一种光伏板的自动寻日装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光伏板的自动寻日装置，包括水平感光单元、竖直感光单元、风速测量单元、GPS定位单元、控制单元、水平电机驱动单元、俯仰电机驱动单元、按键输入单元和显示单元。本发明专利技术采用光控和时控互补结合的控制方式，光线较强时采用光线传感器进行追踪控制，光线较弱时根据经纬度和时间进行追踪控制，调整水平电机和俯仰电机使光伏板始终面向太阳光强最强的方向，有效的提高了太阳能发电系统的发电效率，其结构简单，体积小巧，安装方便，价格低廉，系统功耗低，追踪精度高，稳定性和可靠性好，可扩展性强，使用灵活，能够根据天气状况自动选择寻日追踪方式，适用于光伏交通警示灯、小型光伏电站等太阳能发电系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏板的自动寻日装置
本专利技术涉及光伏发电控制
，特别涉及一种光伏板的自动寻日装置。
技术介绍
能源是促进经济发展和社会进步的原动力，从工业革命以来，人类所使用的主要能源为石化能源。然而其蕴藏量有限，大量的使用会造成全球环境生态和气候产生很大的变化。而太阳能是一种取之不尽用之不竭并且无污染的清洁能源，随着人类对能源的使用从常规能源向可再生能源转移，太阳能则成为人类理想的替代能源。而现阶段太阳能发电装置一经安装其光伏板的位置即固定，由于太阳照射角度一直在变化，导致目前的太阳能发电效率普遍都不高，所以如何增加太阳能发电系统的发电效率是值得研究的。
技术实现思路
(一)解决的技术问题为了解决上述问题，本专利技术提供了一种光伏板的自动寻日装置，使用太阳追踪技术，使光伏板始终面向太阳光强最强的方向，有效的提高了太阳能发电系统的发电效率。(二)技术方案一种光伏板的自动寻日装置，包括水平感光单元、竖直感光单元、风速测量单元、GPS定位单元、控制单元、水平电机驱动单元、俯仰电机驱动单元、按键输入单元和显示单元；所述水平感光单元包括第一和第二光线传感器、运算放大器、第一和第二电阻，其中所述第一和第二光线传感器选用光敏电阻，所述运算放大器选用四运算放大器LM358；所述第一和第二光线传感器位于光伏板的水平中线两端，感应所述光伏板水平方向的太阳直射位置，所述运算放大器输出高低电平信号，送入所述控制单元的A/D口；所述竖直感光单元具有与所述水平感光单元相同的电路结构，两个所述光线传感器位于所述光伏板的竖直中线两端，感应所述光伏板竖直方向的所述太阳直射位置，同样输出高低电平信号送入所述控制单元的所述A/D口；所述风速测量单元检测环境当前风速，输出电平信号送入所述控制单元的所述A/D口；所述GPS定位单元包括GPS接收模块、GPS天线、第三和第四电阻，其中所述GPS接收模块选用16通道高感GPS接收器E580；所述GPS接收模块接收GPS定位卫星发送的导航电文，并将所述导航电文送入所述控制单元的UART1口；所述控制单元对所述水平感光单元输入的所述高低电平信号进行A/D转换，输出所述光伏板水平方向的PWM控制信号；所述控制单元对所述竖直感光单元输入的所述高低电平信号进行A/D转换，输出所述光伏板竖直方向的PWM控制信号；所述控制单元对所述风速测量单元输入的所述电平信号进行A/D转换，计算得到对应的风速值，并与风速预设值进行比较，输出所述光伏板水平方向的中断信号；所述控制单元对所述GPS定位单元输入的所述导航电文进行解析和提取，转成时间、经纬度等GPS定位信息数据；所述控制单元输出分别连接所述显示单元、所述水平电机驱动单元和所述竖直电机驱动单元；所述水平电机驱动单元包括D触发器、第一和第二光电隔离器、第一和第二场效应管、第一～第四二极管、第五～第十电阻、第一和第二电容，其中所述第一和第二光电隔离器选用TLP521；所述D触发器输入所述控制单元输出的所述PWM控制信号，驱动水平电机正反转，从而控制所述光伏板在水平方向上正反翻转；所述俯仰电机驱动单元具有与所述水平电机驱动单元相同的电路结构，输入所述控制单元输出的所述PWM控制信号，驱动俯仰电机正反转，从而控制所述光伏板在竖直方向上正反翻转；所述显示单元实时显示当前环境风速、当地经纬度和时间信息；所述按键输入单元包括键盘扫描芯片、键盘、石英晶振、第三～第五电容和第十一～第十七电阻，其中所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵；所述按键输入单元用于输入风速预设值及当前经纬度和时间等参数。进一步的，所述控制单元选用单片机MSP430F148。进一步的，所述风速测量单元选用风速传感器FC-2A3。进一步的，所述水平电机和所述俯仰电机均为24V直流永磁电动机。进一步的，所述显示单元选用液晶模块LCD12864。(三)有益效果本专利技术提供了一种光伏板的自动寻日装置，采用光控和时控互补结合的控制方式，光线较强时采用光线传感器进行追踪控制，光线较弱时根据经纬度和时间进行追踪控制，调整水平电机和俯仰电机使光伏板始终面向太阳光强最强的方向，有效的提高了太阳能发电系统的发电效率，其结构简单，体积小巧，安装方便，价格低廉，系统功耗低，追踪精度高，稳定性和可靠性好，可扩展性强，使用灵活，能够根据天气状况自动选择寻日追踪方式，适用于光伏交通警示灯、小型光伏电站等太阳能发电系统中。附图说明图1为本专利技术所涉及的一种光伏板的自动寻日装置的系统功能框图。图2为本专利技术所涉及的一种光伏板的自动寻日装置的感光单元电路原理图。图3为本专利技术所涉及的一种光伏板的自动寻日装置的GPS定位单元电路原理图。图4为本专利技术所涉及的一种光伏板的自动寻日装置的电机驱动单元电路原理图。图5为本专利技术所涉及的一种光伏板的自动寻日装置的按键输入单元电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术所涉及的实施例做进一步详细说明。如图1所示，一种光伏板的自动寻日装置，包括水平感光单元、竖直感光单元、风速测量单元、GPS定位单元、控制单元、水平电机驱动单元、俯仰电机驱动单元、按键输入单元和显示单元。要实现对太阳的追踪，需要知道某一时刻某一位置，太阳的方位角和高度角。系统通过水平感光单元测量太阳的方位角、竖直感光单元测量太阳的高度角、GPS定位单元获得经纬度和时间信息。如图2所示，水平感光单元包括光线传感器Rt1和Rt2、运算放大器U1、电阻R1和R2，其中光线传感器Rt1和Rt2选用光敏电阻，运算放大器U1选用四运算放大器LM358；光线传感器Rt1和Rt2位于光伏板的水平中线两端，感应光伏板水平方向的太阳直射位置，运算放大器U1输出高低电平信号，送入控制单元的A/D口。光敏电阻Rt1和Rt2是一种电阻值随着光照强度发生变化的电阻，当阳光直射时，光敏电阻Rt1和Rt2的阻值相同，运算放大器LM358的同相输入端和反相输入端的电压差为0，此时控制单元上无输入；若阳光不处于直射位置，则两个光敏电阻Rt1和Rt2的阻值不相同，LM358的输入端会产生电压差，由于LM358处于开环状态，因此会给控制单元发出0或1的高低电平信号。竖直感光单元具有与水平感光单元相同的电路结构，两个光线传感器位于光伏板的竖直中线两端，感应光伏板竖直方向的太阳直射位置，同样输出高低电平信号送入控制单元的A/D口。风速测量单元检测环境当前风速，输出电平信号送入控制单元的A/D口。当风速超过一定值时，若光伏板处于非水平位置，可能会造成光伏板因风力过大而受损，因此需要实时检测当前环境风速。风速测量单元选用风速传感器FC-2A3，输出0～5V电压，测量风速范围0～30m/s，输出的电压幅值与风速值相对应。如图3所示，GPS定位单元包括GPS接收模块U3、GPS天线E1、电阻R3和R4，其中GPS接收模块U3选用16通道高感GPS接收器E580；GPS接收模块接收GPS定位卫星发送的导航电文，并将导航电文送入控制单元U2的UART1口。高感低功耗的E580每秒数据更新率为4次，具有16个通道，可同时跟踪16颗GPS定位卫星，跟踪灵敏度可达-158dBm。无间断的卓越的导航性能，即使在茂密的森林或者高楼林立的闹市都可以定位，不仅能满足陆地导航的要求，而且能达到飞行器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏板的自动寻日装置，其特征在于：包括水平感光单元、竖直感光单元、风速测量单元、GPS定位单元、控制单元、水平电机驱动单元、俯仰电机驱动单元、按键输入单元和显示单元；所述水平感光单元包括第一和第二光线传感器、运算放大器、第一和第二电阻，其中所述第一和第二光线传感器选用光敏电阻，所述运算放大器选用四运算放大器LM358；所述第一和第二光线传感器位于光伏板的水平中线两端，感应所述光伏板水平方向的太阳直射位置，所述运算放大器输出高低电平信号，送入所述控制单元的A/D口；所述竖直感光单元具有与所述水平感光单元相同的电路结构，两个所述光线传感器位于所述光伏板的竖直中线两端，感应所述光伏板竖直方向的所述太阳直射位置，同样输出高低电平信号送入所述控制单元的所述A/D口；所述风速测量单元检测环境当前风速，输出电平信号送入所述控制单元的所述A/D口；所述GPS定位单元包括GPS接收模块、GPS天线、第三和第四电阻，其中所述GPS接收模块选用16通道高感GPS接收器E580；所述GPS接收模块接收GPS定位卫星发送的导航电文，并将所述导航电文送入所述控制单元的UART1口；所述控制单元对所述水平感光单元输入的所述高低电平信号进行A/D转换，输出所述光伏板水平方向的PWM控制信号；所述控制单元对所述竖直感光单元输入的所述高低电平信号进行A/D转换，输出所述光伏板竖直方向的PWM控制信号；所述控制单元对所述风速测量单元输入的所述电平信号进行A/D转换，计算得到对应的风速值，并与风速预设值进行比较，输出所述光伏板水平方向的中断信号；所述控制单元对所述GPS定位单元输入的所述导航电文进行解析和提取，转成时间、经纬度等GPS定位信息数据；所述控制单元输出分别连接所述显示单元、所述水平电机驱动单元和所述竖直电机驱动单元；所述水平电机驱动单元包括D触发器、第一和第二光电隔离器、第一和第二场效应管、第一～第四二极管、第五～第十电阻、第一和第二电容，其中所述第一和第二光电隔离器选用TLP521；所述D触发器输入所述控制单元输出的所述PWM控制信号，驱动水平电机正反转，从而控制所述光伏板在水平方向上正反翻转；所述俯仰电机驱动单元具有与所述水平电机驱动单元相同的电路结构，输入所述控制单元输出的所述PWM控制信号，驱动俯仰电机正反转，从而控制所述光伏板在竖直方向上正反翻转；所述显示单元实时显示当前环境风速、当地经纬度和时间信息；所述按键输入单元包括键盘扫描芯片、键盘、石英晶振、第三～第五电容和第十一～第十七电阻，其中所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵；所述按键输入单元用于输入风速预设值及当前经纬度和时间等参数。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏板的自动寻日装置，其特征在于：包括水平感光单元、竖直感光单元、风速测量单元、GPS定位单元、控制单元、水平电机驱动单元、俯仰电机驱动单元、按键输入单元和显示单元；所述水平感光单元包括第一和第二光线传感器、运算放大器、第一和第二电阻，其中所述第一和第二光线传感器选用光敏电阻，所述运算放大器选用四运算放大器LM358；所述第一和第二光线传感器位于光伏板的水平中线两端，感应所述光伏板水平方向的太阳直射位置，所述运算放大器输出高低电平信号，送入所述控制单元的A/D口；所述竖直感光单元具有与所述水平感光单元相同的电路结构，两个所述光线传感器位于所述光伏板的竖直中线两端，感应所述光伏板竖直方向的所述太阳直射位置，同样输出高低电平信号送入所述控制单元的所述A/D口；所述风速测量单元检测环境当前风速，输出电平信号送入所述控制单元的所述A/D口；所述GPS定位单元包括GPS接收模块、GPS天线、第三和第四电阻，其中所述GPS接收模块选用16通道高感GPS接收器E580；所述GPS接收模块接收GPS定位卫星发送的导航电文，并将所述导航电文送入所述控制单元的UART1口；所述控制单元对所述水平感光单元输入的所述高低电平信号进行A/D转换，输出所述光伏板水平方向的PWM控制信号；所述控制单元对所述竖直感光单元输入的所述高低电平信号进行A/D转换，输出所述光伏板竖直方向的PWM控制信号；所述控制单元对所述风速测量单元输入的所述电平信号进行A/D转换，计算得到对应的风速值，并与风速预设值进行比较，输出所述光伏板水平方向的中断信号；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈连江，
申请(专利权)人：湖州振硕自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33