基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，該電系統(tǒng)包括主控電路、太陽能自動跟蹤裝置、太陽能電池板、載體。主控電路包括單片機、太陽能自動跟蹤裝置、蓄電電路、多能源切換模塊、時鐘電路六部分。本實用新型的優(yōu)點在于：此跟蹤裝置可根據(jù)太陽能光強的強弱自動轉動太陽能電池板，使得太陽能電池板始終面向太陽光最強的方向，從而提高了太陽能的利用率。被供電系統(tǒng)不僅可以通過太陽能電池板轉化的電能獲取能源，且可通過蓄電池獲取能源。蓄電池能源既可來源于太陽能電池板，也可來源于電能?；诙喙╇娫垂芾砼c優(yōu)化控制電路通過對光線強弱和蓄電池電壓的檢測，實現(xiàn)了對太陽的全自動跟蹤和蓄電池的充電。
【專利說明】
基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]太陽能由于具有可再生性、清潔型等優(yōu)勢，近些年來，越來越受到人們的重視。但由于太陽能密度較低，有間歇性并且分布空間時刻在變化等缺點，使得太陽能利用率不高。為了解決此問題，人們提出了太陽能自動跟蹤系統(tǒng)，然而在解決太陽能的轉換效率偏低這個問題上，光線的自動追蹤系統(tǒng)效果不明顯。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的在于利用單片機實現(xiàn)多供電源管理與優(yōu)化，采用基于單片機的太陽能跟蹤控制器和太陽能電池板蓄電電路，通過主控電路不僅可驅動太陽能電池板自動追光和以浮充方式向蓄電池蓄電的能力，同時可實現(xiàn)太陽能與蓄電池間的能源供給切換，達到對相關系統(tǒng)裝置長期供電的目的。
[0004]本實用新型的技術方案為:一種基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，該電系統(tǒng)包括主控電路、太陽能自動跟蹤裝置、太陽能電池板、載體。主控電路包括單片機、太陽能自動跟蹤裝置、蓄電電路、多能源切換模塊、時鐘電路六部分;太陽能自動跟蹤裝置包括AD轉換模塊、傳感器、舵機、太陽能電池板蓄電電路與部分主控電路，太陽能電池板蓄電電路的蓄電電路與單片機的Pl.4端口和P3.7端口相連，單片機的P3.7端口經三極管與太陽能電池板蓄電電路連接，單片機Pl.4端口與蓄電池連接;多能源切換模塊通過電路與蓄電電路的開關SI連接;傳感器由四個光敏電阻組成，安裝于太陽能電池板蓄電電路上;傳感器與單片機的Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3 口連接;傳感器通過電路與主控電路連接;單片機定時器的輸出腳P2.0、P2.1與舵機相連由定時器產生的脈沖頻率來控制舵機轉動;時鐘電路的三個引腳1^、1/0、30^與單片機的？2.2、？2.3、？2.4接口相連;單片機的40端口與傳感器連接。
[0005]本實用新型的優(yōu)點在于:此跟蹤裝置可根據(jù)太陽能光強的強弱自動轉動太陽能電池板，使得太陽能電池板始終面向太陽光最強的方向，從而提高了太陽能的利用率。被供電系統(tǒng)不僅可以通過太陽能電池板轉化的電能獲取能源，且可通過蓄電池獲取能源。蓄電池能源既可來源于太陽能電池板，也可來源于電能?；诙喙╇娫垂芾砼c優(yōu)化控制電路通過對光線強弱和蓄電池電壓的檢測，實現(xiàn)了對太陽的全自動跟蹤和蓄電池的充電。
【附圖說明】
[0006]圖1基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)各部件關系框圖；
[0007]圖2單片機主控電路原理圖；
[0008]圖3太陽能電池板蓄電電路原理圖；
[0009]圖4傳感器電路原理圖；
[0010]圖5時鐘電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]—種基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)包括主控電路O1、太陽能自動跟蹤裝置12、太陽能電池板02、載體O 3。主控電路OI包括單片機11、太陽能自動跟蹤裝置12、蓄電電路13、多能源切換模塊14、時鐘電路15六部分。太陽能自動跟蹤裝置12包括AD轉換模塊121、傳感器122、舵機123、太陽能電池板蓄電電路124與部分主控電路01。太陽能電池板蓄電電路124、蓄電電路13與單片機11的Pl.4端口和P3.7端口相連，單片機11的P3.7端口經三極管用來控制太陽能電池板蓄電電路124是否向蓄電池04充電，單片機11的Pl.4端口用來檢測蓄電池04的電壓，太陽能電池板蓄電電路124對其進行浮充方式的蓄電；多能源切換模塊14對蓄電電路13所含開關SI的控制完成供電裝置的選取。傳感器122由四個光敏電阻組成，安裝于太陽能電池板蓄電電路124上判斷其轉向是否與光強垂直以及光強大小。傳感器122與單片機11的Pl.0、P1.1、P1.2、P1.3口連接;傳感器122根據(jù)光強的強弱改變光敏電阻的阻值，阻值的變化驅使主控電路01發(fā)出脈沖頻率控制舵機123轉動。單片機11定時器的輸出腳P2.0、P2.1與舵機123相連由定時器產生的脈沖頻率來控制舵機轉動；時鐘電路15的三個引腳RST、I/0、SCLK與單片機的P2.2、P2.3、P2.4接口相連。單片機11的AD 口直接處理讀取傳感器122所含光敏電阻的數(shù)值大小，再由單片機進行判斷，輸出控制舵機123在平行和豎直方向旋轉的控制脈沖，在經過幾次的輸出控制之后，通過舵機123旋轉，使太陽能電池板蓄電電路124正對光線，完成追光。舵機123的控制，當單片機11的輸出腳P2.0、P2.1接收到時鐘電路15的信號時，開始啟動判斷傳感器122四個光敏電阻的電壓是否一樣大，當一樣大時，傳感器122開始發(fā)出脈沖控制舵機123轉動，無偏差時舵機123停止轉動，使太陽能電池板平面發(fā)生變化。
[0012]蓄電池04在沒有光照時向載體03以及主控電路01提供穩(wěn)定電源，蓄電池04的選型，需考慮載體03所需的功率、額定電流電壓等計算正常工作時間所需電能容量，蓄電池容量一般應超出計算值的30%。在載體03野外工作時，太陽能電池板蓄電裝置向蓄電池04充電。蓄電池04能源即可來自傳統(tǒng)供電電源也可來自太陽能轉換電能。
[0013]太陽能電池板與其蓄電單元向系統(tǒng)供電同時向蓄電池充電，傳感器單元通過獲取主控電路發(fā)送的信號驅使舵機，舵機轉動驅動太陽電池板轉向，主控電路向傳感器發(fā)送信號驅動舵機，通過軟件部分實現(xiàn)多電源切換。
[0014]本實用新型通過太陽能電池板02獲取能源為主，通過為載體03提供電能，通過電池板以浮充電方式為蓄電池04供電。主控電路OI控制多能源間的合理切換。
[0015]將需長期在外作業(yè)的系統(tǒng)或需要長期供電的載體03放入外界環(huán)境中，當太陽出來時，光敏電阻感應到光強，將光信號轉換為電信號發(fā)送到主控電路01，主控電路01獲得信息后，發(fā)送相應的電信號驅動舵機123轉動，太陽能電池板02在舵機123的驅動下旋轉，通過角度比較信號確定是否轉到光強最強的角度。太陽能電池板02角度確定后將不再旋轉，主控電路01將能源切換到太陽能電池板02，太陽能電池板02將為載體03供電并通過蓄電電路13向蓄電池04充電，轉到期望角度后，主控電路01發(fā)送信號給電機，關閉對舵機123控制，時鐘電路15開始計時，計時結束，主控電路01再次啟動傳感器122，循環(huán)以上步驟驅動太陽能電池板02的角度，旋轉到期望角度后停止運行。當時鐘電路15時鐘顯示夜間模式或主控電路Ol發(fā)出使用蓄電池04請求時，主控電路Ol將供電系統(tǒng)切換到載體03工作。
[0016]—種多能源供電系統(tǒng)，通過單片機主控電路實現(xiàn)多供電源的管理與優(yōu)化，采用基于單片機的太陽能跟蹤控制器和太陽能電池蓄電控制器，通過主控電路發(fā)出脈沖信號驅動太陽能電池板自動追光或以浮充方式向蓄電池蓄電，實現(xiàn)太陽能與蓄電池間的能源供給切換，達到對載體長期供電的目的。
【主權項】
1.一種基于太陽能自動跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，其特征在于:該電系統(tǒng)包括主控電路(01)、太陽能自動跟蹤裝置(12)、太陽能電池板(02)、載體(03);主控電路(01)包括單片機(11)、太陽能自動跟蹤裝置(12)、蓄電電路(13)、多能源切換模塊(14)、時鐘電路(15)六部分;太陽能自動跟蹤裝置(12)包括AD轉換模塊(121)、傳感器(I22)、舵機(123)、太陽能電池板蓄電電路(124)與部分主控電路(01)，太陽能電池板蓄電電路(124)的蓄電電路(13)與單片機(11)的Pl.4端口和P3.7端口相連，單片機(11)的P3.7端口經三極管與太陽能電池板蓄電電路(124)連接，單片機(Il)Pl.4端口與蓄電池(04)連接;多能源切換模塊(14)通過電路與蓄電電路(13)的開關SI連接;傳感器(122)由四個光敏電阻組成，安裝于太陽能電池板蓄電電路(124)上;傳感器(122)與單片機(11Μ^Ρ1.0、Ρ1.1、Ρ1.2、Ρ1.3Π連接;傳感器(122)通過電路與主控電路(01)連接;單片機(II)定時器的輸出腳Ρ2.0、Ρ2.1與舵機(123)相連由定時器產生的脈沖頻率來控制舵機轉動；時鐘電路(15)的三個引腳RST、1/0、SCLK與單片機(11)的Ρ2.2、P2.3、Ρ2.4接口相連;單片機(I I)的AD端口與傳感器(122)連接。
【文檔編號】G05D3/12GK205680003SQ201620461846
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月20日 公開號201620461846.X, CN 201620461846, CN 205680003 U, CN 205680003U, CN-U-205680003, CN201620461846, CN201620461846.X, CN205680003 U, CN205680003U
【發(fā)明人】周煥銀, 汪文楷, 李剛
【申請人】東華理工大學