一種太陽光三維測光系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽光三維測光系統(tǒng)，所述測光系統(tǒng)包括：X軸測光電路、Y軸測光電路和Z軸測光電路，X軸和Y軸測光電路分別由電壓產(chǎn)生電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路組成。該太陽光三維測光系統(tǒng)通過電壓產(chǎn)生電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路以及Z軸測光電路得到了三維的光脈沖，實現(xiàn)了實時的對太陽的跟蹤，使用安裝方便，簡化了操作流程，且提高了工作效率；當(dāng)該三維測光系統(tǒng)應(yīng)用到太陽能自動跟蹤系統(tǒng)時，還可以節(jié)省因驅(qū)動太陽能電池板而帶來的不必要的電能損耗，據(jù)測試這樣可以提升光伏能電池板的總的發(fā)電量達到10%，并且設(shè)備成本僅為GPS的30%。
【專利說明】一種太陽光三維測光系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽光測光領(lǐng)域，特別涉及一種太陽光三維測光系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于地球的自轉(zhuǎn)，相對于某一個固定地點的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，有效的保證太陽能電池板能夠時刻正對太陽，發(fā)電效率才會達到最佳狀態(tài)。
[0003]目前世界上通用的太陽能測光系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點的經(jīng)緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟件中，都要靠計算該固定地點每一時刻的太陽位置以實現(xiàn)跟蹤太陽，測得最大光線。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新計算參數(shù)、設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個參數(shù)；原理、電路、技術(shù)、設(shè)備都很復(fù)雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種太陽光三維測光系統(tǒng)，該太陽光三維測光系統(tǒng)降低了使用成本，簡化了操作流程，提高了工作效率，詳見下文描述:
[0005]一種太陽光三維測光系統(tǒng)，所述測光系統(tǒng)包括:X軸測光電路、Y軸測光電路和Z軸測光電路，X軸和Y軸測光電路分別由電壓產(chǎn)生電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路組成；
[0006]所述電壓產(chǎn)生電路包括:陽極接地的9V穩(wěn)壓管，所述9V穩(wěn)壓管的陰極分別接光敏分壓電阻、第一分壓電阻和9V電源，所述光敏分壓電阻接光敏器件；所述第一分壓電阻接第一光度調(diào)節(jié)電阻，所述第一光度調(diào)節(jié)電阻連接第二分壓電阻，所述第二分壓電阻同時連接第二電阻和運算放大器的第一輸入引腳的反相輸入端；所述光敏分壓電阻連接第一電阻，所述第一電阻分別連接運算放大器的第一輸入引腳的同相輸入端和第三電阻，所述第三電阻接地；運算放大器的第二輸入引腳的同相輸入端接第一電壓反饋采樣電阻，運算放大器的第二輸入引腳的反相輸入端接第四電阻和第五電阻，運算放大器的第一輸出引腳接第二光度調(diào)節(jié)電阻，所述第二光度調(diào)節(jié)電阻接所述第四電阻，所述第五電阻接第二電壓反饋采樣電阻，所述第二電壓反饋采樣電阻接地；運算放大器的第二輸出引腳輸出二次放大的電壓信號至所述電壓頻率轉(zhuǎn)換電路；
[0007]所述電壓頻率轉(zhuǎn)換電路包括:第六電阻，所述第六電阻接所述二次放大的電壓信號，所述第六電阻分別接第一電容和轉(zhuǎn)換器的閾值引腳，轉(zhuǎn)換器的電流輸出弓I腳接第一電容，轉(zhuǎn)換器的輸出基準(zhǔn)電流引腳接第七電阻和可變電阻組成的支路；轉(zhuǎn)換器的比較輸入引腳接第七電阻，轉(zhuǎn)換器的定時電路引腳分別接第八電阻和第二電容，所述第八電阻和轉(zhuǎn)換器的電源端接9V電源；轉(zhuǎn)換器的頻率輸出引腳接第九電阻、第十電阻和第十一電阻組成的偏置電路，第十一電阻接三級管的基極，三極管的集電極輸出所述X軸脈沖信號；
[0008]所述Z軸測光電路包括:光敏器件，所述光敏器件接9V電源，所述光敏器件通過第十二電阻接地，所述光敏器件輸出所述Z軸脈沖信號。
[0009]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是:該太陽光三維測光系統(tǒng)通過電壓產(chǎn)生電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路以及Z軸測光電路得到了三維的光脈沖，實現(xiàn)了實時的對太陽的跟蹤，使用安裝方便，簡化了操作流程，且提高了工作效率；當(dāng)該三維測光系統(tǒng)應(yīng)用到太陽能自動跟蹤系統(tǒng)時，還可以節(jié)省因驅(qū)動太陽能電池板而帶來的不必要的電能損耗，據(jù)測試這樣可以提升光伏能電池板的總的發(fā)電量達到10%，并且設(shè)備成本僅為GPS的30%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為電壓產(chǎn)生電路的電路原理圖；
[0011]圖2為電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；
[0012]圖3為Z軸測光電路的電路原理圖。
[0013]附圖中，各部件的標(biāo)號如下所示:
[0014]Dl:9V穩(wěn)壓管；Rl:光敏分壓電阻；
[0015]R3:第一分壓電阻；L1:光敏器件；
[0016]D3:反向截止二極管；BATTERY:蓄電池；
[0017]RWl:第一光度調(diào)節(jié)電阻；R4:第二分壓電阻；
[0018]R2:第一電阻；R5:第二電阻；
[0019]LM358:運算放大器；R7:第三電阻；
[0020]R8:第四電阻；R9:第五電阻；
[0021]RlO:第一電壓反饋采樣電阻；RW2:第二光度調(diào)節(jié)電阻；
[0022]Rll:第二電壓反饋采樣電阻；R12:第六電阻；
[0023]Cl:第一電容；LM331:轉(zhuǎn)換器；
[0024]THD:閾值引腳；C/0UT:電流輸出引腳；
[0025]R/C:基準(zhǔn)電流引腳；R13:第七電阻；
[0026]RW3:可變電阻；C/IN:比較輸入引腳；
[0027]R-C:定時電路引腳；R14:第八電阻；
[0028]F/0UT:頻率輸出引腳；R32:第九電阻；
[0029]R33:第十電阻；R34:第^^一電阻；
[0030]Ql:三級管；L3:光敏器件；
[0031]R30:第十二電阻。
【具體實施方式】
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0033]為了降低使用成本，提高工作效率，本發(fā)明實施例提供了一種三維光伏能電池太陽光自動跟蹤系統(tǒng)，參見圖1，詳見下文描述:
[0034]該測光系統(tǒng)安裝在太陽能光板(太陽能光板為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，圖中未示出，且測光系統(tǒng)的安裝方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，本實施例對此不做限制)上。
[0035]其中，參見圖1、圖2和圖3，測光系統(tǒng)包括:X軸測光電路、Y軸測光電路和Z軸測光電路，X軸和Y軸測光電路由電壓產(chǎn)生電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路組成。
[0036]參見圖1，電壓產(chǎn)生電路包括:陽極接地的9V穩(wěn)壓管D1，9V穩(wěn)壓管Dl的陰極分別接光敏分壓電阻Rl、第一分壓電阻R3和9V電源VCC，光敏分壓電阻Rl接光敏器件LI ;第一分壓電阻R3接第一光度調(diào)節(jié)電阻RWl，第一光度調(diào)節(jié)電阻RWl連接第二分壓電阻R4，第二分壓電阻R4同時連接第二電阻R5和運算放大器LM358的第一輸入引腳的反相輸入端；光敏分壓電阻Rl連接第一電阻R2，第一電阻R2分別連接運算放大器LM358的第一輸入引腳的同相輸入端和第三電阻R7，第三電阻R7接地；運算放大器LM358的第二輸入引腳的同相輸入端接第一電壓反饋采樣電阻R10，運算放大器LM358的第二輸入引腳的反相輸入端接第四電阻R8和第五電阻R9，運算放大器LM358的第一輸出引腳接第二光度調(diào)節(jié)電阻RW2，第二光度調(diào)節(jié)電阻RW2接第四電阻R8，第五電阻R9接第二電壓反饋采樣電阻R11，第二電壓反饋采樣電阻Rll接地；運算放大器LM358的第二輸出引腳輸出二次放大的電壓信號至電壓頻率轉(zhuǎn)換電路。
[0037]具體實現(xiàn)時，光敏器件LI感應(yīng)太陽光強，用于將光強度轉(zhuǎn)變成電壓值，可以為光敏三極管、光敏二極管或光敏電阻等器件，本實施例對此不做限制。
[0038]其中，LM358將光敏元件LI感應(yīng)到的電壓信號進行兩次放大，其中第一電阻R2、第三電阻R7完成光電信號采集輸入LM358的3腳，LM358的2腳是基準(zhǔn)信號輸入端，I腳為LM358第一次運放輸出端，經(jīng)過第一次放大的電壓信號再經(jīng)過第二光度調(diào)節(jié)電阻RW2、第四電阻R8輸入到LM358第6腳進行二次放大，5腳為基準(zhǔn)電壓比較端，通過第一電壓反饋采樣電阻RlO接地，通過R10、R11可以使輸出的電壓穩(wěn)定性好，經(jīng)過二次放大的電壓信號經(jīng)過7腳輸出到電壓頻率轉(zhuǎn)換電路。
[0039]參見圖2，電壓頻率轉(zhuǎn)換電路包括:第六電阻R12，第六電阻R12接二次放大的電壓信號，第六電阻R12分別接第一電容Cl和轉(zhuǎn)換器LM331的閾值引腳THD，轉(zhuǎn)換器LM331的電流輸出引腳C/0UT接第一電容Cl，轉(zhuǎn)換器LM331的輸出基準(zhǔn)電流引腳R/C接第七電阻R13和可變電阻RW3組成的支路；轉(zhuǎn)換器LM331的比較輸入引腳C/IN接第七電阻R13，轉(zhuǎn)換器LM331的定時電路引腳R-C分別接第八電阻R14和第二電容C2，第八電阻R14和轉(zhuǎn)換器LM331的電源端接9C電源VCC;轉(zhuǎn)換器LM331的頻率輸出引腳F/0UT接第九電阻R32、第十電阻R33和第十一電阻R34組成的偏置電路，第十一電阻R34接三級管Ql的基極，三極管Ql的集電極輸出X軸脈沖信號。
[0040]其中，Y軸測光電路的整個電路和X軸的電路一致,最終從電壓頻率轉(zhuǎn)換電路中的三極管Ql的集電極輸出Y軸脈沖信號。
[0041]參見圖3，Z軸測光電路包括:光敏器件L3，光敏器件L3接9V電源，光敏器件L3通過第十二電阻R30接地，光敏器件L3輸出Z軸脈沖信號。
[0042]本實施例中所有的器件除了特殊說明外，均可以采用功能相同的其他型號的器件，具體實現(xiàn)時，本實施例對此不做限制。
[0043]綜上所述，通過上述的太陽光三維測光系統(tǒng)實現(xiàn)了實時的對太陽的跟蹤，使用安裝方便，簡化了操作流程，且提高了工作效率；當(dāng)該三維測光系統(tǒng)應(yīng)用到太陽能自動跟蹤系統(tǒng)時，還可以節(jié)省因驅(qū)動太陽能電池板而帶來的不必要的電能損耗，據(jù)測試這樣可以提升光伏能電池板的總的發(fā)電量達到10%，并且設(shè)備成本僅為GPS的30%。
[0044]三維太陽光自動跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)了自動的跟蹤，避免了 GPS等成本較貴的器件，且本設(shè)計不需要實時的進行跟蹤，在太陽下山后，還可以自動停止跟蹤，將電機帶動的太陽能板回歸到初始位置。
[0045]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施例的示意圖，上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽光三維測光系統(tǒng)，其特征在于，所述測光系統(tǒng)包括:x軸測光電路、Y軸測光電路和Z軸測光電路，X軸和Y軸測光電路分別由電壓產(chǎn)生電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路組成；所述電壓產(chǎn)生電路包括:陽極接地的9V穩(wěn)壓管，所述9V穩(wěn)壓管的陰極分別接光敏分壓電阻、第一分壓電阻和9V電源，所述光敏分壓電阻接光敏器件；所述第一分壓電阻接第一光度調(diào)節(jié)電阻，所述第一光度調(diào)節(jié)電阻連接第二分壓電阻，所述第二分壓電阻同時連接第二電阻和運算放大器的第一輸入引腳的反相輸入端；所述光敏分壓電阻連接第一電阻，所述第一電阻分別連接運算放大器的第一輸入引腳的同相輸入端和第三電阻，所述第三電阻接地；運算放大器的第二輸入引腳的同相輸入端接第一電壓反饋采樣電阻，運算放大器的第二輸入引腳的反相輸入端接第四電阻和第五電阻，運算放大器的第一輸出引腳接第二光度調(diào)節(jié)電阻，所述第二光度調(diào)節(jié)電阻接所述第四電阻，所述第五電阻接第二電壓反饋采樣電阻，所述第二電壓反饋采樣電阻接地；運算放大器的第二輸出引腳輸出二次放大的電壓信號至所述電壓頻率轉(zhuǎn)換電路； 所述電壓頻率轉(zhuǎn)換電路包括:第六電阻，所述第六電阻接所述二次放大的電壓信號，所述第六電阻分別接第一電容和轉(zhuǎn)換器的閾值引腳，轉(zhuǎn)換器的電流輸出引腳接第一電容，轉(zhuǎn)換器的輸出基準(zhǔn)電流引腳接第七電阻和可變電阻組成的支路；轉(zhuǎn)換器的比較輸入引腳接第七電阻，轉(zhuǎn)換器的定時電路引腳分別接第八電阻和第二電容，所述第八電阻和轉(zhuǎn)換器的電源端接9V電源；轉(zhuǎn)換器的頻率輸出引腳接第九電阻、第十電阻和第十一電阻組成的偏置電路，第十一電阻接三級管的基極，三極管的集電極輸出所述X軸脈沖信號； 所述Z軸測光電路包括:光敏器件，所述光敏器件接9V電源，所述光敏器件通過第十二電阻接地，所述光敏器件輸出所述Z軸脈沖信號。
【文檔編號】G05D3/12GK103472857SQ201310422988
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】卜鳳悅 申請人:天津市暢悅電子科技有限公司