜柱对电路板进行层与层之间的固定，电路板与电路板之间的电源供应与信号传输是通过排针的方式连接，确保长时间的运行中不会产生脱落。

作为优选的，本实用新型的控制单元2、电源板6均位于电机驱动板5远离驱动电机3的一侧。将电源保护、追踪控制、电机驱动均放置在驱动电机3的尾部，与驱动电机3做成一体化设计。

为了防止一路霍尔传感器发生故障时导致整个检测系统出错或者不工作，本实用新型采用冗余设计，设置两路霍尔传感器，这两路霍尔传感器均位于驱动电机3内，同时检测驱动电机3的转动周数。本实用新型的两路霍尔传感器代替现有技术外接的倾角传感器，控制单元2通过获取霍尔信号运算控制电机的运转位置。霍尔传感器可输出两路脉冲信号，该两路脉冲信号之间存在45度的角度差，例如，第一路脉冲信号在0度时为高电平，在90度时为低电平，在 180度又变为高电平，第二路脉冲信号在0度时为低电平，在45度时为高电平，在135度时又变为低电平，由此相差45度，可参考图3，图3中的signal 1为第一次脉冲信号，signal 2为第二次脉冲信号，high表示高电平，low表示低电平。

本实用新型可以独立计算两路霍尔传感器输出的脉冲信号，并对霍尔传感器的脉冲信号进行对比，提高计算数据的可靠性，防止一路霍尔传感器发生故障导致整个检测系统不工作。在本实用新型中，例如驱动电机3的减速比为 575:1，回转电机7的蜗轮蜗杆的传动比为60:1，在MCU中通过计算可以得出驱动电机3没转动一周回转侧的角度变化为：θ＝360°/(60*575)≈0.01°，上述减速比和传动比为已知参数。上述根据减速比和传动比计算的方式是已有知识，以及根据脉冲信号获取减速比也是已有知识，本实用新型的改进是在于通过在驱动电机里面设置两路霍尔传感器，取代现有技术中需要设置的倾角传感器或者角度传感器，因此更加的方便、节省成本。

本实用新型在应用时，控制单元还会得到驱动电机所需调整的角度偏差这个已知量，根据驱动电机每转动一周的角度变化值可以计算到驱动电机需转动的周数，结合霍尔传感器检测驱动电机转动周数从而可以控制驱动电机转动相应的周数。本实用新型的计算过程都是现有知识。

如行业主流使用的倾角传感器的精度为±0.5°，精密的倾角传感器可以达到±0.1°,但是价格比较昂贵，成本高。本实用新型可以在低成本的情况下得到更精确的角度值,使得追踪器的跟踪角度精度得到进一步的提高。

还包括导线，回转电机7上还设有位置校准件13，位置校准件13通过导线连接所述位置校准接口10。通过外部回转电机7上安装的位置校准件13每天对位置进行校准一次，减少电机转动时产生的累计误差。

根据跟踪器的在一天中的运行总时间不超过30分钟，而且每次运动十几秒后再过十几分钟再运行，其它时间驱动电机3属于停止状态，所以驱动电机3 发热量非常小。而且电路板中采用耐高低温的电子元件，确保了系统运行的稳定性。本实用新型适用于太阳能跟踪器的单轴、双轴跟踪系统；适用于有刷、无刷的直流电机或交流电机。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。