[发明专利]一种测量太阳方位的方法

说明书

本发明公开一种测量太阳方位的方法，其基于太阳方位测量传感器，本发明可根据所述投影针投射在环形光敏电阻阵列上的阴影判断太阳光方位，根据编号1～N的光敏电阻所对应的方位角可映射出传感器所指示出的方位；当没有太阳光的阴天时，由于阴影辨识度小，每个光敏电阻的阻值趋于一致进而导致采样的电压基本相等；可以使传感器输出无效值，进而防止应用于太阳能电池板方位调节机构时出现频繁误调节动作。

技术领域

本发明涉及一种测量太阳方位的方法。

背景技术

目前太阳方位测量方法主要采用直接检测阳光在传感器基面两侧的照射强度差来判别方位，这会导致阴天情况下传感器混乱指示不清，从而给出错误的方位反馈，导致执行机构一直处于混乱运作状态，极少数基于太阳光阴影判别法的方案却存在受环境污染物干扰的情况发生，例如落叶或者灰尘的覆盖传感器产生阴影而造成干扰进而无法判别真正的方位。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种有效抵抗干扰、测量准确度高的测量太阳方位的方法。

本发明的技术解决方案如下：一种测量太阳方位的方法，其基于太阳方位测量传感器，所述太阳方位测量传感器包括底座、垂直固定在底座上的支柱以及设在支柱上的水平固定轴；

所述水平固定轴上设有圆形基座，所述圆形基座上表面设有投影针；所述投影针垂直于所述圆形基座的上表面；所述投影针采用不透明材料制成，其底端固定于所述圆形基座上表面的圆心处；

所述圆形基座上表面环绕所述投影针设有环形光敏电阻阵列，所述环形光敏电阻阵列由串联排布在环形基板上的N个编号为1～N的光敏电阻组成；所述环形基板上相邻的光敏电阻相互接触紧密排列；所述环形光敏电阻阵列排布在环形基板上的光敏电阻可选任意起点按照顺时针或者逆时针顺序依次编号为1～N；每个光敏电阻的中心到所述投影针轴线的距离均为R，其与所述投影针长度L和外径d以及所述光敏电阻的半径r之间的关系为R≤(L+d+2r)/2，其中，4r≤d≤6r；

所述水平固定轴上设有可绕其旋转的透明球形罩，所述透明球形罩包围所述圆形基座及所述投影针并不与它们接触；

所述透明球形罩的球心位于所述水平固定轴的轴线上，所述透明球形罩的一端外壁固定设有与所述水平固定轴同轴且可转动配合的空心齿轮；

所述支柱上设有可相对其旋转的风杯，所述风杯转轴的轴线与所述空心齿轮轴线平行，且所述风杯转轴末端设有与所述空心齿轮啮合的驱动齿轮；

所述圆形基座内部设有与N个串联光敏电阻电连接的电压采样模块，所述电压采样模块通过单片机采样编号为1～N的光敏电阻两端的模数转换电压V₁～V_N并保存在单片机寄存器中，所述电压采样模块通过贯穿所述水平固定轴的总线与设于支柱上的总线接口电连接；与所述总线接口连接的总线包括所述电压采样模块供电电源线和串行数据总线，如SPI或IIC等，所述电压采样模块的主控芯片可采用STM32系列MCU，由于N个光敏电阻串联，流过的电流相同，通过MCU的AD采样引脚获取每个光敏电阻两端的电压，将该电压通过AD转换后存储在寄存器中供总线输出给外部控制模块使用，如控制太阳能电池板方位角度的控制模块通过总线接口与本发明传感器连接通过总线协议读取到与编号为1～N的串联光敏电阻对应的模数转换电压V₁～V_N。

所述底座上设有与所述透明球形罩下半球接触的弧形毛刷，所述弧形毛刷的两端连线与所述水平固定轴的轴线平行。

采用所述太阳方位测量传感器获取太阳方位的方法如下：