一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，包括太阳能电池板、设置于所述太阳能电池板中心位置和四周的光照传感器、与所述太阳能电池板底部相连的水平支架、与所述水平支架底端相连的俯仰电机、与所述俯仰电机底部相连的载物平台、位于所述载物平台上的控制器、以及与所述控制器相连旋转电机，所述控制器还与所述俯仰电机相连。如此设置，本装置能够自动跟踪太阳光的运动，保证太阳能装置的能量转换部分所在的平面始终与太阳光保持垂直，从而提高太阳能板的集光能力，使太阳能电池板能够最大限度的收集太阳能，并可以提供稳定的为其他设备供电，稳定性高，容易加工，耗材减少，受外界环境影响低。

An Adaptive Solar Tracking Device Based on Single Chip Microcomputer

The utility model discloses an adaptive solar tracking device based on a single chip computer, including a solar panel, a light sensor arranged at the central position and around the solar panel, a horizontal bracket connected with the bottom of the solar panel, an elevation motor connected with the bottom of the horizontal bracket, a carrier platform connected with the bottom of the elevation motor, and a platform positioned at the bottom of the elevation motor. The controller on the loading platform and the rotary motor connected with the controller are also connected with the pitching motor. In this way, the device can automatically track the movement of sunlight, ensure that the plane of the energy conversion part of the solar energy device is always perpendicular to the sunlight, so as to improve the solar collector's ability, enable the solar panels to maximize the collection of solar energy, and provide stable power supply for other equipment, with high stability, easy processing and less consumables. Influenced by external environment is low.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置
本技术属于太阳能发电利用领域，具体为一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置。
技术介绍
太阳能是一种可再生的，广泛用于世界各地的能源，同时太阳能又是一种无污染的清洁能源，加强太阳能的开发，对节约能源、保护环境也有重大的意义。目前，限于资金和科技水平，太阳的能量只有很小的比例得到有效地开发和利用。现在太阳能最常用的功能是用于发电，但现有的太阳能发电装置大多是以固定的角度放置于地面，无法实现随太阳的移动而转动，这样给太阳能发电的推广带来了极大的困难。随着光伏发电材料—单晶/多晶硅等的问世，转换效率虽有所提高，但在工程实践中电池板的利用率却始终维持在一个较低水平，有研究表明，单轴太阳能追踪系统比固定式系统能增加20％的功率输出，而太阳能电池板双轴自动追踪系统比固定式系统能增加40％的功率输出。鉴于此，确有必要设计一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置系统来解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供集太阳能收集、储存、追踪于一体的一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，包括：太阳能电池板、设置于所述太阳能电池板中心位置和四周的光照传感器、与所述太阳能电池板底部相连的水平支架、与所述水平支架底端相连的俯仰电机、与所述俯仰电机底部相连的载物平台、位于所述载物平台上的控制器、以及与所述控制器相连旋转电机，所述控制器还与所述俯仰电机相连。作为本技术进一步改进的技术方案，所述载物平台上还设有稳压器，所述稳压器内部设有稳压输出口。作为本技术进一步改进的技术方案，所述控制器的一侧连接有控制导线，所述控制导线与所述俯仰电机和所述旋转电机相连。作为本技术进一步改进的技术方案，所述一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置还包括用于支撑所述载物平台且设置于所述旋转电机上的竖直支架。作为本技术进一步改进的技术方案，所述一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置还包括与所述旋转电机底部相连的基座，所述基座用于支撑所述旋转电机。作为本技术进一步改进的技术方案，所述控制器中的单片机采用宏晶科技STC89C52RC系列产品。作为本技术进一步改进的技术方案，所述光照传感器采用罗姆半导体BH1750FVI系列产品。作为本技术进一步改进的技术方案，所述太阳能电池板为晶科制造，尺寸为285mm×185mm。本技术的有益效果是：通过检测光源位置，驱动步进电机，能够自动跟踪太阳光的运动，保证太阳能装置的能量转换部分所在的平面始终与太阳光保持垂直，从而提高太阳能板的集光能力；在间歇性跟踪上保证跟踪不出现累积误差，跟踪速度迅速，跟踪后能迅速停止，不产生多余动作耗能；在天气改变或者季节改变影响到电池板装换效率时，能够判断一些不利情况，从跟踪方式转变为固定式减少能耗；可以提供稳定的5V电压输出为其他设备供电；具有高稳固程度，易加工，耗材少，受外界环境影响低等特点。附图说明图1是本技术一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置的结构示意图。图2是本技术一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置的原理图。图3是本技术一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置的原理电路图。图4是本技术一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置的软件设计流程图。附图标记：1-太阳能电池板；2-光照传感器；3-水平支架；4-俯仰电机；5-载物平台；6-控制器；7-稳压器；8-稳压出口；9-控制导线；10-旋转电机；11-竖直支架；12-基座；13-电机驱动装置。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。请参图1至图3所示，一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，包括太阳能电池板1、设置于所述太阳能电池板1中心位置和四周的光照传感器2、与所述太阳能电池板1底部相连的水平支架3、与所述水平支架3底端相连的俯仰电机4、与所述俯仰电机4底部相连的载物平台5、位于所述载物平台5上的控制器6、以及与所述控制器6相连的旋转电机10，所述控制器6还与所述俯仰电机4相连。所述太阳能电池板1为太阳能单晶电池板，所述太阳能单晶电池板1为晶科制造，所述太阳能单晶电池板1的尺寸为285mm×185mm。所述光照传感器2采用罗姆半导体BH1750FVI系列产品。所述光照传感器2中设有光敏电阻，所述光敏电阻为鑫永诚光电5516光敏电阻检测模块。所述控制器6的一侧连接有控制导线，所述控制导线与所述俯仰电机4和所述旋转电机10相连。所述控制器6中的单片机采用宏晶科技STC89C52RC系列产品。所述载物平台5上还设有稳压器7，所述稳压器7内部设有稳压输出口8。所述一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置还包括用于支撑所述载物平台5且设置于所述旋转电机10上的竖直支架11、与所述旋转电机10底部相连的基座12以及驱动所述俯仰电机4和所述旋转电机10的电机驱动装置13，所述基座12用于支撑所述旋转电机10，所述电机驱动装置13中的芯片为意法半导体L298N。所述太阳能电池板1有两个转动角度，分别为水平方向和垂直仰角，分别由旋转电机10和所述俯仰电机4两个步进电机带动。所述光照传感器2分别放置在所述太阳能电池板1的中心位置和四周，四周包括上下左右四个位置。所述光照传感器2用于检测光源的位置，左右两个所述光照传感器2检测太阳转动的位置，上下两个所述光照传感器2检测太阳高度的变化，中心位置处的所述光照传感器2用于校准太阳光是否与采光部分的垂直。基于单片机的自适应太阳能追踪装置通过所述光照传感器2检测部分采集到的信号经过信号转换电路将检测信号传输给所述控制器6中的单片机。所述控制器6中的单片机采用宏晶科技STC89C52RC系列产品。所述单片机加电复位后，并将对采样进来的电压进行判断，进而两个步进电机分别对水平方向和垂直仰角做出相应的调整，即电压有增大和减小两种可能，如果电压增大，则所述旋转电机10控制所述太阳能电池板1继续转动，反之减小，所述单片机将立即发出信号，让所述旋转电机10反转，实现对太阳光的跟踪，并通过通信接口将数据传输出来。利用传感器技术和自动控制技术构成的跟踪系统，使所述太阳能电池板1间歇地垂直对准太阳光线，提高所述太阳能电池板1的集光能力。本技术在固定式太阳能电池板的基础上改变机械结构，增加少量组件，利用传感器技术和自动控制技术构成跟踪闭环系统，让所述太阳能电池板1自动对准太阳，使所述太阳能电池板1的转换效率尽量提高。在间歇性跟踪上保证跟踪不出现累积误差，跟踪速度迅速，跟踪后能迅速停止，不产生多余动作耗能。在天气改变或者季节改变影响到太阳能电池板1装换效率时，能够判断一些不利情况，从跟踪方式转变为固定式减少能耗。一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置的软件设计如下：如图4所示，为本软件设计方案，主要包括系统初始化程序、启动光强检测、光强最大电位置捕捉、电机驱动等部分。系统初始化包括IIC总线(InterICBUS)标准初始化、光强传感器GY-30初始化，定时器初始化，中断初始化。要想实现太阳能板自适应追光转动需要利用安装在太阳能电池板1上、下、左、右四个位置的光强传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，其特征在于，包括：太阳能电池板、设置于所述太阳能电池板中心位置和四周的光照传感器、与所述太阳能电池板底部相连的水平支架、与所述水平支架底端相连的俯仰电机、与所述俯仰电机底部相连的载物平台、位于所述载物平台上的控制器、以及与所述控制器相连的旋转电机，所述控制器还与所述俯仰电机相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，其特征在于，包括：太阳能电池板、设置于所述太阳能电池板中心位置和四周的光照传感器、与所述太阳能电池板底部相连的水平支架、与所述水平支架底端相连的俯仰电机、与所述俯仰电机底部相连的载物平台、位于所述载物平台上的控制器、以及与所述控制器相连的旋转电机，所述控制器还与所述俯仰电机相连。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，其特征在于，所述控制器的一侧连接有控制导线，所述控制导线与所述俯仰电机和所述旋转电机相连。3.根据权利要求2所述的一种基于单片机的自适应太阳能追踪装置，其特征在于，所述控制器中设有单片机，所述单片机采用宏晶科技STC89C52RC系列产品。4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的自适应太阳能追踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫景丽，郭健，陈建飞，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32