一种基于单片机的太阳能充电装置制造方法及图纸

一种基于单片机的太阳能充电装置，属于太阳能充电技术领域，包括太阳能电池板、单片机等，其特征在于追踪电路包括水平和俯仰两组，开关电路和单片机相连以控制充电装置整机的工作；电池充电电路包括太阳能电池板、能量收集转换器芯片，太阳能电池板由导线接入到能量收集转换器芯片的输入端，能量收集转换器芯片的输出端接待充电电池；太阳能电池板背面横向固定有支架，支架和电动机轴相连接；电动机固定在做水平转动的电动机轴上，做水平转动的电动机固定在带有底座的支撑杆上。本实用新型专利技术环保而无污染，其工作效率高，技术简单，适合大众使用、精度高、可自行调节精度和方向、成本低、效益高、功能全。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于单片机的太阳能充电装置，属于太阳能充电

技术介绍
太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且太阳能无须开采和运输。有效地开发利用太阳能不会污染环境，清洁无公害，在环境污染越来越严重的今天，极其宝贵的。太阳能能量丰富，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。另外，太阳能具有持续稳定性，根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。及时有效的利用太阳能，能够节约资源，遏制资源短缺的态势，同时清洁环保无污染，利用面广阔，可利用能量巨大。·太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，已经和风能成为各国竞相开发的绿色能源。但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，如果能始终保持太阳板和光照的垂直，使其最大化地接收太阳能，则能充分利用丰富的太阳能资源。因此，设计开发能自动追踪太阳光照的电磁机械系统，是非常有价值的研究课题。目前，已经出现各种太阳能充电技术，如固定式太阳能充电系统、单轴式追太阳能足示系统、双轴式太阳能追S示电路等。在这些技术中，追S示式比较有优势。追S示式太阳能系统能增加太阳集能器或光伏模块接收的太阳能，能提高日用功率和年输出功率，比固定式系统成本高且更复杂。然而，太阳能追踪电路能增加年输出功率而有效地降低成本。据国外研究，单轴太阳能追S示电路比固定式系统能增加25%的功率输出，而双轴太阳能追S示电路比固定式系统能增加41%的功率输出。在商业领域，太阳能追踪电路有单轴系统和双轴机械跟踪定位系统。单轴系统只能自东向西追踪太阳，而双轴系统能在自东向西追踪太阳的同时，使太阳能板倾斜从而跟踪太阳的高度变化。目前虽然出现双轴太阳能追踪电路，但是所采用的技术各不相同，所实现的功能也各不一样，其充电技术存在不少缺陷和不足。比如很多采用单片机、PLC等做成的设备其电路过于复杂却精度不够，成本高。而且很多装置是人为操作的，需要有人在旁边控制。还有一些技术仅仅是太阳能追踪，并没还有完善的充电系统，而且设计过于简单，缺乏应对各种情况的技术。我们搜集的很多专利资料，发现确实存在不少技术缺陷与不足，比如申请号/专利号为200810089671，名称为“用于太阳能自动追踪电路的光强差异放大器件及其设计方法”和申请号/专利号为200920232269，名称为“太阳能追踪装置”的设计等，但部分是追踪技术，不完善。
技术实现思路
针对
技术介绍
中所述的缺陷和不足，本技术提供了一种基于单片机的太阳能充电装置，以实现自动追光、自动开启关闭充电装置和给手机电池等各种可充电电池充电之目的。本技术的技术方案如下一种基于单片机的太阳能充电装置，包括太阳能电池板、追踪电路、开关电路、电动机、单片机和电池充电电路，太阳能电池板为长方形，其特征在于追踪电路包括水平和俯仰两组追踪电路，每组追踪电路包括两个电压比较器和两个三极管VTl、VT2，两个电压比较器的输出端分别经限流电阻和两个三极管VT1、VT2的基极相连接，两个三极管VT1、VT2的集电极分别连接控制电动机正反转动的继电器线圈，两个三极管VT1、VT2的发射极接地；两个电压比较器的输入端分别连接4个光敏电阻，4个光敏电阻对称固定在太阳能电池板的两个对应边上，由引线接入到追踪电路中；开关电路包括三极管VT和继电器，其中三极管VT的基极经限流电阻和单片机的控制口相连接，发射极接地，稳压二极管和继电器的线圈并联后连接到三极管VT的集电极上，该继电器是控制充电装置整机工作的开关；电池充电电路包括太阳能电池板、能量收集转换器芯片，太阳能电池板由导线接入到能量收集转换器芯片的输入端，能量收集转换器芯片的输出端接待充电电池；太阳能电池板背面横向固定有支架，支架和控制其做俯仰转动的电动机轴相连接；做俯仰转动的电动机固定在做水平转动的电动机轴上，做水平转动的电动机固定在带有底座的支撑杆上。一种上述太阳能充电装置中单片机的工作方法，步骤如下开始I)单片机初始化，自行检测各按键是否正确，无误后开始计时；2)时间自增一次，设每次增一秒；3)检测程序运行是否异常，如果是则结束程序，如果不是则转入下一步；4)判断时间是否是6 :00，如果不是转入步骤6)，否则转入下一步；5)单片机给开关电路输出一个高电平信号，继电器接通，使充电装置整机开始工作，然后转入步骤2);6)判断是否是18 :00，如果不是转入步骤2)，如果是则转入下一步；7)单片机不再输出高电平信号，使充电装置整机处于关闭状态，然后跳回2)；结束。本技术追踪原理描述如下如图5所示，双运放大器LM358与Rl、R2构成两个电压比较器，参考电压为6V。光敏电阻RTl、电位器RPl与光敏电阻RT2相串接、光敏电阻RT3、电位器RP2与光敏电阻RT4相串接分别构成光敏传感器接入到两个电压比较器的输入端，该电路能根据环境光线的强弱进行自动平衡补偿。将RTl和RT3安装在太阳能电池板横向对应边的一侧，将RT2和RT4安装在太阳能电池板横向对应边的另一侧。当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光作用时，RPl和RP2的中心点电阻电压不变。如果RT1、RT3受太阳光照较强，RTl的内阻减小，LM358的3脚点位升高，I脚输出高电平，三极管VTl饱和导通，继电器Jl导通，其转换触点3与触点I闭合。同时RT3内阻减小，LM358的5脚点位下降，J2不动作，其转换触点3与静触点2闭合，电动机M正转；同理，如果RT2、RT4受太阳光照较强，继电器J2导通，Kl断开，电动机M反转。当转到阳光与发电板垂直时，两侧光照强度相同，继电器Jl、J2都导通，电动机不转。在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照的强弱不断地交替变化，电动机M转-停、转-停，使太阳能接收装置始终面朝太阳。本技术的追踪电路用一个横向上的追踪电路实现水平方向上的追踪，再用第二个相同的追踪电路实现俯仰方向上的追踪，这样就能够实现二维的全跟踪，使太阳能电池板正对太阳。本技术中的单片机控制作为整个装置开关的继电器，将追踪电路中的电源线接入单片机控制的继电器。给单片机设好时间，本技术中设定在早上6点启动电路，则它会控制继电器接通开关，使追踪电路的电路闭合，实现转向跟踪太阳；当傍晚6点时，单片机控制电路关闭，使继电器达到另一个开关，则追踪电路断路停止工作。当单片机输出闻电位时，开关电路中的三极管VT导通并进入饱和状态，这样三极管VT集电极有导通电流，继电器开始工作使继电器内部开关打到电源端，追踪电路获得12V电压出于工作状态；当单片机输出为低电平时，三极管VT和继电器都不工作，继电器内部开关打到悬空端，追踪电路无电源处于关闭状态。给单片机输入程序，设定好时间控制输出端的电位，就可实现用单片机按一定时间控制整个电路的开关。 本技术环保而无污染，其工作效率高，无用的损耗低，一般情况下输入电压大约是5V，而输出电压4. IV，效率是95.7%。经过测试，普通晴天时给一个普通手机锂电池的充电时间是3-4小时。本充电装置技术简单，适合大众使用、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的太阳能充电装置，包括太阳能电池板、追踪电路、开关电路、电动机、单片机和电池充电电路，太阳能电池板为长方形，其特征在于追踪电路包括水平和俯仰两组追踪电路，每组追踪电路包括两个电压比较器和两个三极管VT1、VT2，两个电压比较器的输出端分别经限流电阻和两个三极管VT1、VT2的基极相连接，两个三极管VT1、VT2的集电极分别连接控制电动机正反转动的继电器J1、J2线圈，两个三极管VT1、VT2的发射极接地；两个电压比较器的输入端分别连接4个光敏电阻，4个光敏电阻对称固定在太阳能电池板的两个对应边上，由引线接入到追踪电路中；开关电路包括三极管VT和继电器，其中三极管VT的基极经限流电阻和单片机的控制口相连接，发射极接地，稳压二极管和继电器的线圈并联后连接到三极管VT的集电极上，该继电器是控制充电装置整机工作的开关；电池充电电路包括太阳能电池板、能量收集转换器芯片，太阳能电池板由导线接入到能量收集转换器芯片的输入端，能量收集转换器芯片的输出端接待充电电池；太阳能电池板背面横向固定有支架，支架和控制其做俯仰转动的电动机轴相连接；做俯仰转动的电动机固定在做水平转动的电动机轴上，做水平转动的电动机固定在带有底座的支撑杆上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马丕明，徐辉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：