[实用新型]微机太阳能自动跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型太阳能利用技术领域中一种太阳能自动跟踪控制系统。 

背景技术

太阳能是一种清洁无污染的可再生能源，已经广泛应用于工农业生产和人们的生活中。随着太阳能的广泛应用，对所用太阳光自动跟踪系统的技术要求也越来越高。在公知技术中，现有太阳能自动跟踪系统主控核心主要采用由光电传感器、运放组成的模拟电子控制系统，但受其结构所限，其电路构成精度低、器件容易老化，性能不稳定，电路需要反复调试，尤其是所用光电传感器的安装，需要复杂的附属装置，再是为了接受太阳光，光电传感器必须暴露在外部，常年风吹雨淋，经受高温、低温等恶劣气候，器件老化加速，极易出现故障，尤其是现有的利用计算太阳的高度角和方位角来控制步进电机的太阳光自动跟踪系统，普遍采用定时跟踪方式，由于太阳运动的复杂性，太阳的高度角和方位角在一天内随时间的变化率是非线性的，所以定时跟踪方式，必然使跟踪系统在某时段光线的垂直性误差偏大，当光线角度变化率小时，电机会发生不不要的频繁运转，误差大且能耗大。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决现有的太阳能自动跟踪系统电路构成精度低，性能不稳定的问题。本实用新型之目的是提供一种结构简单实用，精度高，性能稳定，使用方便的新式太阳能自动跟踪系统。 

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是： 

一种微机太阳能自动跟踪系统，它设有：机械部分和电路控制器部分共两部分，其中： 

机械部分包括：机座、太阳能接收器、水平向转动器、垂直向转动器，在机座上分别装连着太阳能接收器、水平向转动器和垂直向转动器，太阳能接收器背部装连有垂直向转动器，水平向转动器和垂直向转动器分别装连有水平步进电机和垂直步进电机，水平步进电机的连轴连接机座，垂直步进电机的连轴连接太阳能接收器，水平步进电机和垂直步进电机电连接电路控制器部分； 

电路控制器部分包括：单片机、时钟系统、GPS模块、液晶点阵显示屏、8×8按键板、垂直步进电机驱动器、水平步进电机驱动器，GPS模块的TXD、RXD输出脚连接单片机P3.0-3.1脚，时钟系统DS1203的RST脚、I/O脚、CLK脚连接单片机P2.0-2.2脚，单片机P1.0-1.7脚连接8×8按键板，单片机P0.0-0.7脚连接液晶点阵显示屏，单片机P3.1-P3.5输出脚串联电阻R1.1-R1.4后连接光电耦合器A1-A4后分别对应连接垂直步进电机驱动器、水平步进电机驱动器。 

上述微机太阳能自动跟踪系统，所述单片机为STC12C5A60S2，微处理器是采用的美国ATMEL公司的Atmega128微处理器。 

上述微机太阳能自动跟踪系统，所述时钟系统DS1203是采用EPSON公司的RTC-4553时钟芯片。 

上述微机太阳能自动跟踪系统，所述液晶点阵显示屏采用的YM19264大屏幕点阵型显示屏。 

上述微机太阳能自动跟踪系统，所述水平步进电机和垂直步进电机或采用伺服电机替代。 

上述微机太阳能自动跟踪系统，所述8×8按键板采用带PVC面膜的轻触按键。 

本实用新型是以单片机微处理器为核心的太阳能自动跟踪系统。其工作原理是：根据天文物理的知识，太阳的高度角和方位角与地球的纬度和经度、太阳的赤纬角和时角有关。将这些数据储存在微处理器芯片中，由微处理器根据当地纬度、径度和当前的日期、时刻，计算出太阳的高度角和方位角，然后由微处理器控制两个步进电机或伺服电机，使太阳能装置在水平方向和垂直方向旋转一定的角度，无论晴天和阴天，都能使太阳能接收器始终与太阳光垂直，达到最佳接收效果。它是根据太阳运行规律通过计算采用定偏差跟踪方式，可保证在任何时段太阳高度角和方位角的偏差均处于规定的范围内，电机运转角度根据偏差自动调整，减少了电机运转的次数，提高了精确度，最大限度的节约了能耗。尤其是采用的旋转编码器和光电开关作为位置反馈系统，控制系统根据反馈信息，实时消除机械误差，确保控制精度。 

由于本实用新型设计采用了上述技术方案，有效地解决了现有的太阳能自动跟踪系统电路构成精度低，性能不稳定的问题。本实用新型与现有技术相比，具有结构简单实用，精度高，性能稳定，使用方便等优点，适用于太阳能发电设备、太阳能热水器及各种适用的利用太阳能器具等。 

附图说明

下面结合负荷图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。 

图1是本实用新型机械部分的实施例简图。 

图2是图1实施例的后视图。 

图3是本实用新型电路控制器部分的电路连接方框图。