一种太阳方位测量传感器制造技术

本发明专利技术公开一种太阳方位测量传感器，包括底座（1）、垂直固定在底座（1）上的支柱（2）以及设在支柱（2）上的水平固定轴（3）；所述水平固定轴（3）上设有圆形基座，所述圆形基座上表面设有投影针（4）；所述投影针（4）垂直于所述圆形基座的上表面；所述投影针（4）采用不透明材料制成，其底端固定于所述圆形基座上表面的圆心处；本发明专利技术能有效抵抗干扰、方位感应准确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳方位测量传感器
本专利技术涉及传感器
，具体讲是一种太阳方位测量传感器。
技术介绍
现有的太阳方位测量传感器一般直接采用检测阳光在基面两侧的照射强度差来判别方位，这会导致阴天情况下传感器混乱指示不清，尤其会给出错误的方位反馈。极少数基于太阳光阴影判别法的方案却由于结构不合理而存在受环境污染物干扰传感器的情况，例如落叶或者灰尘的覆盖产生阴影而造成干扰进而导致传感器无法判别真正的方位。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种有效抵抗干扰、方位感应准确度高的太阳方位测量传感器。本专利技术的技术解决方案如下：一种太阳方位测量传感器，包括底座、垂直固定在底座上的支柱以及设在支柱上的水平固定轴；所述水平固定轴上设有圆形基座，所述圆形基座上表面设有投影针；所述投影针垂直于所述圆形基座的上表面；所述投影针采用不透明材料制成，其底端固定于所述圆形基座上表面的圆心处；所述圆形基座上表面环绕所述投影针设有环形光敏电阻阵列，所述环形光敏电阻阵列由串联排布在环形基板上的N个编号为1～N的光敏电阻组成；所述环形基板上相邻的光敏电阻相互接触紧密排列；所述环形光敏电阻阵列排布在环形基板上的光敏电阻可选任意起点按照顺时针或者逆时针顺序依次编号为1～N；每个光敏电阻的中心到所述投影针轴线的距离均为R，其与所述投影针长度L和外径d以及所述光敏电阻的半径r之间的关系为R≤(L+d+2r)/2，其中，4r≤d≤6r；所述水平固定轴上设有可绕其旋转的透明球形罩，所述透明球形罩包围所述圆形基座及所述投影针并不与它们接触；所述透明球形罩的球心位于所述水平固定轴的轴线上，所述透明球形罩的一端外壁固定设有与所述水平固定轴同轴且可转动配合的空心齿轮；所述支柱上设有可相对其旋转的风杯，所述风杯转轴的轴线与所述空心齿轮轴线平行，且所述风杯转轴末端设有与所述空心齿轮啮合的驱动齿轮；所述圆形基座内部设有与N个串联光敏电阻电连接的电压采样模块，所述电压采样模块通过单片机采样编号为1～N的光敏电阻两端的模数转换电压V1～VN并保存在单片机寄存器中，所述电压采样模块通过贯穿所述水平固定轴的总线与设于支柱上的总线接口电连接；与所述总线接口连接的总线包括所述电压采样模块供电电源线和串行数据总线，如SPI或IIC等，所述电压采样模块的主控芯片可采用STM32系列MCU，由于N个光敏电阻串联，流过的电流相同，通过MCU的AD采样引脚获取每个光敏电阻两端的电压，将该电压通过AD转换后存储在寄存器中供总线输出给外部控制模块使用，如控制太阳能电池板方位角度的控制模块通过总线接口与本专利技术传感器连接通过总线协议读取到与编号为1～N的串联光敏电阻对应的模数转换电压V1～VN。所述底座上设有与所述透明球形罩下半球接触的弧形毛刷，所述弧形毛刷的两端连线与所述水平固定轴的轴线平行。所述环形光敏电阻阵列的每个光敏电阻的伏安特性曲线和光照特性曲线相同。所述圆形基座的上表面与所述底座的底面平行。所述圆形基座的上还设有覆盖所述环形光敏电阻阵列的磨砂玻璃。它能有效均衡投射到光敏电阻上的光亮度，而更有效的区分所述投影针在阳光下投射到光敏电阻上的阴影，起到对光照亮度的平滑滤波的作用。所述风杯的转轴轴向限位在包含轴承的支柱上。所述投影针采用石墨或者黑色金属材料制成。所述弧形毛刷的外轮廓弧线所在圆与所述底座的底面垂直，且外轮廓弧线的圆心角为120-170°，具体以不影响所述透明球形罩相对于所述水平固定轴旋转为准。本专利技术的有益效果是：本专利技术可根据所述投影针投射在环形光敏电阻阵列上的阴影判断太阳光方位，根据编号1～N的光敏电阻所对应的方位角可映射出传感器所指示出的方位；当没有太阳光的阴天时，由于阴影辨识度小，每个光敏电阻的阻值趋于一致进而导致采样的电压基本相等；可以使传感器输出无效值，进而防止应用于太阳能电池板方位调节机构时出现频繁误调节动作。本专利技术还设有可通过风力驱动的风杯，所述风杯通过其转轴末端的驱动齿轮驱动所述空心齿轮进而驱动所述透明球形罩旋转，与其接触的弧形毛刷就可以对所述透明球形罩透光表面进行及时的清理作用，从而有效防止了所述透明球形罩表面被落叶或灰尘覆盖影响投影针的阴影辨识度。附图说明图1为本专利技术的局部剖视结构示意图。图2为图1中A-A向剖视结构示意图。图3为本专利技术正视结构示意图。图4为本专利技术实施例中应用示意图。具体实施方式下面用具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术不仅局限于以下具体实施例。实施例如图1-4所示，一种太阳方位测量传感器，包括底座1、垂直固定在底座1上的支柱2以及设在支柱2上的水平固定轴3；所述水平固定轴3上设有圆形基座，所述圆形基座上表面设有投影针4；所述投影针4垂直于所述圆形基座的上表面；所述投影针4采用不透明材料制成，其底端固定于所述圆形基座上表面的圆心处即所述投影针4与所述圆形基座同轴；所述圆形基座上表面环绕所述投影针4设有环形光敏电阻阵列5，所述环形光敏电阻阵列5由串联排布在环形基板5.1上的N个编号为1～N的光敏电阻5.2组成；所述环形基板5.1上相邻的光敏电阻5.2相互接触紧密排列；所述环形光敏电阻阵列5排布在环形基板5.1上的光敏电阻5.2可选任意起点按照顺时针或者逆时针顺序依次编号为1～N；每个光敏电阻5.2的中心到所述投影针4轴线的距离均为R，其与所述投影针4长度L和外径d以及所述光敏电阻5.2的半径r之间的关系为R≤(L+d+2r)/2，其中，4r≤d≤6r；作为优选，r＝2mm，d＝8mm，L＝50mm，R＝30mm。其中，N根据光敏电阻半径r大小作调整使得满足上述关系式的同时相邻的光敏电阻5.2相互接触紧密排列即可。所述水平固定轴3上设有可绕其旋转的透明球形罩6，所述透明球形罩6包围所述圆形基座及所述投影针4并不与它们接触；这样可以保证透明球形罩6绕轴自由旋转。所述透明球形罩6的球心位于所述水平固定轴3的轴线上，所述透明球形罩6的一端外壁固定设有与所述水平固定轴3同轴且可转动配合的空心齿轮6.1；空心齿轮6.1与所述透明球形罩6外壁固定且通过轴承套在所述水平固定轴3上。所述支柱2上设有可相对其旋转的风杯7，所述风杯7转轴的轴线与所述空心齿轮6.1轴线平行，且所述风杯7转轴末端设有与所述空心齿轮6.1啮合的驱动齿轮7.1；所述风杯7与现有的风杯式风速计风杯相同，它由三个或四个圆锥形或半球形的空杯组成。空杯固定在互成120°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上，杯的凹面顺着一个方向排列，整个横臂架则固定在一根垂直的旋转轴上。作为优选驱动齿轮7.1的齿数小于所述空心齿轮6.1的齿数。较佳地所述空心齿轮6.1与驱动齿轮7.1的齿数比大于10:1。所述圆形基座内部设有与N个串联光敏电阻5.2电连接的电压采样模块8，所述电压采样模块8通过单片机采样编号为1～N的光敏电阻5.2两端的模数转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳方位测量传感器，其特征在于：包括底座（1）、垂直固定在底座（1）上的支柱（2）以及设在支柱（2）上的水平固定轴（3）；/n所述水平固定轴（3）上设有圆形基座，所述圆形基座上表面设有投影针（4）；所述投影针（4）垂直于所述圆形基座的上表面；所述投影针（4）采用不透明材料制成，其底端固定于所述圆形基座上表面的圆心处；/n所述圆形基座上表面环绕所述投影针（4）设有环形光敏电阻阵列（5），所述环形光敏电阻阵列（5）由串联排布在环形基板（5.1）上的N个编号为1～N的光敏电阻（5.2）组成；所述环形基板（5.1）上相邻的光敏电阻（5.2）相互接触；所述环形光敏电阻阵列（5）排布在环形基板（5.1）上的光敏电阻（5.2）可选任意起点按照顺时针或者逆时针顺序依次编号为1～N；/n每个光敏电阻（5.2）的中心到所述投影针（4）轴线的距离均为R，其与所述投影针（4）长度L和外径d以及所述光敏电阻（5.2）的半径r之间的关系为R≤（L+d+2r）/2，其中，4r≤d≤6r；/n所述水平固定轴（3）上设有可绕其旋转的透明球形罩（6），所述透明球形罩（6）包围所述圆形基座及所述投影针（4）并不与它们接触；/n所述透明球形罩（6）的球心位于所述水平固定轴（3）的轴线上，所述透明球形罩（6）的一端外壁固定设有与所述水平固定轴（3）同轴且可转动配合的空心齿轮（6.1）；/n所述支柱（2）上设有可相对其旋转的风杯（7），所述风杯（7）转轴的轴线与所述空心齿轮（6.1）轴线平行，且所述风杯（7）转轴末端设有与所述空心齿轮（6.1）啮合的驱动齿轮（7.1）；/n所述圆形基座内部设有与N个串联光敏电阻（5.2）电连接的电压采样模块（8），所述电压采样模块（8）通过单片机采样编号为1～N的光敏电阻（5.2）两端的模数转换电压V...

【技术特征摘要】
1.一种太阳方位测量传感器，其特征在于：包括底座（1）、垂直固定在底座（1）上的支柱（2）以及设在支柱（2）上的水平固定轴（3）；
所述水平固定轴（3）上设有圆形基座，所述圆形基座上表面设有投影针（4）；所述投影针（4）垂直于所述圆形基座的上表面；所述投影针（4）采用不透明材料制成，其底端固定于所述圆形基座上表面的圆心处；
所述圆形基座上表面环绕所述投影针（4）设有环形光敏电阻阵列（5），所述环形光敏电阻阵列（5）由串联排布在环形基板（5.1）上的N个编号为1～N的光敏电阻（5.2）组成；所述环形基板（5.1）上相邻的光敏电阻（5.2）相互接触；所述环形光敏电阻阵列（5）排布在环形基板（5.1）上的光敏电阻（5.2）可选任意起点按照顺时针或者逆时针顺序依次编号为1～N；
每个光敏电阻（5.2）的中心到所述投影针（4）轴线的距离均为R，其与所述投影针（4）长度L和外径d以及所述光敏电阻（5.2）的半径r之间的关系为R≤（L+d+2r）/2，其中，4r≤d≤6r；
所述水平固定轴（3）上设有可绕其旋转的透明球形罩（6），所述透明球形罩（6）包围所述圆形基座及所述投影针（4）并不与它们接触；
所述透明球形罩（6）的球心位于所述水平固定轴（3）的轴线上，所述透明球形罩（6）的一端外壁固定设有与所述水平固定轴（3）同轴且可转动配合的空心齿轮（6.1）；

【专利技术属性】
技术研发人员：顾少云，
申请(专利权)人：顾少云，
类型：发明
国别省市：江西;36