專利名稱：微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域中一種太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能是一種清潔無(wú)污染的可再生能源，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的生 活中。隨著太陽(yáng)能的廣泛應(yīng)用，對(duì)所用太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的技術(shù)要求也越來(lái)越高。在公 知技術(shù)中，現(xiàn)有太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)主控核心主要采用由光電傳感器、運(yùn)放組成的模擬電 子控制系統(tǒng)，但受其結(jié)構(gòu)所限，其電路構(gòu)成精度低、器件容易老化，性能不穩(wěn)定，電路需要反 復(fù)調(diào)試，尤其是所用光電傳感器的安裝，需要復(fù)雜的附屬裝置，再是為了接受太陽(yáng)光，光電 傳感器必須暴露在外部，常年風(fēng)吹雨淋，經(jīng)受高溫、低溫等惡劣氣候，器件老化加速，極易出 現(xiàn)故障，尤其是現(xiàn)有的利用計(jì)算太陽(yáng)的高度角和方位角來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤 系統(tǒng)，普遍采用定時(shí)跟蹤方式，由于太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，太陽(yáng)的高度角和方位角在一天內(nèi)隨 時(shí)間的變化率是非線性的，所以定時(shí)跟蹤方式，必然使跟蹤系統(tǒng)在某時(shí)段光線的垂直性誤 差偏大，當(dāng)光線角度變化率小時(shí)，電機(jī)會(huì)發(fā)生不不要的頻繁運(yùn)轉(zhuǎn)，誤差大且能耗大。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決現(xiàn)有的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)電路構(gòu)成精度低，性 能不穩(wěn)定的問(wèn)題。本實(shí)用新型之目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，精度高，性能穩(wěn)定，使用方 便的新式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，它設(shè)有機(jī)械部分和電路控制器部分共兩部分，其 中機(jī)械部分包括機(jī)座、太陽(yáng)能接收器、水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器、垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器，在機(jī)座上分別 裝連著太陽(yáng)能接收器、水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器，太陽(yáng)能接收器背部裝連有垂直向轉(zhuǎn) 動(dòng)器，水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器分別裝連有水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)，水平步進(jìn) 電機(jī)的連軸連接機(jī)座，垂直步進(jìn)電機(jī)的連軸連接太陽(yáng)能接收器，水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn) 電機(jī)電連接電路控制器部分；電路控制器部分包括單片機(jī)、時(shí)鐘系統(tǒng)、GPS模塊、液晶點(diǎn)陣顯示屏、8X8按鍵 板、垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，GPS模塊的TXD、RXD輸出腳連接單片機(jī) P3. 0-3. 1腳，時(shí)鐘系統(tǒng)DS1203的RST腳、I/O腳、CLK腳連接單片機(jī)P2. 0-2. 2腳，單片機(jī) Pl. 0-1. 7腳連接8X8按鍵板，單片機(jī)P0. 0-0. 7腳連接液晶點(diǎn)陣顯示屏，單片機(jī)P3. 1-P3. 5 輸出腳串聯(lián)電阻Rl. 1-R1. 4后連接光電耦合器A1-A4后分別對(duì)應(yīng)連接垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 器、水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。上述微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，所述單片機(jī)為STC12C5A60S2，微處理器是采用的 美國(guó)ATMEL公司的Atmegal28微處理器。上述微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，所述時(shí)鐘系統(tǒng)DS1203是采用EPSON公司的RTC-4553時(shí)鐘芯片。上述微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，所述液晶點(diǎn)陣顯示屏采用的YM19264大屏幕點(diǎn)陣
型顯示屏。上述微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，所述水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)或采用伺服電 機(jī)替代。上述微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，所述8X8按鍵板采用帶PVC面膜的輕觸按鍵。本實(shí)用新型是以單片機(jī)微處理器為核心的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。其工作原理是 根據(jù)天文物理的知識(shí)，太陽(yáng)的高度角和方位角與地球的緯度和經(jīng)度、太陽(yáng)的赤緯角和時(shí)角 有關(guān)。將這些數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在微處理器芯片中，由微處理器根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥?、徑度和?dāng)前的日期、 時(shí)刻，計(jì)算出太陽(yáng)的高度角和方位角，然后由微處理器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，使太 陽(yáng)能裝置在水平方向和垂直方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，無(wú)論晴天和陰天，都能使太陽(yáng)能接收器 始終與太陽(yáng)光垂直，達(dá)到最佳接收效果。它是根據(jù)太陽(yáng)運(yùn)行規(guī)律通過(guò)計(jì)算采用定偏差跟蹤 方式，可保證在任何時(shí)段太陽(yáng)高度角和方位角的偏差均處于規(guī)定的范圍內(nèi)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)角度 根據(jù)偏差自動(dòng)調(diào)整，減少了電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的次數(shù)，提高了精確度，最大限度的節(jié)約了能耗。尤其 是采用的旋轉(zhuǎn)編碼器和光電開(kāi)關(guān)作為位置反饋系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信息，實(shí)時(shí)消除機(jī) 械誤差，確?？刂凭?。由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)采用了上述技術(shù)方案，有效地解決了現(xiàn)有的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤 系統(tǒng)電路構(gòu)成精度低，性能不穩(wěn)定的問(wèn)題。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí) 用，精度高，性能穩(wěn)定，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備、太陽(yáng)能熱水器及各種適用 的利用太陽(yáng)能器具等。

下面結(jié)合負(fù)荷圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1是本實(shí)用新型機(jī)械部分的實(shí)施例簡(jiǎn)圖。圖2是圖1實(shí)施例的后視圖。圖3是本實(shí)用新型電路控制器部分的電路連接方框圖。圖4是本實(shí)用新型電路控制器部分的原理電路圖。附圖中各標(biāo)號(hào)為1_太陽(yáng)能接收器；2-垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器；3-機(jī)座；4-水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器； 5電路控制器；STC12C5A60S2-單片機(jī)；DS1203-時(shí)鐘系統(tǒng)；XSP-液晶點(diǎn)陣顯示屏AJ-8X8 按鍵板；C-DJ-QD-垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；S-DJ-QD-水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
具體實(shí)施方式
如附圖1-圖3所示實(shí)施例，本實(shí)用新型設(shè)有機(jī)械部分和電路控制器部分共兩部 分。機(jī)械部分包括機(jī)座3、太陽(yáng)能接收器1、水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器4、垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器2，在機(jī)座 3上分別裝連著太陽(yáng)能接收器1、水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器4和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器2，太陽(yáng)能接收器1背部裝 連有垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器2，水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器4和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器2分別裝連有水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步 進(jìn)電機(jī)，水平步進(jìn)電機(jī)的連軸連接機(jī)座3，垂直步進(jìn)電機(jī)的連軸連接太陽(yáng)能接收器1，水平 步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)電連接電路控制器部分；
4[0023] 電路控制器部分包括電路控制部分包括單片機(jī)STC12C5A60S2、時(shí)鐘系統(tǒng) DS1203、GPS模塊、液晶點(diǎn)陣顯示屏XSP、8X8按鍵板AJ、垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器C-DJ-QD、 水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器S-DJ-QD，GPS模塊的TXD、RXD輸出腳連接單片機(jī)STC12C5A60S2的 P3. 0-3. 1腳，時(shí)鐘系統(tǒng)DS1203的RST腳、I/O腳、CLK腳連接單片機(jī)STC12C5A60S2的 P2. 0-2. 2 腳，單片機(jī) STC12C5A60S2 的 Pl. 0-1. 7 腳連接 8X8 按鍵板 AJ，單片 STC12C5A60S2 的P0. 0-0. 7腳連接液晶點(diǎn)陣顯示屏XSP，單片機(jī)STC12C5A60S2的P3. 1-P3. 5輸出腳串聯(lián)電 阻Rl. 1-R1. 4后再連接光電耦合器A1-A4后再分別對(duì)應(yīng)連接垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器C-DJ-QD、 水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器S-DJ-QD。
權(quán)利要求一種微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，它設(shè)有機(jī)械部分和電路控制器部分共兩部分，其特征在于，①、機(jī)械部分包括機(jī)座(3)、太陽(yáng)能接收器(1)、水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器(4)、垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器(2)，在機(jī)座(3)上分別裝連著太陽(yáng)能接收器(1)、水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器(4)和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器(2)，太陽(yáng)能接收器(1)背部裝連有垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器(2)，水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器(4)和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器(2)分別裝連有水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)，水平步進(jìn)電機(jī)的連軸連接機(jī)座(3)，垂直步進(jìn)電機(jī)的連軸連接太陽(yáng)能接收器(1)，水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)電連接電路控制器部分；②、電路控制器部分包括單片機(jī)(STC12C5A60S2)、時(shí)鐘系統(tǒng)(DS1203)、GPS模塊、液晶點(diǎn)陣顯示屏(XSP)、8×8按鍵板(AJ)、垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(C DJ QD)、水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(S DJ QD)，GPS模塊的TXD、RXD輸出腳連接單片機(jī)(STC12C5A60S2)的P3.0 3.1腳，時(shí)鐘系統(tǒng)(DS1203)的RST腳、I/O腳、CLK腳連接單片機(jī)(STC12C5A60S2)的P2.0 2.2腳，單片機(jī)(STC12C5A60S2)的P1.0 1.7腳連接8×8按鍵板(AJ)，單片(STC12C5A60S2)的P0.0 0.7腳連接液晶點(diǎn)陣顯示屏(XSP)，單片機(jī)(STC12C5A60S2)的P3.1 P3.5輸出腳串聯(lián)電阻(R1.1 R1.4)后再連接光電耦合器(A1 A4)后再分別對(duì)應(yīng)連接垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(C DJ QD)、水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(S DJ QD)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，單片機(jī)的微處理器 是Atmegal28微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，時(shí)鐘系統(tǒng)(DS1203) 是RTC-4553時(shí)鐘芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，液晶點(diǎn)陣顯示屏 (XSP)采用的YM19264大屏幕點(diǎn)陣型顯示屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，水平步進(jìn)電機(jī)和垂 直步進(jìn)電機(jī)是采用伺服電機(jī)替代。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，8X8按鍵板(AJ)采 用帶PVC面膜的輕觸按鍵。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種微機(jī)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決現(xiàn)有的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)電路構(gòu)成精度低，性能不穩(wěn)定的問(wèn)題。它采用的機(jī)械部分是在機(jī)座上分別裝連太陽(yáng)能接收器、水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器，太陽(yáng)能能接收器背部裝連垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器，水平向轉(zhuǎn)動(dòng)器和垂直向轉(zhuǎn)動(dòng)器分別裝有水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)并電連接電路控制器部分；電路控制器部分是由GPS模塊輸出連接單片機(jī)，時(shí)鐘系統(tǒng)連接單片機(jī)，單片機(jī)輸出腳分別連接8×8按鍵板、液晶點(diǎn)陣顯示屏，單片機(jī)輸出腳還串聯(lián)電阻后連接光電耦合器A1-A4后分別連接垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，適用于太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備、太陽(yáng)能熱水器等。
文檔編號(hào)G05D3/12GK201750370SQ201020249618

公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者劉振棟, 周炳臣, 李光, 田志良, 田飛, 穆建玲 申請(qǐng)人:劉振棟