專利名稱：太陽能自動跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自控裝置，特別是一種太陽能自動跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)下隨著電力緊缺，環(huán)境問題日益突出，新能源的發(fā)展逐漸被提上日程，在這個(gè)過 程中能源的利用顯得尤為重要；世界能源日趨枯竭，可再生能源的開發(fā)和利用前景廣闊，成 為未來能源的焦點(diǎn)。太陽能作為一種清潔無污染的能源，發(fā)展前景非常廣闊。以太陽能 電池板吸收光能為例，在這個(gè)領(lǐng)域較成熟的產(chǎn)品均存在一個(gè)成本高、資源利用低的問題。如 赤道架型光源自動跟蹤系統(tǒng)等自動跟蹤系統(tǒng)成本太高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種太陽能自動跟蹤裝置，解決現(xiàn)有太陽能自動跟蹤系 統(tǒng)成本高、資源利用低的問題，具有全天候、全自動、成本低、性價(jià)比高、跟蹤精度高等優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的太陽能自動跟蹤裝置，底 座上設(shè)有兩個(gè)電機(jī)，電機(jī)通過連接構(gòu)件與模板連接，模板上連有載體；載體內(nèi)安裝有激光指示器和光源檢測裝置，載體內(nèi)還設(shè)有擋板，載體內(nèi)部還設(shè)有 檢測電路和控制電路。載體內(nèi)部由兩個(gè)呈的十字交叉擋板分為四個(gè)部分。載體采用圓柱筒。光源檢測裝置采用光敏三極管。光源檢測裝置上還設(shè)有遮光裝置。本實(shí)用新型一種太陽能自動跟蹤裝置的有益效果如下1、圓柱筒作為載體就是為了能夠很好擋住外界的干擾光，在一定的長度圓筒里放 置光源檢測裝置，如光敏三極管就使得光線必須在一個(gè)恰好的入射角度射入才有最大的光 強(qiáng)，那么入射位置的變化總是很小，但是光強(qiáng)變化也會很大，這樣就可以加強(qiáng)傳感器的靈敏度。2、載體內(nèi)部由兩呈的十字交叉擋板分為四個(gè)部分，多個(gè)光源檢測裝置，能夠很好 的區(qū)別不同位置的光強(qiáng)，入射進(jìn)來的光只要位置有一個(gè)很微小的變化，由于擋板的存在，就 會很明顯的把光線擋住，多個(gè)不同位置的光源檢測裝置產(chǎn)生明顯的電壓差異，有助于提高 整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)靈敏程度。3、光源檢測裝置采用光敏三極管，具有電流放大作用，靈敏度高。4、光源檢測裝置上還設(shè)有遮光裝置，能克服外界光的干擾。5、具有全天候、全自動、成本低、性價(jià)比高、跟蹤精度高等優(yōu)點(diǎn)，充分保證了太陽光 源直射的實(shí)時(shí)性，大大減少了光源能量的浪費(fèi)。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型載體俯視圖；圖3為本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動電路圖；圖4為本實(shí)用新型信號檢測電路圖；圖5為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
太陽能自動跟蹤裝置，底座1上設(shè)有兩個(gè)電機(jī)2，2’，電機(jī)2，2’通過連接構(gòu)件與模 板3連接，模板3上連有載體4;載體4內(nèi)安裝有激光指示器6和光源檢測裝置7，載體4內(nèi)還設(shè)有擋板5，5’，載 體4內(nèi)部還設(shè)有檢測電路和控制電路。所述載體4內(nèi)部由兩個(gè)呈的十字交叉擋板5，5’分為四個(gè)部分。所述載體4采用圓柱筒。所述光源檢測裝置7采用光敏三極管。所述光源檢測裝置7上還設(shè)有遮光裝置，如硬質(zhì)黑管。1、電機(jī)2，2，的選擇本裝置涉及到激光指示器6的指弓丨，所以電機(jī)2，2’的選擇會影響到跟蹤的精確程度。方案①選擇兩相步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是可以精確控制電機(jī)選擇步數(shù)和角 度，驅(qū)動采用專門的驅(qū)動電路或者驅(qū)動器。方案②選擇舵機(jī)，舵機(jī)可以直接用PWM波控制，利用16位定時(shí)計(jì)數(shù)器可以設(shè)置十 分精準(zhǔn)的占空比，從而讓舵機(jī)轉(zhuǎn)過精確的角度。方案③選擇減速直流電機(jī)，直流減速電機(jī)就是直流電機(jī)加上齒輪達(dá)到線速度的 減弱，加大了負(fù)載能力，并且通過機(jī)械上圓周運(yùn)動，讓電機(jī)2，2’較快的旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)檩^小的 偏轉(zhuǎn)角度，達(dá)到精準(zhǔn)控制的效果，驅(qū)動芯片采用L298的典型直流電機(jī)驅(qū)動電路?？紤]到精 度的要求，本實(shí)用新型太陽能自動跟蹤裝置優(yōu)先采用減速直流電機(jī)，輔助獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)的 方法，達(dá)到較高精度定位。2、光源檢測裝置7的選擇方案①光電池，利用光伏效應(yīng)制成的檢測光輻射的器件，能將可見光轉(zhuǎn)化為直流 電，電壓隨光強(qiáng)變化靈敏。方案②光敏電阻，純阻性元件，兩端電壓隨光照強(qiáng)度的變化明顯，受外界白光干 擾較為明顯，其參數(shù)上有著一個(gè)30ms的光電響應(yīng)時(shí)間，可能會對測量采樣的響應(yīng)效率產(chǎn)生影響。方案③光敏三極管，具有電流放大作用，靈敏度高。由于感光元件必須要有一個(gè)合適的靈敏度，本實(shí)用新型太陽能自動跟蹤裝置優(yōu)先 采用光敏三極管。3、電機(jī)2，2 ’驅(qū)動電路本實(shí)用新型太陽能自動跟蹤裝置需要將激光指示器6上下左右移動來實(shí)現(xiàn)對光源的準(zhǔn)確跟蹤與定位，故采用兩路電機(jī)2，2’控制。采用L298驅(qū)動電路控制，如圖3所示。 對于單片機(jī)控制只需要輸出不同占空比的PWM波就可以做到電機(jī)2，2’的迅速調(diào)速。由于 電機(jī)2，2’轉(zhuǎn)動不能過快，減速直流電機(jī)過慢的速度會使得帶載能力下降。本實(shí)用新型太陽能自動跟蹤裝置的優(yōu)化方案是采用電機(jī)2作為一個(gè)中心，沿Y軸 方向帶動一個(gè)長形模板3做一個(gè)弧線的運(yùn)動，電機(jī)2上套上輪軸，這樣電機(jī)轉(zhuǎn)動多圈的距離 在激光指示器6端只會產(chǎn)生一個(gè)很小的距離。電機(jī)2轉(zhuǎn)20圈，整個(gè)模板3會移動35度的 角度。電機(jī)2與模板3通過連接構(gòu)件連接，電機(jī)2’帶動模板3在X軸方向運(yùn)動，如圖1 所示。4、信號檢測電路整個(gè)檢測電路是通過比較器接收X軸方向和Y軸方向的2個(gè)光敏三極管產(chǎn)生的電 壓量，正是放置于載體4，如圓筒的內(nèi)部才會使得2個(gè)光敏三極管由于明顯的光強(qiáng)變化使得 電壓差異大，容易通過比較器產(chǎn)生開關(guān)量0、1，輸出控制電機(jī)2，2’轉(zhuǎn)動的信號。在兩個(gè)垂直的擋板5，5’兩側(cè)各裝兩個(gè)光敏三極管A、B和C、D，如圖2所示。將光 信號轉(zhuǎn)化為電信號，當(dāng)光源在水平位置移動的時(shí)候，LM339的Pin4，Pin5端的電壓值隨即 改變，并比較產(chǎn)生開關(guān)量1，0，再送入第二級的LM339進(jìn)行反向處理后送入L298的mi、IN2 端，如圖4所示。該信號檢測是橫向的信號檢測，縱向檢測類似。為了克服外界光的干擾， 在光敏三極管外部套上硬質(zhì)黑管。5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖5所示，本太陽能自動跟蹤裝置系統(tǒng)用光敏三極管將光信號轉(zhuǎn)化為電信號， 直接送入電壓比較器比較，產(chǎn)生開關(guān)量1，0。從而判斷光源的左右或上下位置；由此開關(guān)量 直接控制電機(jī)2，2’正反轉(zhuǎn)，帶動激光指示器6尋找光源。由于直流減速電機(jī)2，2’的慣性 下，啟停迅速。單片機(jī)僅僅是發(fā)出2路PWM波，來限定電機(jī)2，2’的速度。軟件消除電機(jī)2，2’抖動 的方法就是將輸入到L298 IN端口的某一路加到單片機(jī)的I/O 口，通過對I/O 口的掃描，， 當(dāng)I/O 口電平不一致某個(gè)計(jì)數(shù)變量+1，否則-1，這樣結(jié)合實(shí)際的調(diào)試確定幾個(gè)結(jié)果，不同結(jié) 果改變占空比，需要大范圍定位時(shí)加速，需要精準(zhǔn)位置時(shí)慢慢降速，抖動將不再明顯，精度 提尚。測試數(shù)據(jù)
權(quán)利要求1.太陽能自動跟蹤裝置，其特征在于底座(1)上設(shè)有兩個(gè)電機(jī)(2，2’)，電機(jī)(2，2’)通 過連接構(gòu)件與模板(3)連接，模板(3)上連有載體(4)；載體(4)內(nèi)安裝有激光指示器(6)和光源檢測裝置(7)，載體(4)內(nèi)還設(shè)有擋板(5，5’)， 載體(4)內(nèi)部還設(shè)有檢測電路和控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能自動跟蹤裝置，其特征在于載體(4)內(nèi)部由兩個(gè)呈的 十字交叉擋板(5，5’ )分為四個(gè)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能自動跟蹤裝置，其特征在于載體(4)采用圓柱筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能自動跟蹤裝置，其特征在于光源檢測裝置(7)采用光敏三極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的太陽能自動跟蹤裝置，其特征在于光源檢測裝置(7)上 還設(shè)有遮光裝置。
專利摘要太陽能自動跟蹤裝置，底座上設(shè)有兩個(gè)電機(jī)，電機(jī)通過連接構(gòu)件與模板連接，模板上連有載體；載體內(nèi)安裝有激光指示器和光源檢測裝置，載體內(nèi)還設(shè)有擋板，載體內(nèi)部還設(shè)有檢測電路和控制電路。本實(shí)用新型一種太陽能自動跟蹤裝置，具有全天候、全自動、成本低、性價(jià)比高、跟蹤精度高等優(yōu)點(diǎn)，充分保證了太陽光源直射的實(shí)時(shí)性，大大減少了光源能量的浪費(fèi)。
文檔編號G05D3/12GK201837898SQ20102059490
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者丁衡宇, 劉杰, 劉海洋, 徐躍超, 李章勇 申請人:劉杰