[发明专利]太阳光聚光器控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳光聚光器的控制系统，该控制系统用于太阳光聚光器上感光传感器信号的采集、分析和处理，并驱动太阳光聚光器机械部分动作跟踪太阳光。

背景技术

随着地球人口的增长，能源已成为迫切需要解决的焦点问题之一。越来越多的人将解决的关键投注在自然能源上，如太阳能、潮汐能等。提高太阳光利用率，实时跟踪太阳的位置，实现光线直射是关键。太阳光跟踪可以使太阳能更有效地转换成热能、机械能、电能和化学能，其中太阳热能利用历史最为久远，开发最为普遍；现在，太阳光能的应用也正变为一个新的研究领域。电灯照明日益成为商业建筑电力消耗最大支出的现状，促使人们重新关注绿色照明技术，从而使以太阳能采光照明的开发利用不断得到世界各国的重视。大型建筑中应用太阳光改善“室内采光”已经越来越受到建筑师们的极大关注，即采集太阳光并利用光缆把它传输到需要的地方，如大型会议室、教室、危险品仓库、矿井、地下商场、人防工程等等。欧美及日本等发达国家已开发了一系列太阳光采光照明系统，并在工业和民用建设中应用，即节省了能源，又提高了室内环境品质，有益于健康。因此，太阳光采光照明具有显著的经济效益和社会效益。但是，由于现有的太阳光采光照明系统结构复杂、造价昂贵，特别是控制系统部分的电路复杂，限制了其在中国国内的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可精确控制太阳光聚光器的控制系统，其结构简单、成本低廉、可靠性高、操作方便且能满足太阳光聚光器的控制要求，从而在保证使用性能的前提下，降低制造成本，以利于在我国推广应用。

本发明所述的太阳光聚光器控制系统，包括，

太阳光跟踪传感器：包括环境光传感器、方位角传感器和高度角传感器，

中央处理电路：包括信号放大电路、限位开关电路和中央处理器，

动作驱动电路：包括驱动器和继电器，

太阳光跟踪传感器将太阳光聚光器所处位置的光信号转换成电信号并经放大后送至中央处理电路，中央处理器分析后给出各种控制信号至动作驱动电路，经动作驱动电路的驱动器处理后，控制相应的各继电器工作，由继电器控制电机、电磁离合器动作调整聚光器始终对准阳光。

所述太阳光跟踪传感器包括环境光传感器、方位角传感器和高度角传感器，三者位于一个共同的基座上，所述环境光传感器由两个硅光电池构成，两个硅光电池呈90°布置在基座上。

方位角传感器和高度角传感器结构相同且相互垂直布置，两者都是由两个硅光电池、一块遮阳板组成，两块遮阳板呈垂直状态、间隔一定距离固定在基座上，两个硅光电池分别安装在两块遮阳板外侧底部的基座上。

在基座的侧面设有转动限位开关触发块，在基座外内对应位置分别设有两个转动限位开关；在基座下上的摆动轴上装有摆动限位开关触发块，在摆动轴外内对应位置分别设有两个摆动限位开关；在中央处理电路中设有限位开关电路，限位开关电路的输入端连接转动限位开关和摆动限位开关，输出端连接中央处理器。

本发明首先通过一个环境光传感器测量所处的环境是否有阳光，光度传感器得到环境光信号后，在黑夜或是阴天的情况下，需要光时，切换到由电产生光的状态，不需要光时，系统不动作；在白天有太阳的情况下，方位角传感器和高度角传感器接收太阳光，将光信号转换成电信号，再经放大之后送入中央处理器，中央处理器中的模数转换器将模拟信号转换成数字信号，中央处理器对这些数字信号进行分析，判断此时经聚光器汇聚的光斑是否包围光纤入口，包围则系统不动作，如果光斑偏离光纤入口，则输出相应的控制代码，控制电动机，电磁离合器动作，从而控制聚光器转动和摆动调节使光纤入口处始终在光斑之内，这样采光面始终正对太阳，吸收的光能最大，且跟踪精度较高。本发明结构简单，控制精度高，而成本低廉，性价比好。

附图说明

图1为本发明控制系统流程图。

图2为本发明环境光传感器的示意图。

图3为本发明方位角传感器的示意图。

图4为本发明高度角传感器和方位角传感器位置布置示意图。

图5为本发明方位角传感器和高度角传感器的工作状态图。

图6为本发明中央处理电路的流程示意图。

图7为本发明中央处理电路中的放大电路示意图。

图8为本发明转动限位开关的布置示意图。

图9为本发明摆动限位开关的布置示意图。

图10为本发明中央处理电路中的限位开关电路图。

图11为本发明动作驱动电路框图。

图12为主控芯片电路图。

图13为动作驱动电路。

图14为继电器电路。

图15为限位开关电路。