基于单片机的太阳跟踪系统

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1、题目：基于MSP430的太阳跟踪系统摘要（中英文）基于MSP430的太阳跟踪系统本设计基于MSP430fl49芯片，制作了一个用于精确跟踪太阳收集能量的系统。系统由430单片核心、光信号采集转换、追踪太阳部分、电压采集、无线数据发送、PC机交互界面六部分组成。光信号采集转换卡感知太阳位置实现跟踪，由AD实时采集各部分电压并发送到PC上实现实时监控。关键词：太阳跟踪、msp430SuntrackingsystembasedontheMSP430ThisdesignbasedontheMSP430fl49chip,madeausedtoa

2、ccuratelytrackthesuncollectenergysystem.By430singlechipsystemcore,lightsignalacquisitionconversion,trackthesunpart,voltagecollection,wirelessdatatransmission,thePCinterfacesixparts.Thelightsignalacquisitionconversioncardperceptionthesunpositiontrack,andthereal-timedataa

3、cquisitionbyADeachparttoachievethePCvoltageandreal-timemonitoring.Keywords:thesuntracking、msp4301・引言随着现在社会太阳能利用的普及，太阳能利用率成了一个大家普遍关注的问题。基于此，我们设计了这个可以精确跟踪太阳并可实吋监控电池板电压的系统，此外为了便于分析能量利用情况，我们同时通过软件的方式将电池的数据实时的保存在文件中便于以后查看。在设计过程中所要解决的首要问题便是使电池板实时精准对准太阳的同时尽可能地降低功耗，其次是能够将数据通过无线

4、方式发送到PC上，并显示出相应的数据。MSP430单片机是一款超低功耗的单片机，并且内部多个AD为我们提供了极大地方便。在这个设计屮我们选择了430fl49这款单片机，及降低了功耗，又节约了成本。2.系统方案2.1总体介绍本设计是以外部电路尽量简单，充分使用MSP430的内部设备资源的前提完成的。信号处理和AD采样部分均以430单片机内部资源为核心处理的。其它部分分为：光信号采集转换、追踪太阳部分、无线数据发送、PC交互显示四部分组成。总体框图如图2.1所示能板池阳池电A电和::AD采集电压::舵机追踪太加尢线養据发-msp430号转

5、信集换光采—+、/!1:111111:1:、PC显示监控>・1:1..二1a■:■1/VT:::a■:::…卜::1::1:1■■4:1a:1:1:::1::1:111.:1:1■■-1■1:?……:t1?:1::1:••…r1I・■+图2.1系统总体框图2.2AD采样通过430单片机内部的A0和A1两路12位的AD实现对所要测量的电压的精确采样，以其内部2.5v作为参考电压。其中由于电池板和电池的电压均高于2.5伏，因此采用在电池上并联电阻降低电压的方法达到所需的采样电压。在单片机内部，将采集到的电压按公式：Nadc=4095*-将

6、其转换为所采集到的实际的电压值。由于电池板的电压不稳定，而AD采样速度有很快，这会导致采集的数据会产生波动，跳变很大。因此我们将连续采集的三十二个数据放进一个数组屮求平均值，将平均值显示传送给PC,乘以相应的系数便得到电池和电池板上的真正电压。由于实行的是多通道多次转换，因此是单片机每采集两路数据共64组数据，才求平均值。2.3光信号采集转换光传感器是有4路光敏电阻组成的光敏阵列，光敏电阻由于光照不同阻值不同，因此可将光信号转换成电信号，送到由一个电压比较器作为主体的模数转换卡中，将由电信号产牛的模拟量转换为由十六进制组成的数字量，当

7、转换卡输出0x010011寸，既是前方光强，0x100011寸，既是后方光强，0x0001时，既是左方光强，0x0010时，既是右方光强，单片机根据相应的数字量控制相应的舵机转动。2.4追踪太阳部分该部分主要由两个舵机组成的二自由度云台控制太阳能电池板所对的位置。一个舵机控制电池板的左右转动，另一个电池板控制舵机的前后转动,因此两个舵机可以控制太阳能电池板实现在整个空间转动，达到精确跟踪太阳的目的。2.5无线数据发送无线数据发送由430单片机内部的UART模块和一个无线数据发送器组成。当单片机检测到光信号釆集卡中发送的信号一直是OxO

8、fOf时，证明此时太阳能电池板是正对着太阳，因此启动单片机的AD采样部分，当单片机判断采集够三十二个数，求平均值后，变将其付给TXBUF0,即发送缓冲器，将其发送出去。由于单片机内部采用的是多通道多次，当共采集64个数据