基于光电传感器的太阳能自动寻光系统技术方案

一种基于光电传感器的太阳能自动寻光系统包括固定架、连接架，固定架与连接架之间通过二个舵机连接，太阳能电池板设在连接架上：其中一个舵机固定在固定架上，其中另一个舵机固定在连接架上，二个舵机之间的动力输出轴连接；多个所述舵机分别与控制芯片连接，所述控制芯片与感光部分连接，所感光部分包括光敏元件、电压比较器，所述光敏元件包括光敏电阻，光敏电阻与电压比较器连接，电压比较器与控制芯片连接。本实用新型专利技术的优点在于，通过感知太阳位置，同时采用跟踪算法增强稳定性，实现精确跟踪，解决了太阳能板对太阳光不能充分利用的问题，另还便于携带，整体结构设计为可拆卸的装置。

Solar energy automatic light seeking system based on photoelectric sensor

A kind of automatic optical system comprises a fixed frame and a connecting frame of the solar photoelectric sensor based on the fixed frame and the connecting frame through two steering, the solar cell plate is arranged on the connecting frame: one steering gear is fixed on the fixing bracket, wherein another steering gear is fixed on the connecting frame, the power output axis two servo connection; a plurality of the steering gear are respectively connected with the control chip, the control chip and the connection part of the photosensitive photosensitive part, which comprises a photosensitive element, a voltage comparator, wherein the photosensitive element comprises a photosensitive resistance, a photosensitive resistance connected with the voltage comparator, a voltage comparator is connected with the control chip. The utility model has the advantages that, through the perception of the position of the sun, and the tracking algorithm to enhance the stability, achieve accurate tracking, solved using solar panels to the sun can not fully, the other is easy to carry, the overall structure design for detachable device.

【技术实现步骤摘要】
基于光电传感器的太阳能自动寻光系统
本技术属于先进制造、自动化和信息领域，具体涉及自动跟踪太阳的功能。
技术介绍
目前国内外采用的跟踪太阳的方法很多，但是基本可以归结为两种：1.视日运动轨迹跟踪；2.光电跟踪。前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。1.视日运动轨迹跟踪太阳跟踪装置采用地平坐标和极轴坐标都可以对太阳轨迹进行预测并完成对日跟踪，但是采用地平坐标系统较为方便，通过天文三角形之间的关系式可以得到太阳和观测者之间的关系。根据太阳轨迹算法的分析，太阳轨迹位置由观测点的地理位置和标志时间来确定，在应用中全球定位系统GPS可为系统提供精度很高的地理经纬度和当地时间，以此来确定太阳位置以保证系统的准确定位和跟踪。2.光电跟踪光电跟踪是采用传感器跟踪方式，主要是通过在跟踪装置上安装感光元件，用于感知太阳光的强弱来实现对太阳的跟踪。以上两种方法都可以实现对太阳的跟踪，但是各有利弊，视日运动轨迹跟踪可以很精确的跟踪太阳，但是需要使用非常复杂的算法，增加了系统的成本；光电跟踪的成本最低，但是如果控制算法以及硬件电路的不完善会导致跟踪不准确，达不到预期的效果。
技术实现思路
本技术提供一种基于光电传感器的太阳光线自动跟踪装置，该装置能自动跟踪太阳光线的运动，保证太阳能设备的能量转换部分所在平面始终与太阳光线垂直，提高设备的能量利用率。一种基于光电传感器的自动寻光系统包括固定架、连接架，固定架与连接架之间通过二个舵机连接，太阳能电池板设在连接架上：其中一个舵机固定在固定架上，其中另一个舵机固定在连接架上，二个舵机之间的动力输出轴连接；多个所述舵机分别与控制芯片连接，所述控制芯片与感光部分连接，所感光部分包括光敏元件、电压比较器，所述光敏元件包括光敏电阻，光敏电阻与电压比较器连接，电压比较器与控制芯片连接。进一步讲，控制芯片为STM32F103ZET6。进一步讲，连接架为U型结构，舵机通过转轴连接在U型结构的U型槽内部。进一步讲，所述光敏元件包括至少二个光敏电阻，其中一个光敏电阻设有深度在5-6厘米的浅槽中，另一个光敏电阻设在深度在8-12厘米的深槽中；设在深槽中的光敏电阻通过控制芯片与设在连接架上的舵机连通，设在浅槽中的光敏电阻通过控制芯片与设在固定架的舵机连通。本技术的优点在于：1.系统能根据天气条件进行选择性工作，晴天自动跟踪，阴天或黑夜停止跟踪，避免电能消耗。2.晴天时系统能保证太阳能电池板与太阳光垂直,充分吸收光能。3.系统设计的硬件部分和软件部分能够无故障、准确、合理地运行。4.为了减少电能过多消耗，系统能自动跟踪一次太阳光。附图说明图1基于光电传感器的太阳能自动寻光系统的系统框图。图2为本技术控制示意图。图3为本实用优选结构示意图。图4为光电传感器电路图。图5电压比较器电路图。图6基于光电传感器的太阳能自动寻光系统的机械结构示意图。图7为深槽中光敏电阻接收光线示意图。图8为浅槽中的光敏电阻接收光线示意图。如图中，固定架1、连接架2、舵机3、太阳能电池板4、控制芯片5、电压比较器61、光敏电阻62。具体实施方式如图6，一种基于光电传感器的自动寻光系统包括固定架1、连接架2，固定架1与连接架2之间通过二个舵机3连接，太阳能电池板4设在连接架2上：其中一个舵机3固定在固定架1上，其中另一个舵机3固定在连接架2上，二个舵机3之间的动力输出轴连接，优选的，连接架2为U型结构，舵机3通过转轴连接在U型结构的U型槽内部(舵机3与太阳能电池板4是用螺丝与连接架2连接，可以在短时间内进行拆卸，便于携带)。固定架1连接在不锈钢的十字支架上，与固定架1连接的舵机3转动可以带动太阳能电池板4进行纵向180度的转动；与连接架2连接的舵机3转动可以带动太阳能电池板4进行横向180度的转动。如图2，二个所述舵机3分别与控制芯片5连接，控制芯片5与感光部分6连接，感光部分包括光敏元件、电压比较器61，光敏元件包括光敏电阻62，光敏电阻62与电压比较器61连接，电压比较器与控制芯片5连接。工作时，光敏电阻62直接将光信号转变为电信号，然后通过电压比较器61将模拟电信号转变为数字信号，控制芯片5接收到数字信号后，控制芯片5启动舵机3使太阳能电池板4始终正面面向太阳，优选的，控制芯片为STM32F103ZET6。如图4、5中，感光部分包括光敏元件与电压比较器，光敏元件包括R1、R2，其中R1为光敏电阻，R2为滑阻，在有光线直射和无光线直射时，R1的阻值会在几十千欧的范围内变化，变化的特征为：当光线直射时R1的阻值变小，无光线直射时R1的阻值变大。在R1、R2两端加上5V电压，当R1变化时，Voltageout处的电压就会发生变化。LM339的正输入端(5号管脚)接入变化的电压，在负端(4号管脚)接入10K的滑阻用于调节参考电压，当正端电压高于负端时，输出端(2号管脚)输出为高电平；当负端电压高于正端时，输出端(2号管脚)输出为低电平。此过程为光信号转变为模拟电信号再转变为数字信号的过程。如图3中，光敏元件包括至少二个光敏电阻62，其中一个光敏电阻62设有深度在5-6厘米的浅槽中，另一个光敏电阻62设在深度在8-12厘米的深槽中；设在深槽中的光敏电阻62通过电压比较器61与控制芯片5连接，并通过控制芯片5与设在连接架2上的舵机3连通，设在浅槽中的光敏电阻62通过通过电压比较器61与控制芯片5连接，并通过控制芯片5与设在固定架1的舵机3连通。工作时，设在深槽中的光敏电阻62对光线位置移动较为敏感，如图7中，当太阳移动时，太阳照射到深槽中光敏电阻62受深槽壁的影响，只有在太阳光完全或接近垂直于光敏电阻时，光敏电阻才会感受到太阳光，当太阳移动超过几度后，即会引起设在深槽中光敏电阻采集数值发生巨大变化，从而使控制芯片5启动设连接架2上的舵机3，使设在连接架2上的太阳能电池板4(横向)与太阳一起移动，当太阳转向时，设在浅槽中的光敏电阻62受其浅槽壁的影响，也会无法接收到太阳光，从而控制芯片5启动设固定架1上的舵机3，使设在连接架2上的太阳能电池板4(纵向)与太阳一起移动。如图1中，太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过稳压模块输入蓄电池，设在太阳能电池板或与之相对固定的位光敏传感器能时实接收太阳光，并将太阳光的强弱转化为数字信号，控制芯片根据数据信号，启动二个舵机其中一个或二个同时启动，使太阳能电池板始终面向太阳，下雨或无太阳时，太阳能电池板无论怎么移动，光敏传感器均无法采集到强太阳光信号，即停止太阳能电池板的移动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光电传感器的太阳能自动寻光系统，其特征在于：所述自动寻光系统包括固定架、连接架，固定架与连接架之间通过二个舵机连接，太阳能电池板设在连接架上：其中一个舵机固定在固定架上，其中另一个舵机固定在连接架上，二个舵机之间的动力输出轴连接；多个所述舵机分别与控制芯片连接，所述控制芯片与感光部分连接，所感光部分包括光敏元件、电压比较器，所述光敏元件包括光敏电阻，光敏电阻与电压比较器连接，电压比较器与控制芯片连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于光电传感器的太阳能自动寻光系统，其特征在于：所述自动寻光系统包括固定架、连接架，固定架与连接架之间通过二个舵机连接，太阳能电池板设在连接架上：其中一个舵机固定在固定架上，其中另一个舵机固定在连接架上，二个舵机之间的动力输出轴连接；多个所述舵机分别与控制芯片连接，所述控制芯片与感光部分连接，所感光部分包括光敏元件、电压比较器，所述光敏元件包括光敏电阻，光敏电阻与电压比较器连接，电压比较器与控制芯片连接。2.根据权利要求1所述的一种基于光电传感器的太阳能自动寻光系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄喜军，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45