一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统技术方案

本实用新型专利技术涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，包括感光板、光照传感器、PSoC芯片和电机驱动单元；所述光照传感器不止一个且分散布置在感光板上；所述PSoC芯片分别与光照传感器和电机驱动单元相连接，光照传感器将测得的光照信号转换成数字量，PSoC芯片接收数字量信息并对其进行分析比较，PSoC芯片再根据分析比较的结果对电机驱动单元进行调控。上述技术方案中提供的基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，能始终较大程度接收太阳光，实现对太阳能的自动跟踪，提高对太阳能的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能发电
，具体涉及一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统。
技术介绍
PSoC(片上可编程系统)系列单片机是在一个专有的微控制器MCU内核周围集成了可配置的模拟和数字外围器件阵列PSoC块，利用芯片内部的可编程互联阵列，有效地配置芯片上的模拟和数字块资源，达到可编程片上系统的目的。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。在光电转换过程当中，为了提高太阳光的利用率，可以采用增大接收面板的方法。但是该方法只能在人少或者场地需求不大的地方实施。对于人口聚集的东部沿海地区实施较为困难。而且该方法只接收某一固定方向的太阳光，太阳光的利用率不高，并且造成设备的浪费。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，这种太阳能自动跟踪系统能使感光面始终朝向太阳强度最大的方向，提高太阳能的利用率。为解决上述技术问题，本技术采用了以下技术方案：一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，包括感光板、光照传感器、PSoC芯片和电机驱动单元；所述光照传感器不止一个且分散布置在感光板上；所述PSoC芯片分别与光照传感器和电机驱动单元相连接，光照传感器将测得的光照信号转换成数字量，PSoC芯片接收数字量信息并对其进行分析比较，PSoC芯片再根据分析比较的结果对电机驱动单元进行调控。优选地，所述电机驱动单元包括水平布置的水平电机和竖直布置的竖直电机，水平电机和竖直电机分别与PSoC芯片之间通过驱动芯片相连接。优选地，还包括外界保护系统，所述外界保护系统与PSoC芯片相连接，外界保护系统采集外界环境的数据信息，PSoC芯片接收数据信息并对其进行分析处理，PSoC芯片再根据分析处理的结果对电机驱动单元进行调控。优选地，所述光照传感器、电机驱动单元、外界保护系统三者与PSoC芯片之间的连接方式分别采用开发板的GPIO接口进行连接。优选地，所述外界保护系统包括减少雨水干扰的雨滴保护单元和减少风速影响的风速保护单元，所述雨滴保护单元包括雨滴传感器，风速保护单元包括风扇叶片和测速传感器。本技术提供的基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，PSoC芯片可以根据不同方位的光照强度控制电机驱动单元，以控制感光板跟随太阳的移动而移动，通过光照传感器、PSoC芯片以及电机驱动单元之间相互的配合使用，使得感光板能始终较大程度接收太阳光，提高太阳能的利用率。附图说明图1为本技术基于PSoC的太阳能自动跟踪系统的系统设计框图；图2为本技术基于PSoC的太阳能自动跟踪系统的设计原理图；图3为光照传感器的位置示意图。具体实施方式为了使本技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本技术进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本技术的一种或几种具体的实施方式，并不对本技术具体请求的保护范围进行严格限定。本技术采取的技术方案如图1、图2所示，一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，包括感光板、光照传感器、PSoC芯片和电机驱动单元10；所述光照传感器不止一个且分散布置在感光板上；所述PSoC芯片分别与光照传感器和电机驱动单元10相连接，光照传感器将测得的光照信号转换成数字量，PSoC芯片接收数字量信息并对其进行分析比较。具体实施方案为，光照传感器将光照信号转换成数字量后，通过接线端口SDA以串口形式将数据发送到PSoC芯片，PSoC芯片对接收的数字量做比较处理，判定不同方向光强数据的大小。之后PSoC芯片再根据分析比较的结果对电机驱动单元10进行调控。所述电机驱动单元10包括水平布置的水平电机和竖直布置的竖直电机，水平电机和竖直电机分别与PSoC芯片之间通过驱动芯片相连接，且水平电机的优先级高于竖直电机。感光板上光照传感器的位置可以有多种实施方式，本实施例中采用如图3所示的排列方式，在平面上设置有处于垂直状态的四个光照传感器，分别为左传感器、右传感器、上传感器和下传感器，将左传感器数据定为A、右传感器数据定义为B、上传感器数据定义为C、下传感器数据定义为D，开始工作时，先由四个光照传感器将光照信号转换为光照数据。再由PSoC芯片读取光照数据，对左右、上下光照数据分别进行比较。即对数据A、B进行比较，再对数据C、D进行比较。当A>B时，启动水平电机控制感光板左转。当A<B时，启动水平电机控制感光板右转。当A＝B时，水平电机静止，然后判断是否需要驱动竖直电机。当C>D时，启动竖直电机控制感光板向上转。当C<D时，启动竖直电机控制感光板向下转。当C＝D时，竖直电机停止。此时感光板正对太阳光。所述太阳能自动跟踪系统还包括外界保护系统11，所述外界保护系统11与PSoC芯片相连接，外界保护系统11采集外界环境的数据信息，PSoC芯片接收数据信息并对其进行分析处理，PSoC芯片再根据分析处理的结果对电机驱动单元10进行调控。所述外界保护系统包括减少雨水干扰的雨滴保护单元和减少风速影响的风速保护单元，且风速保护单元优先级高于雨滴保护单元。风速保护单元和雨滴保护单元具体实施时可以有多种实施方式，在本实施例中风速保护单元采用风扇叶片和测速传感器组成。风扇叶片会阻隔测速传感器的光通道，此时测速传感器输出高电平。当光通道畅通时，测速传感器输出低电平。当风扇叶片转动时，测速传感器产生一系列脉冲信号，PSoC芯片接收到信号后对脉冲高电平时长进行计时，根据风扇叶片宽度计算出风扇叶片的旋转速度。根据表1得到风速数值。再由PSoC芯片判定，当测速达到阈值时，驱动竖直电机使感光板水平放置以保护感光板。当风速小于阈值并且持续2分钟时，判定此时风不大，PSoC芯片调控水平电机和竖直电机使得感光板正对太阳正常工作。表1风扇转速和风速对照表雨滴保护单元采用雨滴传感器构成，雨滴传感器检测到雨滴信号后，产生雨滴信号并传入PSoC芯片，PSoC芯片驱动竖直电机使得太阳能感光板竖直放置从而保护感光板。所述光照传感器、电机驱动单元、外界保护系统三者与PSoC芯片之间的连接方式分别采用开发板的GPIO接口进行连接，该接口的使用使得连接简单更容易实现。更为具体的方案为，上述基于PSoC的太阳能自动跟踪系统还预留多个电源接口，可以采用不同方式为太阳能自动跟踪系统供电，使得该太阳能自动跟踪系统可以满足家庭220V交流供电、车载USB供电、路灯太阳能供电等。方便多种状况下使用，应用场合广泛。具体实施时，还可设置有用于保护各设备的外壳，可将PSoC芯片、水平电机以及电源模块放置在底部外壳中，竖直电机放置在中部外壳中，感光板顶部可设置有透明薄膜覆盖进行保护，感光板底部可设置有相应的防护盖将光照传感器与PSoC的连接线路保护起来。总之，本技术提供的基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，能始终较大程度接收太阳光，实现对太阳能的自动跟踪，提高对太阳能的利用率。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在获知本技术中记载内容后，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，其特征在于：包括感光板、光照传感器、PSoC芯片和电机驱动单元；所述光照传感器不止一个且分散布置在感光板上；所述PSoC芯片分别与光照传感器和电机驱动单元相连接，光照传感器将测得的光照信号转换成数字量，PSoC芯片接收数字量信息并对其进行分析比较，PSoC芯片再根据分析比较的结果对电机驱动单元进行调控。

【技术特征摘要】
1.一种基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，其特征在于：包括感光板、光照传感器、PSoC芯片和电机驱动单元；所述光照传感器不止一个且分散布置在感光板上；所述PSoC芯片分别与光照传感器和电机驱动单元相连接，光照传感器将测得的光照信号转换成数字量，PSoC芯片接收数字量信息并对其进行分析比较，PSoC芯片再根据分析比较的结果对电机驱动单元进行调控。2.根据权利要求1所述的基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，其特征在于：所述电机驱动单元包括水平布置的水平电机和竖直布置的竖直电机，水平电机和竖直电机分别与PSoC芯片之间通过驱动芯片相连接。3.根据权利要求1所述的基于PSoC的太阳能自动跟踪系统，其特征在于：还包括外界保护系统，所述外界...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓梅，叶陈晓，李义丰，许恒煜，赵超聪，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32