[实用新型]一种用于蝶式太阳能系统的跟踪控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于蝶式太阳能系统的跟踪控制器，所实现的跟踪精度能够满足太阳能工程计算的精确要求，特别适合从事太阳能领域的工作人员使用。

背景技术

目前，从事太阳跟踪研究的工作者要想得到太阳能工程计算所需的太阳角度，往往要经过一系列繁琐的过程，且只能得到某一时间点的太阳角度，所得结果适用范围窄，求解过程中容易出错，特别是在蝶式太阳能系统中，接收太阳能的设备属于点聚焦类收集器，如果不采用跟踪系统，则不能完成太阳能的采集工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了现有的太阳角度测试方法的上述缺陷，提供了一种用于蝶式太阳能系统的跟踪控制器。该控制器可以方便的获得任意地点、任意时间的太阳角度，并可进行实时显示。外接步进电机模块，可通过步进电机驱动，调整收集器的方位，使之对准太阳，从而尽可能多的收集太阳能。

本实用新型是一种控制器，该控制器可进行计算太阳角度并将其实时显示，外接步进电机模块可实现自动跟踪太阳的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本控制器包括有单片机、时钟日历芯片、键盘显示芯片、LED显示板、反向放大器和用于输入当地时间、日期、经度和纬度信息的键盘；其中：

时钟日历芯片与单片机相连，将时钟信号传送给单片机；

单片机通过键盘显示芯片与键盘和LED显示板相连，单片机根据键盘的键入信息和时钟信息计算出太阳角并送至LED显示板显示；

单片机与反向放大器相连接，单片机根据计算的太阳角通过反向放大器来控制步进电机的旋转。

本实用新型的核心部件单片机接收键盘信号，可以通过键盘调整求解太阳角度的初始条件(包括当地时间、日期、当地经度、当地纬度)，单片机在数据初始化后做出相应的反应，经过内部数据处理，通过I2C总线与时钟日历芯片和键盘显示芯片进行数据传输，得到实时显示的太阳角度。本实用新型设置有步进电机模块外接口，可以与步进电机模块建立联系，能够控制步进电机按要求旋转。

本实用新型在地平坐标系下能够对太阳高度角、方位角进行二维跟踪，不仅提高了跟踪精度，而且可以根据太阳角来控制步进电机驱动模块；同时还具有结构简单、体积小等优点。

附图说明

图1本实用新型的原理示意图

图2本实用新型的主程序框图

图3本实用新型的步进电机模块流程图

图4本实用新型的电路原理图

具体实施方式

下面结合图1～4对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实施例包括有单片机和与单片机相连的反向放大器、时钟日历芯片、键盘显示芯片，键盘显示芯片还与键盘和LED显示板相连。本实施例通过键盘设定初始条件(当地经度、当地纬度、当地时间、日期)，得到确认信号以后单片机开始进行数据处理，计算太阳角度，并通过LED显示板将太阳角显示出来，便于数据的读取和监控。

如图4所示，本实施例采用的是I2C总线的串行通信方法。本实施例采用单片机为主控制器，辅以低功耗的CMOS实时时钟/日历芯片和键盘接口芯片，驱动键盘及LED驱动器来实现所需太阳角度的调整和实时显示，可以方便通过I2C总线进行快速地读写操作而只占用单片机的两个I/O端口。I2C总线包括一条串行数据线(SDA)和一条串行时钟线(SCL)。将SDA数据线和SCL串行时钟线通过上拉电阻连接到电源VCC上，再将其它I2C主从器件的SDA和SCL针脚连接在SDA数据线和SCL串行时钟线上。AT89C51RC是通过它通用I/O口实现I2C总线串行接口操作的。本实施例中将AT89C51RC的引脚P1.1与SCL时钟线相连，引脚P1.0与SDA数据线相连用以模拟I2C总线。AT89C51RC为本发明I2C总线上的主器件，ZLG7290和PCF8563T为从器件，通过程序实现I2C的通信协议从而进行主从器件之间的数据交换。

本实施例的主程序框图如图2所示，在初始化过程后，经过按键处理调整后，得到了计算太阳角所需数据，再经过读取PCF8563T的时钟数据以及计算太阳角这两个过程后，最后将太阳角在led显示板上显示出来；该程序主要包括以下几个步骤：

第一步按键中断处理。当有按键被按下时，跳转至按键处理模块，并根据键功能进行数据调整，直至确定键被按下后跳出按键处理模块。AT89C51RC将调整后的初始条件写入PCF8563T中；