遼寧工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院　李思墨　李光林　王　宇

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智能光伏逐日型運動控制系統(tǒng)設(shè)計

遼寧工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院李思墨李光林王宇

【摘要】本文設(shè)計的智能光伏逐日型運動控制系統(tǒng)是利用步進電機雙軸驅(qū)動，采用光電跟蹤的方法，根據(jù)光電傳感器根據(jù)入射光線的強弱變化產(chǎn)生反饋信號到微機處理器進行處理的綜合系統(tǒng)。它是一種有效利用太陽能的自動裝置，具有廣泛的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】太陽能；微處理器；方位角；高精度追蹤

1　引言

太陽能技術(shù)是發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮目稍偕茉醇夹g(shù)，代表著世界能源工業(yè)的發(fā)展方向。在過去的25年間，太陽能發(fā)電成本下降了95%?；诠怆妭鞲衅鞯闹悄芄夥鹑招瓦\動控制系統(tǒng)能大大提高光伏發(fā)電的效率。該裝置將光電追蹤方式和視日追蹤方式相結(jié)合，能自動跟蹤太陽光線的運動，保證太陽能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分所在平面始終與太陽光線垂直，提高設(shè)備的能量利用率。

2　系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計的智能光伏逐日型運動控制系統(tǒng)由電源模塊電路、光電測量電路、時鐘電路、步進電機控制電路、單片機、LCD顯示電路及轉(zhuǎn)換電路等部分組成。它通過傳感器采集太陽光并將其轉(zhuǎn)化成單片機能夠識別的電壓信號，通過單片機的處理，發(fā)出驅(qū)動步進電機的驅(qū)動信號，從而驅(qū)動步進電機進行轉(zhuǎn)動，并將光照強度實時顯示出來。

3　系統(tǒng)的硬件設(shè)計

3.1光電測量電路設(shè)計

本設(shè)計中的光電測量電路工作原理是：光強信號經(jīng)過型號為2CU301的光敏二極管的采集后，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路送入在單片機中，經(jīng)分析比較代表光照強度的電壓信號，發(fā)出驅(qū)動信號，從而實現(xiàn)對連接太陽能電池板的伺服電機進行控制，以達到太陽能電池板在X、Y軸方向上的調(diào)整，如圖1所示。3.2驅(qū)動電路設(shè)計

圖1　光敏電阻與單片機連接電路圖

本系統(tǒng)用到的四相步進電動機的型號為ULN2003，為了使步進電機工作在穩(wěn)定狀態(tài)，采用6路型號為74HC14的施密特觸發(fā)反相器，可將緩慢變化的輸入信號轉(zhuǎn)換成清晰、無抖動的輸出信號。步進電機接口電路如圖2所示。

圖2　單片機驅(qū)動電機電路原理圖

3.3按鍵電路設(shè)計

按鍵電路部分的按鈕主要有起停按鍵，手自切換按鈕， X軸控制的兩個按鈕， Y軸控制的兩個按鈕。按鍵電路因按鍵數(shù)量不多，所以采用獨立式按鍵。

3.4顯示電路設(shè)計

考慮到本次設(shè)計需要顯示的字符長度和內(nèi)容，顯示模塊選用了LCD1602液晶顯示器。

4　軟件設(shè)計

本文的微處理器采用AT89C51芯片。軟件的主程序流程為：開始時芯片進行初始化，然后進入自動跟蹤的模式，即根據(jù)光敏二極管采集的光強來驅(qū)動電機，判斷模式開關(guān)是否為自動模式，是選擇自動跟蹤子程序，否選擇手動跟蹤子程序，即根據(jù)X，Y控制按鍵來控制。

5　結(jié)論

本文設(shè)計的智能光伏逐日型運動控制系統(tǒng)是一種有效利用太陽能的自動裝置，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]張毅剛,等.單片機原理與應(yīng)用設(shè)計[M].北京:電子工業(yè)出版社,2012.

[2]徐君毅,等.單片微型計算機原理及應(yīng)用[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.

[3]陳粵初,等.單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與實踐[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1991.

李思墨（1994-），女，遼寧工業(yè)大學(xué)本科生。

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