一種提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置，光強(qiáng)采集器芯片固定在轉(zhuǎn)接電路板上；透光材料放置在光強(qiáng)采集器的正上方，材料尺寸超過光強(qiáng)采集器芯片大小，用于衰減部分太陽光強(qiáng)度，為光強(qiáng)采集器接收；光強(qiáng)采集器轉(zhuǎn)接電路板和透光材料共同固定安裝于基座上；信號處理電路，接收光強(qiáng)采集器數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并顯示實(shí)際光強(qiáng)值。通過增加透光率材料，提高光強(qiáng)采集器測量范圍，不需要改變電路結(jié)構(gòu)，不需要改變機(jī)械結(jié)構(gòu)，解決了在強(qiáng)光下能準(zhǔn)確測量光照強(qiáng)度，精度高，線性度好，有很大的應(yīng)用價值。
【專利說明】一種提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電和物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種用于強(qiáng)光照強(qiáng)度條件下光強(qiáng)采集器測量方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光強(qiáng)采集器是光伏發(fā)電控制系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)研究中常用的傳感器。目前，多數(shù)測量光強(qiáng)的采集元件是硅光電池或硅光電二極管。這兩類采集元件需要對采集信號進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，且輸出信號受外接負(fù)載電阻的影響，線性度較差，同時還容易受紅外線等非可見光的影響。限制了這兩類采集元件在高精度陽光自動跟蹤控制和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確測量外部光強(qiáng)方面的應(yīng)用。
[0003]數(shù)字型光照度傳感器具有高分辨率，測量精度高，受紅外線影響很小，功耗小，無需外部信號轉(zhuǎn)換電路等優(yōu)點(diǎn)，但是其測量范圍有限，輸入光強(qiáng)最高為655351X。夏天在強(qiáng)光下照度約為3?30萬lx，陰天光照度為I萬lx，故在強(qiáng)光下使用數(shù)字型光照度傳感器將會輸出飽和，超過655351X的光強(qiáng)度值將不能正常輸出，導(dǎo)致光伏發(fā)電控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)陽光自動跟蹤控制，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)輸出光照值不正確等影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的數(shù)字型光照度傳感器技術(shù)存在的不足，提供一種強(qiáng)光條件下可以提高光照度傳感器測量范圍的方法及裝置，以適用于陽光自動跟蹤控制和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等控制系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置，它包括光強(qiáng)采集器，用于檢測光強(qiáng)，并根據(jù)檢測結(jié)果輸出數(shù)據(jù)；透光材料，放置在光強(qiáng)采集器的正上方，用于衰減部分太陽光強(qiáng)度，為光強(qiáng)采集器接收；信號處理電路，用于接收光強(qiáng)采集器數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取實(shí)際光強(qiáng)值。
[0006]所述光強(qiáng)采集器為數(shù)字型光照度傳感器BH1710。
[0007]所述信號處理電路采用STC12C5A60S2單片機(jī)。
[0008]所述的電路還包括數(shù)字顯示設(shè)備，用于顯示所述獲取實(shí)際光照強(qiáng)度值。
[0009]本發(fā)明的積極效果是:
[0010]本發(fā)明通過采用數(shù)字型光照度傳感器可以提高分辨率，測量精度高。通過本發(fā)明通過增加透光率材料，提高數(shù)字型光照度傳感器測量范圍，不需要改變電路結(jié)構(gòu)，不需要改變機(jī)械結(jié)構(gòu)，能有效的在強(qiáng)光下準(zhǔn)確測量光照強(qiáng)度，有利于推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光強(qiáng)采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光強(qiáng)采集器的俯視圖；
[0013]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號處理電路原理示意圖。[0014]圖中:1、固定柱，2、透光材料，3、固定柱，4、光強(qiáng)采集器，5、光強(qiáng)采集器轉(zhuǎn)接電路板,6、固定基座。
【具體實(shí)施方式】
[0015]附圖1和附圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光強(qiáng)采集器的結(jié)構(gòu)示意圖和俯視圖。光強(qiáng)采集器芯片固定在轉(zhuǎn)接電路板上；透光材料放置在光強(qiáng)采集器的正上方，材料尺寸超過光強(qiáng)采集器芯片大小，與電路轉(zhuǎn)接板尺寸一致；由4個固定柱將光強(qiáng)采集器轉(zhuǎn)接電路板，透光材料固定安裝于基座上。在本實(shí)例中選用數(shù)字型光照度傳感器BH1710作為光強(qiáng)采集器。
[0016]附圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號處理電路原理示意圖。轉(zhuǎn)接電路板將光強(qiáng)采集器輸出信號送至單片機(jī)串口，經(jīng)軟件程序數(shù)據(jù)處理，通過液晶數(shù)字顯示設(shè)備，顯示所述獲取實(shí)際光照強(qiáng)度值。
[0017]按本實(shí)施例提供的一種提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法，其測量原理是:太陽光以平行光方式投射于透光材料表面，經(jīng)過透光材料后，光強(qiáng)采集器接收到的光照強(qiáng)度按E= EOXa得到，EO為太陽光實(shí)際光照強(qiáng)度，a為材料的透光率，透光材料可直接購買，也可根據(jù)需要自己設(shè)計(jì)，不同材料的透光率由標(biāo)準(zhǔn)透光率測試儀測得。單片機(jī)通過使用I2C總線通訊協(xié)議讀取光強(qiáng)采集器的內(nèi)部16位光照強(qiáng)度寄存器值，該寄存器值再除以透光率a即為實(shí)際的太陽光照強(qiáng)度，最后通過LED液晶程序顯示實(shí)際光照強(qiáng)度值。
【權(quán)利要求】
1.一種提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置，其特征在于，包括: 光強(qiáng)采集器，固定在轉(zhuǎn)接電路板上，用于檢測光強(qiáng)，并根據(jù)檢測結(jié)果輸出數(shù)據(jù)； 透光材料，放置在光強(qiáng)采集器的正上方，用于衰減部分太陽光強(qiáng)度，為光強(qiáng)采集器接收； 信號處理電路，用于接收光強(qiáng)采集器數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取實(shí)際光強(qiáng)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置，其特征是，所述光強(qiáng)采集器為數(shù)字型光照度傳感器BH1710。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置，其特征是，所述信號處理電路采用STC12C5A60S2單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高光強(qiáng)采集器測量范圍的方法及裝置，其特征在于，還包括:數(shù)字顯示設(shè)備，用于顯示所述獲取實(shí)際光照強(qiáng)度值。
【文檔編號】G01J1/04GK103528674SQ201310449920
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】王軍, 朱文文, 周國平, 時維鐸, 徐磊, 儲婷玉 申請人:南京林業(yè)大學(xué)