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1、.、.,o第l卷第23期沈阳工程学院学报(自然科学版)Vd1N22005年6月JoumalofShenyang1llstituteOfEngineri嗯(Natul习Scienee)Jun.2(X】5基于HYM8563和单片机的低功耗太阳能电池自动跟踪系统的设计薛建国,(福建莆田学院电子信息工程学系福建莆田3510),,摘要:以单片机为核心利用护C实时时钟芯片E乃M8563定时唤醒进入待机的单片机构建了由光电二极管检测和比较,,方位角和高度角双轴机械跟踪定位系统组成的自动控制装里这是一套自动使太阳能电池板保持与太阳光垂直的自动跟踪系统.介绍.
2、了系统的结构和工作原理关键词:太阳跟踪;光电检测;自动定位;单片机;设计;HYM8563;89C52;低功耗、中图分类号:叨陀9文献标识码:A文章编号:1673一l印3(2(X)5)m03一0n3一以,太阳能作为一种清洁无污染的能源开发前景十.分广阔然而它存在着间歇性、光照方向和强度随时间,不断变化的问题这就对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求.目前很多太阳能电池板阵列基本上,,都是固定的不能充分利用太阳能资源发电效率低下.据实验,在太阳能发电中,相同条件下,采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35〔’〕.%,一种新型的基于单
3、片机的太阳光自动跟踪系统不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板朝向,结构简单、成本低,而且在跟踪过程中能自动记忆,,和更正不同时间的坐标位置不必人工干预特别适合,天气变化比较复杂和无人值守的情况有效地提高了圈1光电检测管排列,.太阳能的利用率,有较好的推广应用价值.光电池板上光电二极管的检测面与电池板平行在圆柱体的外面不受圆柱体遮挡的地方(确保会受到光线1自动跟踪系统的组成和结构,的照射)也安装一个光电二极管其朝向与圆柱体内的,,自动跟踪系统由光电检测电路、双轴机械跟踪定光电二极管朝向相同用于检测环境亮度并与圆柱体、.位系统时钟电路、单片
4、机控制系统等几部分组成内的每个光电二级管及运放(可用LM324集成电路中1.1光电检测电路的一个)构成一个比较电路,如图2,适当调整图中电,太阳的方位随着观测位置和观测时间的不同而不阻的阻值这样当圆柱体内的光电二极管没有受光线,.同,因此,欲跟踪太阳就必须先对太阳进行检测定位.照射时运放将输出低电平此电平可接到的输人端进.,图1是太阳光电定位装置中光电检测电路的俯视行检测圆柱体内的每个光电二级管各用一个单片机,.,图,共由9个光电三极管组成.正中央1个,旁边8个的输人端共9个这样就可以检测太阳光线的朝向,.,围成一圈.将此检测板用一不透光的下
5、方开口的圆柱来决定哪个电机转动向哪个方向转动另外为了增,,体盖住,圆柱体的直径略大于检测板的外圆.圆柱体的大光电二极管的检测范围视实际情况需要也可再增,上方中央开一个与检测用的光电二极管直径相同的加一圈紧密排列的光电二极管外圈的光电二极管与.洞,以便光线通过.将整个光电检测装置安装在太阳能内圈的相应位置的光电二极管并联收:2(X)5一一巧稿日期m.,,,:1%5一)作者简介薛建国(男福建莆田人高级讲师沈阳工程学院学报(自然科学版)2仪万年6月,电池板及检测装置安装在上部的电池板支架上光电二极管检测平面和电池板面应平行.设计成双轴机械跟踪定位系
6、统,可同时对方位角和高度角进行跟踪.机械装,置由电机驱动可以使电池板在水平方向上的36沪和垂直方向上的O一好之间自由旋转.在转动轴上各固定一较大的齿轮,电机可通过传送带与小齿轮连接,并进行,一定的转速比调整以降低大齿轮转速和电机的调整功率.在2个小齿轮的对称位置上各安装2块小磁铁,在,小齿轮旁边适当位置安装一个干簧管(干簧继电器)并,调整其位置使小齿轮上的磁铁在经过干簧管时干簧管,,能闭合将此信号送由单片机进行判断就能检测到转动的角度.单片机送出方位角和高度角的电机正反转控,制信号经2路三级管和继电器分别加在调整方位角和,高度角的2个电机上这
7、样就构成了方位角和高度角的图2检测比较电路.,,1.2双轴机械跟踪定位系统跟踪机构另外在2个大齿轮边宜安装一锁定装置在,方位角和高度角没有调整时该锁定装置通过安装在弹双轴机械跟踪定位系统的机械部分主要由电池板,.、、,簧上(弹簧的另一端固定在大齿轮的轴心位置)的铁片支架底座2根转动轴和直流电机构成见图3整个,锁定齿轮以防因系统自重和外界因素导致方位角和高度角自行移动.在单片机发出正反转调整信号时,同时也驱动接通电磁阀,拉动该铁片,以解除锁定.1.3时钟电路,由于系统要进行一些与时间有关的控制若使用,,单片机进行计时天长日久会引起较大的误差这就
8、需要使用实时时钟.因此使用武汉昊显微电子有限公司生产的串行护/日历芯片HYM8563.HyMC实时时钟,8563是一款低功耗cMoS实时时钟/日历芯片它提供可编程的
