新型高精度阳光跟踪系统的实现及其应用.pdf

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1、趋测与控制·机械研究与应用·新型高精度阳光跟踪系统的实现及其应用王辉辉，宁铎，黄建兵，李明勇，昊涛(陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021)摘要：为了提高阳光输送机的跟踪精度，使得阳光输送机更加的智能，提出了一种新型太阳自动跟踪装置中传感器的设计，控制电路的硬件、软件的设计。系统使用了在采光平面板上安装输出电压为10V的太阳能电池板，边跟踪边发电，以供单片机和直流电机使用，无需外接电源，采用导光特性颇佳的新型光导纤维。关键词：自动跟踪；传感器；单片机；驱动电机中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1006—4414(2010)0

2、3—0092—03Anewhigh—precisionsuntrackingsystemanditsapplicationWangHui—hui，NingDuo，HuangJian—bing，LiMing—yong，WuTao(Departmentofe~ctric&informationengineering，Shanxiunwe~hyofscience&technology，Xiall710021，China)Abstract：Inordertoimprovethetrackingaccuracyofthesailconveyorandmaket

3、hesunconveyormoreintelligent，anewtypeofsolartrackingdeviceintheautomaticdesignofthesensor．thehardwareofcontrolcircuitandthedesignofsoftwarearepresentedinthispaper．Thesystemapplesanoutputvoltageof10Vsolarpanelsoverafiatplate，withoutexternalpowersup·ply，usinganewopticalfiberwhich

4、hasanoptimumprope~yintransmittinglight；thesystemmaygenerateelectricitywhiletrackingforMCUandDCmotor．Keywords：automatic~acking；sensor；MCU；drivemotor1引言光，从而实现对太阳光的跟踪。光敏传感器是利用八由于节能和环保的双重压力，世界各国都在太阳个光敏电阻的特殊设置来感知太阳的强度和位置，将能开发利用方面投入巨大的人力物力。感知结果交给带AD转换的STC5A60S2单片机，把但是目前按照光伏发电后再转换成光照明

5、的方模拟量转换成数字量，再由程序进行处理，判断阴天、式(光一电一光)利用太阳能，其效率不足5％⋯，低晴天、采光系统是否对准太阳等情况。然后驱动电机效率成为太阳能推广利用的主要障碍之一。如果把平台，调整云台，使采光系统对准太阳，达到自动跟踪汇聚后的太阳光直接通过光导纤维输送到地下室、客的目的。厅、商场及病房等白天也需要自然光照的地方，可将3系统的构成太阳光的利用率可提高十倍以上(在55％以上)。3．1机械装置设计实现这种功能的就是阳光输送机。人们在室内就可机械装置是整个太阳自动跟踪系统的执行机构，以享受到太阳光J，其应用十分广泛，可应用于地下笔者采取双

6、轴式跟踪，太阳高度角和太阳方位角变化室，大型商场，宾馆，室内体育馆，游泳馆、隧道、地下时都能够跟踪太阳J，这样可获得最大值的太阳能。车库和地下商场等常年不见阳光的地方；还可以用在利用这种方法，可以实现整个白天对太阳的实时跟弹药库、油库、煤气贮罐等有特殊安全要求的场所和踪。由于太阳位置由高度角和方位角会不断变化，博物馆、手饰等陈列展览场所照明；特别是在矿井、煤因此，要求其机械系统的设计能够进行两个自由度矿和海洋等这样的高危险而且很偏僻的地方更为实的调整。图1为双轴机械自动跟踪定位系统机械结用。光线可与自然阳光同步变化，营造出人们日常的构。该系统分为上、

7、下两个部分，上层部分能够使电生活环境，利用太阳能照明在节约资源的同时，也益池板在竖直面内进行0。一9O。的方向调整，下层部分于我们的健康，其发展潜力巨大。能带动上层部分进行水平面内360。的方向调整【7．8J，2系统的工作原理从而实现两个自由度的调整，机械装置如图1所示。利用光敏传感器来感知太阳光的照射情况，使光在48cm的铝制采光平面布置十个凸透镜和太阳能敏传感器以及相关电路给单片机提供开关信号，进而电池板以及光敏传感器。直流驱动电机被封装在底驱动两个电机(高度角控制电机与方位角控制电机)座内部。工作H]，使阳光输送机中的采光系统始终正对太阳3．2

8、传感器构造收稿日期：2010—05—0r7作者简介：王辉辉(1983一)，男，陕西富平人，学士，研究方向：模