[发明专利]一种太阳能路灯自动跟踪太阳角度的控制方法

说明书

本发明公开了一种太阳能路灯自动跟踪太阳角度的控制方法，单片机通过接收光敏二极管集成传感器及其电路模块输出的单位空间向量的值以获知太阳光垂直入射方向，并向太阳方位角调整机构和太阳高度角调整机构发送执行信号。同时，霍尔传感器及其电路模块的输出信号和三个光电传感器的输出信号也一并输入到单片机中，经运算处理后可获知太阳方位角调整机构的电机转轴位置和太阳高度角调整机构中电动推杆的行程位置，便可准确地控制这两个机构调整到位。本发明采取硅光板自动适应太阳高度角和方位角变化的方法，提高硅光板的光电转换效率，同时也提升了太阳能供电LED路灯的无光使用时长，减小其对光照条件的依赖程度。

技术领域

本发明涉及太阳能路灯设计领域。

背景技术

太阳能供电LED路灯目前在很多城市中已经应用起来，该类型路灯的优点是使用寿命高，维护周期较长，需要的人工干预少；它无需布线，可大大减少因布线导致的路面破坏；而且它使用的能源是清洁无污染的太阳能，真正达到节能减排的目的。

然而太阳能供电LED路灯也有很多缺点，例如用于产生电能的硅光板造价高；硅光板的光电转换效率低；太阳能路灯最严重的缺点就是受光照条件影响大，该缺点往往作为评判太阳能路灯优劣的重要参考。

发明内容

本发明提供一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯的设计方案。该方案提出了利用光敏二极管集成传感器及其电路模块输出的与太阳光垂直入射方向相同的单位空间向量λ的值，经过STC90C516RD+处理后，获得太阳方位变化时在D3、D4、D5、D6和D7处接收光照强度为最大的光敏二极管所在位置的方法和获得太阳高度变化时在D1、D5和D2处接收光照强度为最大的光敏二极管所在位置的方法。提出了利用霍尔传感器及其电路模块检测太阳方位角调整机构的电机转轴位置的方法和利用光电传感器检测太阳高度角调整机构的电动推杆行程位置的方法。提出了STC90C516RD+根据光照强度为最大的光敏二极管所在位置控制太阳方位角调整机构和太阳高度角调整机构运动，使两个机构都朝着太阳光照强度最大的方向旋转，进而调整太阳能电池板的位置，使之与太阳入射光垂直的方法。该方案还提出了利用共集电极放大电路、DPDT继电器和SRD继电器组成电机正反转电路的方法。该方案最后提出了一种利用光敏电阻识别昼夜变化并控制路灯自动开启的方法。

本发明的有益效果：

自动跟踪太阳角度的太阳能路灯针对太阳能路灯的缺点，采取硅光板自动适应太阳高度角和方位角变化的方法，提高硅光板的光电转换效率，同时也提升了太阳能供电LED路灯的无光使用时长，减小其对光照条件的依赖程度。

附图说明

图1为本发明中半球形光敏二极管集成传感器的俯视图

图2为本发明中霍尔传感器摆放位置示意图

图3为本发明中利用LM339N芯片处理霍尔传感器输出信号的接线图

图4为本发明中路灯的驱动电路原理图

图5为本发明中控制直流电机正反转和启停的驱动电路原理图

图6为本发明中光敏二极管集成传感器的空间直角坐标系图

图7为本发明中光敏电阻模块接线图

具体实施方式