[实用新型]一种太阳能烤烟房阳光跟踪自动控制系统

说明书

背景技术

本实用新型专利涉及电子技术、机械设计领域，特别涉及一种太阳能烤烟房阳光跟踪自动控制系统。 

背景技术

烟草是我国重要的支柱产业之一；烟叶烘烤技术的好坏，直接影响烟草的发展，目前我国烟叶烘烤主要由烟农按照经验来控制烤房的温湿度；劳动强度大，烤烟质量差；以及目前能源日益减少，环境污染日益加剧的今天，寻找新能源和对能源的充分利用已经成为一个重要的课题。 

实用新型内容

根据上述现有的状况的不足之处，提供一种太阳能烤烟房阳光跟踪自动控制系统，使烤烟质量提高和减轻劳动强度，以及使太阳能烤烟房对能源的充分利用。 

本实用新型采用的技术方案：系统由温度传感器1、湿度传感器2、光电传感器3、微处理器4、上位计算机5、运动控制卡6、步进电机驱动器7、步进电机8、步进电机9、步进电机10、步进电机11、电源12和机械传动机构组成；温度传感器1和湿度传感器2安装于烤烟房中间内，温度传感器1和湿度传感器2本身的I/O管脚分别与微处理器4的P1.2和P0.5管脚连接；光电传感器3安装在太阳能集热器表面上，通过其输出端与A/D转换芯片连接，A/D芯片的输出端D0、D1管脚与微处理器4的P0.2管脚连接；微处理器4经过电平转换电路后通过串口与上位计算机5连接；基于PCI总线设计的运动控制卡6直接插在上位计算机5提供的PCI插槽上，通过运动控制卡6控制脉冲输出到步进电机驱动器7，步进电机驱动器7和步进电机8按照器件上的标号对应的连接起来，步进电机8、步进电机9的联轴器分别通过蜗杆20、蜗杆21与涡轮16、涡轮23相连，涡轮16、涡轮23分别与水平转轴17、俯仰转轴15相连。

另外两个步进电机10、步进电机11分别与烤烟房的控温风门、排湿风门连接。 

所述的温度传感器1、湿度传感器2和光电传感器3、运动控制卡6、A/D芯片、步进电机驱动器7、步进电机8和联轴器为市场上公用元件，具体型号根据设计需要选择，产品已经做好接口相应连接的标号，设计者不必考虑接线问题。机械结构由太阳能支撑板13、轴承座14、俯仰转轴15、涡轮16、水平转轴17、底座18、轴承座19、蜗杆20、蜗杆21、轴承座22、涡轮23组成，这些部件都是普通元件，采用常规的链接方式连接。 

本实用新型的工作原理：光电传感器3安装在机械结构部分支撑板的太阳能集热器上，光电传感器3通过A/D转换传给微处理器4处理，然后把电压值送给上位计算机5，上位计算机5根据设定的电压值与测得的电压值进行比较，可以知道是晴天还是阴天，决定系统是否跟踪工作；温湿度传感器2安装在烤烟房内，实时检测到烤烟房内的温湿度情况，微处理器4收到的温湿度传感器2信号经过处理传给上位机，上位计算机5通过控制运动控制卡6输出脉冲信号，从而控制步进电机8的步数和转速，使温控风门和排湿风门的开合符合烟叶烘烤工艺的要求；上位机通过天体运动规律计算出任何时候太阳的方位角和高度角，根据计算出的太阳的方位角和高度角，上位计算机5通过控制运动控制卡6输出脉冲信号，通过电机驱动器7驱动步进电机8、步进电机9转动机械部分上集热器始终和太阳光垂直，达到太阳光自动跟踪。 

本实用新型的有益效果： 

1、可以实现太阳能集热器双轴全方位自动跟踪，提高太阳能的利用率，以及保证了烤烟房温湿度符合烟叶烘烤工艺要求目的。

2、实用可靠、通用性强、系统工作稳定、自动化程度高、安装方便。 

附图说明：

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的微处理器4外围器件接线电路示意图；

图3为本实用新型的光电传感器3A/D转换电路示意图；

图4为本实用新型的步进电机8的控制示意图；

图5为本实用新型的机械结构部分示意图；

图中：1-温度传感器、2-湿度传感器、3-光电传感器、4-微处理器、5-上位计算机、6-运动控制卡、7-步进电机驱动器、8-步进电机、9-步进电机、10-步进电机、11-步进电机、12-电源、13-支撑板、14-轴承座、15-俯仰转轴、16-涡轮、17-水平转轴、18-底座、19-轴承座、20-蜗杆、21-蜗杆、22-轴承座、23-涡轮。

具体技术方案

以下结合附图结合实施例对本实用新型进一步详细说明：