光信号自动跟踪器制造技术

本发明专利技术公开了光信号自动跟踪器，包括用于实现光伏板物理旋转和定位检测的机械结构和用于实现自动跟踪算法、信号采集的控制板，所述机械结构包括光伏电板、定位传感器模块、旋转平台、横纵步进电机和纵轴步进电机，所述控制板包括MCU模块、步进电机驱动模块、时钟模块、存储模块及电源模块。本发明专利技术应用时，通过当地的太阳轨迹运行规律和时钟信息调整横纵轴步进电机的旋转角度、实时检测太阳光强度信息，并保存旋转范围内太阳光强度最大点的太阳光角度信息，将其作为各光伏发电装置的控制角。

Optical signal automatic tracker

The invention discloses a light signal automatic tracker, including mechanical structure for detection of photovoltaic panels physical rotation and positioning and automatic tracking algorithm is used to realize control board, signal acquisition, the mechanical structure of photovoltaic panels, including positioning sensor module, rotating platform, cross stride and vertical axis stepper motor stepper motor, the control board including the MCU module, stepper motor drive module, clock module, memory module and power module. The application of the invention, the rotation angle, through the local sun track running rules and clock information adjustment of horizontal and vertical axis stepper motor real-time detection of solar light intensity information, and save the information of sun angle rotation range sunlight intensity maximum, as the control of photovoltaic power generation device angle.

【技术实现步骤摘要】
光信号自动跟踪器
本专利技术涉及电力系统领域，尤其是涉及光信号自动跟踪器。
技术介绍
能源是社会繁荣和发展的驱动力量，人类的一切活动都离不开它。当今人口的平均增长率正在对能源的需求不断的施加压力，自从1973年石油危机后，人们一直在寻求新能源技术的发展。太阳能、水能、风能、潮汐能、生物能等可再生能源的利用被普遍看好，大规模的合理地使用可再生能源是消除煤炭、石油所带来的负面作用的主要途径。其中，太阳能是最重要的清洁能源，从能量的形成过程分析，地球上存在的其他形式的能源几乎都是从太阳能转化过来的。太阳能洁净无污染、资源丰富，被公认为最有效代替化石能源的新能源。太阳能的直接利用主要分为两个领域：太阳热能和光伏发电。太阳热能现在已经广泛使用，例如太阳能热水器，其可以提供在一定条件下的局部供热，但是这部分热能转换成可远传的电能或者机械能的效率很低。光伏发电是一种通过将太阳能直接转换为电能的发电形式，主要是通过太阳能光电池进行转换。相比太阳热能而言，光伏发电具有转换效率高等优点。虽然随着光伏发电技术的发展，光伏发电的成本和电价也在不断下降。但现有光伏发电技术依然存在投资成本较高的问题，其主要体现在两个方面：一是电力转换器效率较低；另一是控制系统成本和效能较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供光信号自动跟踪器，通过当地的太阳轨迹运行规律和时钟信息调整横纵轴步进电机的旋转角度、实时检测太阳光强度信息，并保存旋转范围内太阳光强度最大点的太阳光角度信息，将其作为各光伏发电装置的控制角。本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：包括用于实现光伏板物理旋转和定位检测的机械结构和用于实现自动跟踪算法、信号采集的控制板，所述机械结构包括光伏电板、定位传感器模块、旋转平台、横纵步进电机和纵轴步进电机，所述控制板包括MCU模块、步进电机驱动模块、时钟模块、存储模块及电源模块。本专利技术中，机械结构与控制板之间可通过电源线、电机控制线和定位传感器连接线进行连接。应用时，定位传感器模块用于检测横轴步进电机在横轴方向的旋转角度和纵轴步进电机在纵轴方向的旋转角度，其通过脉冲方式实现。横轴步进电机和纵轴步进电机均是将电脉冲信号转变成角位移的数字式控制电机，在非超载的情况下，其的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，同时其只有周期性误差而无累计误差，因而精度高。时钟模块和存储模块分别实现定时和一些实时信息数据的存储。MCU模块用于实现双轴步进电机控制、电流采样、定位传感器模块信号获取和数据传输等功能，同时控制其他外设，而步进电机驱动模块则在MCU模块的作用下用于横轴步进电机和纵轴步进电机的细分控制。时钟模块和存储模块分别实现定时和一些实时信息数据的存储。时钟模块和存储模块可通过IIC总线与MCU模块相连接，如此，可分别实现系统定时和一些实时信息数据的存储。为实现MCU模块的功能，进一步地，所述MCU模块为TMS320F28035DPS微处理器。为实现步进电机驱动模块的功能，进一步地，所述步进电机驱动模块为TA8435步进电机驱动电路。为实现存储模块的功能，进一步地，所述存储模块为E2PROM存储器。为实现对控制板的编程，进一步地，所述控制板还包括编程口，所述编程口连接有PC机。控制板与PC机之间可通过JTAG接口连接线进行连接。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中，通过当地的太阳轨迹运行规律和时钟信息调整横纵轴步进电机的旋转角度、实时检测太阳光强度信息，并保存旋转范围内太阳光强度最大点的太阳光角度信息，将其作为各光伏发电装置的控制角。如此，可灵活地解决大规模光伏发电站进行太阳光自动跟踪时需要消耗大量能源和成本问题。附图说明图1为本专利技术所述的光信号自动跟踪器的结构框图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术做进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，光信号自动跟踪器，包括用于实现光伏板物理旋转和定位检测的机械结构和用于实现自动跟踪算法、信号采集的控制板，所述机械结构包括光伏电板、定位传感器模块、旋转平台、横纵步进电机和纵轴步进电机，所述控制板包括MCU模块、步进电机驱动模块、时钟模块、存储模块及电源模块。本实施例中，机械结构与控制板之间可通过电源线、电机控制线和定位传感器连接线进行连接。应用时，定位传感器模块用于检测横轴步进电机在横轴方向的旋转角度和纵轴步进电机在纵轴方向的旋转角度，其通过脉冲方式实现。横轴步进电机和纵轴步进电机均是将电脉冲信号转变成角位移的数字式控制电机，在非超载的情况下，其的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，同时其只有周期性误差而无累计误差，因而精度高。时钟模块和存储模块分别实现定时和一些实时信息数据的存储。MCU模块用于实现双轴步进电机控制、电流采样、定位传感器模块信号获取和数据传输等功能，同时控制其他外设，而步进电机驱动模块则在MCU模块的作用下用于横轴步进电机和纵轴步进电机的细分控制。时钟模块和存储模块分别实现定时和一些实时信息数据的存储。时钟模块和存储模块可通过IIC总线与MCU模块相连接，如此，可分别实现系统定时和一些实时信息数据的存储。为实现MCU模块的功能，优选地，所述MCU模块为TMS320F28035DPS微处理器。为实现步进电机驱动模块的功能，优选地，所述步进电机驱动模块为TA8435步进电机驱动电路。为实现存储模块的功能，优选地，所述存储模块为E2PROM存储器。为实现对控制板的编程，优选地，所述控制板还包括编程口，所述编程口连接有PC机。控制板与PC机之间可通过JTAG接口连接线进行连接。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施方式只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
光信号自动跟踪器，其特征在于：包括用于实现光伏板物理旋转和定位检测的机械结构和用于实现自动跟踪算法、信号采集的控制板，所述机械结构包括光伏电板、定位传感器模块、旋转平台、横纵步进电机和纵轴步进电机，所述控制板包括MCU模块、步进电机驱动模块、时钟模块、存储模块及电源模块。

【技术特征摘要】
1.光信号自动跟踪器，其特征在于：包括用于实现光伏板物理旋转和定位检测的机械结构和用于实现自动跟踪算法、信号采集的控制板，所述机械结构包括光伏电板、定位传感器模块、旋转平台、横纵步进电机和纵轴步进电机，所述控制板包括MCU模块、步进电机驱动模块、时钟模块、存储模块及电源模块。2.根据权利要求1所述的光信号自动跟踪器，其特征在于：所述MCU...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢渝，
申请(专利权)人：重庆阿尔迪机电技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50