一種基于單片機的太陽自動跟蹤裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及單片機控制跟蹤裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于單片機的太陽自動跟蹤裝置。
[0003]【【背景技術(shù)】】
[0004]隨著社會的發(fā)展和進步，環(huán)保節(jié)能已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的必要條件。目前，再生能源的開發(fā)和利用越來越受到人們的關(guān)注。太陽能由于其普遍、無害、無限、長久等特點，成為最綠色、最理想、最可靠的替代能源。但太陽能同時存在分散，不穩(wěn)定，效率低等特點，太陽能光伏系統(tǒng)為解決這一問題提供了條件。
[0005]就目前的太陽能光伏系統(tǒng)而言，如何最大限度提高太陽能的轉(zhuǎn)換率，仍是國內(nèi)外的研宄熱點。有研宄表明，和始終朝南的固定表面相比，與太陽輻射方向始終保持垂直的表面對太陽能的利用率提高約33%。太陽跟蹤裝置可以保證太陽輻射方向始終垂直于太陽能電池板平面，使接收到的太陽輻射大大增加，提高了太陽能的接受率與利用率，因而得到廣泛的應(yīng)用。
[0006]太陽跟蹤裝置的分類方法有很多，按照跟蹤方法，主要可分為視日運動跟蹤和光電跟蹤，視日運動跟蹤又可分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤。光電跟蹤裝置有較高靈敏度，結(jié)構(gòu)簡單，能通過反饋消除累積誤差，具有較大優(yōu)勢，但受環(huán)境影響很大。其關(guān)鍵部件是光電傳感器，常用的是光敏電阻。由于光敏電阻安裝位置不連續(xù)和環(huán)境光散射等因素的影響，系統(tǒng)不能連續(xù)跟蹤太陽，精度有限。視日運動跟蹤能夠全天候?qū)崟r跟蹤，但是存在累積誤差。其中，單軸跟蹤裝置結(jié)構(gòu)簡單，但跟蹤誤差大；雙軸跟蹤裝置算法復(fù)雜，跟蹤難度較大，但跟蹤精度較高。
[0007]因此，為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)簡單輕便，功耗低，環(huán)境適應(yīng)能力強，能應(yīng)用于各種太陽能設(shè)備的一種基于單片機的太陽自動跟蹤裝置，正是發(fā)明人所要解決的問題。
[0008]【【實用新型內(nèi)容】】
[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種基于單片機的太陽自動跟蹤裝置，其結(jié)構(gòu)簡單輕便，功耗低，環(huán)境適應(yīng)能力強，能應(yīng)用于各種太陽能設(shè)備，有非常好的實用價值。
[0010]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于單片機的太陽自動跟蹤裝置，其包括CMOS攝像頭、單片機、驅(qū)動電機、雙軸轉(zhuǎn)臺、太陽能電池板，所述CMOS攝像頭與單片機連接，所述單片機與驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動電機頂端設(shè)置有雙軸轉(zhuǎn)臺，所述雙軸轉(zhuǎn)臺與太陽能電池板連接。
[0011 ] 進一步，裝置包括有蓄電池，所述蓄電池分別與單片機、驅(qū)動電機連接。
[0012]進一步，所述雙軸轉(zhuǎn)臺包括有轉(zhuǎn)動平臺、Y軸電機、X軸電機、X向轉(zhuǎn)軸、Y向轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)動平臺底部通過X向轉(zhuǎn)軸與X軸電機連接，所述轉(zhuǎn)動平臺一端通過Y向轉(zhuǎn)軸與Y軸電機連接。
[0013]進一步，所述X軸電機和Y軸電機分別與電機控制模塊連接，所述電機控制模塊通過串口通信與單片機連接。
[0014]進一步，所述X軸電機和電機控制模塊設(shè)置在轉(zhuǎn)臺基座內(nèi)。
[0015]進一步，所述轉(zhuǎn)動平臺與水平面呈四十五度夾角。
[0016]進一步，所述CMOS攝像頭內(nèi)設(shè)置有CMOS圖像傳感器。
[0017]本實用新型的有益效果是:
[0018]本實用新型采用基于單片機來構(gòu)建太陽跟蹤裝置，采用CMOS圖像傳感器來感知太陽方位，并通過微控制器計算獲取太陽跟蹤誤差，實現(xiàn)對太陽的高精度跟蹤，加入視日運動規(guī)律，在跟蹤目標(biāo)丟失時，對系統(tǒng)進行重新定位。同時，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單輕便，功耗低，環(huán)境適應(yīng)能力強，能應(yīng)用于各種太陽能設(shè)備。
[0019]【【附圖說明】】
[0020]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實用新型中雙軸轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:1-CM0S攝像頭；2_ARM控制器；3_蓄電池；4_驅(qū)動電機；5_雙軸轉(zhuǎn)臺；6_太陽能電池板；7_轉(zhuǎn)動平臺；8-Y軸電機；9_電機控制模塊；10-Χ軸電機；11_轉(zhuǎn)臺基座；12-Χ向轉(zhuǎn)軸；13-Υ向轉(zhuǎn)軸。
[0023]【【具體實施方式】】
[0024]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0025]本實用新型以單片機作為主控制器，采用CMOS圖像傳感器采集圖像，并利用雙軸轉(zhuǎn)臺5來支撐太陽能電池板6，其中雙軸轉(zhuǎn)臺5集成了電機驅(qū)動與控制部分，通過串口與主控制器的單片機2進行通信。
[0026]參見圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，裝置包括CMOS攝像頭1、單片機2、驅(qū)動電機4、雙軸轉(zhuǎn)臺5、太陽能電池板6，CMOS攝像頭I內(nèi)設(shè)置有CMOS圖像傳感器，CMOS圖像傳感器與單片機2連接，單片機2與驅(qū)動電機4連接，驅(qū)動電機4頂端設(shè)置有雙軸轉(zhuǎn)臺5，雙軸轉(zhuǎn)臺5與太陽能電池板6連接。
[0027]裝置包括有蓄電池3，蓄電池3分別與單片機2、驅(qū)動電機4連接，CMOS攝像頭I與太陽能電池板6處在同一平面，并固連在雙軸轉(zhuǎn)臺5上，單片機2與雙軸轉(zhuǎn)臺5的電機驅(qū)動部分采用串口通信方式，裝置的供電均由蓄電池3支持，因而形成了一個獨立裝置。
[0028]參見圖2是本實用新型中雙軸轉(zhuǎn)臺5的結(jié)構(gòu)圖，雙軸轉(zhuǎn)臺5包括有轉(zhuǎn)動平臺7、Y軸電機8、X軸電機10、X向轉(zhuǎn)軸12、Y向轉(zhuǎn)軸13，轉(zhuǎn)動平臺7底部通過X向轉(zhuǎn)軸12與X軸電機10連接，轉(zhuǎn)動平臺7 —端通過Y向轉(zhuǎn)軸13與Y軸電機8連接，X軸電機10和Y軸電機8分別與電機控制模塊9連接，電機控制模塊9通過串口通信與單片機2連接，X軸電機10和電機控制模塊9設(shè)置在轉(zhuǎn)臺基座11內(nèi)，轉(zhuǎn)動平臺7與水平面呈四十五度夾角。
[0029]本實用新型的基本工作原理是，根據(jù)視日運動規(guī)律或CMOS圖像傳感器采集的天空圖像，利用單片機2求取裝置跟蹤控制參數(shù)，并通過串口