太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，用于處理光敏傳感器模塊傳來的信號(hào)，所述太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路包括方位角電流信號(hào)模塊、高度角電流信號(hào)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)模塊和供電電路模塊，各電流信號(hào)模塊包括相應(yīng)的測(cè)量電路、比較電路和傳送電路，傳送電路均連接至傳感器電路的信號(hào)輸出端，信號(hào)輸出端連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中各測(cè)量電路和傳送電路利用LM324作為處理芯片，而各比較電路利用LM339作為處理芯片。本發(fā)明的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路解決了光敏傳感器的信號(hào)處理問題，并且安裝方便，可以將整個(gè)傳感器電路板封裝在一個(gè)盒子里，將光電傳感器電流信號(hào)接入電路板即可使用。
【專利說明】太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能利用領(lǐng)域，具體來說涉及一種太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽(yáng)能利用中，希望保持裝置面向陽(yáng)光直射方向以確保對(duì)陽(yáng)光的最有效利用。所采用的方案是利用跟蹤傳感器生成信號(hào)，驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)信號(hào)對(duì)太陽(yáng)能裝置的朝向進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)跟蹤傳感器包括光敏傳感器和電路，光敏傳感器將檢測(cè)信號(hào)輸出到電路，電路經(jīng)過處理產(chǎn)生方位角和高度角信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理后輸出給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)信號(hào)調(diào)整方位角和高度角，以保持對(duì)太陽(yáng)的跟蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，以解決光敏傳感器信號(hào)的處理問題。具體來說，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，用于處理光敏傳感器模塊傳來的信號(hào)，所述太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路包括方位角電流信號(hào)模塊、高度角電流信號(hào)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)模塊和供電電路模塊，其特征在于，光敏傳感器模塊中具有多個(gè)傳感器CNl至CN5，其中兩個(gè)傳感器CNl和CN3用于測(cè)量方位角，兩個(gè)傳感器CN2和CM用于測(cè)量高度角，一個(gè)傳感器CN5用于測(cè)量光強(qiáng)，方位角電流信號(hào)模塊包括方位角測(cè)量電路、方位角比較電路和方位角傳送電路，高度角電流信號(hào)模塊包括高度角測(cè)量電路、高度角比較電路和高度角傳送電路，光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)模塊也具有測(cè)量電路、比較電路和傳送電路，傳送電路均連接至傳感器電路的信號(hào)輸出端，信號(hào)輸出端連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中各測(cè)量電路和傳送電路利用LM324作為處理芯片，而各比較電路利用LM339作為處理芯片。
[0004]優(yōu)選地，傳感器CNl和CN3的輸出端與方位角測(cè)量電路的LM324 (IA)和LM324(IB)的輸入端2和6引腳電連接，方位角測(cè)量電路的LM324 (IA)和LM324 (IB)的輸出端I和7引腳與方位角比較電路的LM339 (A)的輸入端4和5引腳電連接，方位角比較電路的LM339 (A)的輸出端I引腳與方位角傳送電路的LM324 (2B)的輸入端5引腳電連接，方位角傳送電路輸出端為傳感器電路的方位角檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
[0005]優(yōu)選地，傳感器CN2和CM的輸出端與高度角測(cè)量電路的LM324 (IC)和LM324(ID)的輸入端9和13引腳電連接，高度角測(cè)量電路的LM324 (IC)和LM324 (ID)的輸出端8和14引腳與高度角比較電路的LM339 (B)的輸入端6和7引腳電連接，高度角比較電路的LM339 (B)的輸出端2引腳與高度角傳送電路的LM324 (2C)的輸入端9和10引腳電連接，高度角傳送電路的輸出端為傳感器電路的高度角檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
[0006]優(yōu)選地，傳感器CN5的輸出端與測(cè)量電路的LM324 (2A)的輸入端2引腳電連接，測(cè)量電路的LM324 (2A)的輸出端I引腳與比較電路的LM339 (C)的輸入端8引腳電連接，比較電路的LM339 (C)的輸出端14引腳與傳送電路的LM324 (2D)的輸入端12引腳電連接，傳送電路的輸出端為傳感器電路的光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。[0007]更優(yōu)選地，在各傳感器的輸出端與各測(cè)量電路的輸入端之間還串接有發(fā)光二極管。
[0008]更優(yōu)選地，各測(cè)量電路的輸入端與輸出端之間設(shè)置有與各LM324并聯(lián)的反饋電阻，并且各反饋電阻串接有微調(diào)電阻R11、R12、R13、R14和R15，用于校正光敏傳感器的工藝偏差。
[0009]更優(yōu)選地，方位角比較電路與高度角比較電路中LM339的輸入端接有雙向二極管，同時(shí)LM339還分別串并接有電阻以構(gòu)成遲滯比較器。
[0010]更優(yōu)選地，方位角傳送電路和高度角傳送電路的信號(hào)輸出分別是采用0-20ma電流信號(hào)傳輸。
[0011 ] 更優(yōu)選地，供電電路是采用由D43、D44、D45和D46構(gòu)成的橋式電路作為電源輸入的接入端。
[0012]更優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路是被一體式制造在一塊電路板上，所述電路板被封裝在一個(gè)盒子中，盒子具有光敏傳感器模塊的輸入接口。
[0013]采用本發(fā)明的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，具有以下有益效果:
1、在光敏傳感器輸出端串接發(fā)光二極管(LED1，LED2，LED3，LED4，LED5)可以輔助判斷光敏傳感器工作狀況；
2、在光敏測(cè)量電路反饋電阻中分別串接微調(diào)電阻，用來校準(zhǔn)光敏工藝偏差；
3、方位角比較電路與高度角比較電路中LM339輸入端接入雙向二極管保護(hù)電壓比較器的輸入，同時(shí)采用遲滯比較器(由LM339串并接電阻構(gòu)成)用以設(shè)定有效動(dòng)作閾值，避免系統(tǒng)一直響應(yīng)；
4、傳感器電路中方位角傳送電路和高度角傳送電路信號(hào)輸出采用0-20ma電流信號(hào)傳輸，可以適合遠(yuǎn)距離應(yīng)用，信號(hào)不失真，同時(shí)節(jié)約成本；
5、供電簡(jiǎn)單安全，只需要在控制室通過一根雙絞線遠(yuǎn)距離給電路提供24V直流電，接到供電電路的二極管D44和D45上，采用橋式電路(D43，D44，D45，D46)也無需擔(dān)心24V直流電源極性接反問題，具有安全保護(hù)作用；
6、安裝方便，整個(gè)傳感器電路板可以封裝在一個(gè)盒子里，只需將光敏傳感器電流信號(hào)接入電路板即可使用，也可以起到防水防曬的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為電路模塊中方位角電流信號(hào)模塊的電路圖。
[0016]圖3為電路模塊中高度角電流信號(hào)模塊的電路圖。
[0017]圖4為電路模塊中光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)模塊的電路圖。
[0018]圖5為電路模塊中供電電路模塊的電路圖。
[0019]圖6為光敏傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]在圖中:I光敏傳感器；2電路；2_1方位角測(cè)量電路'2-2方位角比較電路；2_3方位角傳送電路；2-4高度角測(cè)量電路；2-5高度角比較電路；2-6高度角傳送電路；2-7光強(qiáng)檢測(cè)電路；2-7-1光強(qiáng)測(cè)量電路；2-7-2光強(qiáng)比較電路；2-7-3光強(qiáng)傳送電路；2_8供電電路；3數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；4驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；4-1-1方位角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；4-2-1高度角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電路；4_1_2驅(qū)動(dòng)方位角步進(jìn)電機(jī)；4_2_2聞度角步進(jìn)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0022]圖1示出太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的整體模塊結(jié)構(gòu)。光敏傳感器I將電流信號(hào)傳給電路2，電路2將處理過的信號(hào)傳送到MCU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3，MCU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的光強(qiáng)、方位角和高度角信號(hào)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4發(fā)送信號(hào)，以調(diào)整太陽(yáng)能裝置的方位朝向。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括程序跟蹤部分和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)部分，程序跟蹤組分用于在光強(qiáng)不足時(shí)根據(jù)程序計(jì)算太陽(yáng)位置，獲取可能的最大迎光面。在光強(qiáng)足夠時(shí)，信號(hào)被方位角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路4-1-1和高度角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路4-2-1接收處理，驅(qū)動(dòng)方位角步進(jìn)電機(jī)4-1-2和高度角步進(jìn)電機(jī)4-2-2運(yùn)作調(diào)整裝置朝向。
[0023]電路2包括分別用于處理方位角、高度角和光強(qiáng)電流信號(hào)的模塊。
[0024]圖2示出方位角電流信號(hào)模塊。如圖中所示，方位角電流信號(hào)模塊包括方位角測(cè)量電路2-1、方位角比較電路2-2和方位角傳送電路2-3。方位角測(cè)量電路2-1的LM324( 1A)和LM324 (IB)輸出端I和7引腳與方位角比較電路2-2的LM339 (A)輸入端4和5弓丨腳電連接，方位角比較器LM339 (A)的輸出端I引腳與方位角傳送電路2-3的LM324 (2B)輸入端5引腳電連接，方位角傳送電路2-3輸出端為傳感器電路2的方位角檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
[0025]圖3示出高度角電流信號(hào)模塊。如圖中所示，高度角電流信號(hào)模塊包括高度角測(cè)量電路2-4、高度角比較電路2-5和高度角傳送電路2-6。高度角測(cè)量電路2-4的LM324(IC)和LM324 (ID)的輸出端8和14引腳與高度角比較電路2_5的LM339 (B)輸入端6和7引腳電連接，高度角比較器(LM339) (B)的輸出端2引腳與高度角傳送電路2-6的LM324(2C)輸入端9和10引腳電連接，高度角傳送電路2-6的輸出端為傳感器電路2的高度角檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
[0026]圖4示出光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)模塊。光強(qiáng)檢測(cè)電路2-7包括測(cè)量電路2-7-1、比較電路2-7-2、傳送電路2-7-3，測(cè)量電路的LM324 (2A)輸出端I引腳與比較電路的LM339 (C)輸入端8引腳電連接，比較電路的LM339輸出端14引腳與傳送電路的LM324 (2D)輸入端12引腳電連接，傳送電路的輸出端為傳感器電路2的光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
[0027]圖5示出供電電路模塊2-8。供電電路模塊2-8用來給所用到的芯片LM324、LM339提供電源和一些保護(hù)措施。供電電路模塊2-8與電路制造成一體，以雙絞線接出連接控制室電源給電路提供24V直流電。供電電路采用橋式電路，從而無需擔(dān)心24V電源極性接反問題，具有安全保護(hù)作用。
[0028]圖6不出光敏傳感器模塊的結(jié)構(gòu)。在該模塊中，不出了 5個(gè)光敏傳感器CN1-5,其中CN1、CN3測(cè)量方位角，并連接至方位角測(cè)量電路的接入端。CN2、CN4測(cè)量高度角，并連接至高度角測(cè)量電路的接入端。CN5測(cè)量光強(qiáng)，并連接至光強(qiáng)測(cè)量電路的接入端。
[0029]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，用于處理光敏傳感器模塊傳來的信號(hào)，所述太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路包括方位角電流信號(hào)模塊、高度角電流信號(hào)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)模塊和供電電路模塊，其特征在于，光敏傳感器模塊中具有多個(gè)傳感器CNl至CN5，其中兩個(gè)傳感器CNl和CN3用于測(cè)量方位角，兩個(gè)傳感器CN2和CM用于測(cè)量高度角，一個(gè)傳感器CN5用于測(cè)量光強(qiáng)，方位角電流信號(hào)模塊包括方位角測(cè)量電路、方位角比較電路和方位角傳送電路，高度角電流信號(hào)模塊包括高度角測(cè)量電路、高度角比較電路和高度角傳送電路，光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)模塊也具有測(cè)量電路、比較電路和傳送電路，傳送電路均連接至傳感器電路的信號(hào)輸出端，信號(hào)輸出端連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中各測(cè)量電路和傳送電路利用LM324作為處理芯片，而各比較電路利用LM339作為處理芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，傳感器CNl和CN3的輸出端與方位角測(cè)量電路的LM324 (IA)和LM324 (1B)的輸入端2和6引腳電連接，方位角測(cè)量電路的LM324 (IA)和LM324 (IB)的輸出端I和7引腳與方位角比較電路的LM339(A)的輸入端4和5引腳電連接，方位角比較電路的LM339(A)的輸出端I引腳與方位角傳送電路的LM324 (2B)的輸入端5引腳電連接,方位角傳送電路輸出端為傳感器電路的方位角檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，傳感器CN2和CM的輸出端與高度角測(cè)量電路的LM324 (IC)和LM324 (ID)的輸入端9和13引腳電連接，高度角測(cè)量電路的LM324 (IC)和LM324 (ID)的輸出端8和14引腳與高度角比較電路的LM339(B)的輸入端6和7引腳電連接，高度角比較電路的LM339(B)的輸出端2引腳與高度角傳送電路的LM324 (2C)的輸入端9和10引腳電連接，高度角傳送電路的輸出端為傳感器電路的高度角檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，傳感器CN5的輸出端與測(cè)量電路的LM324 (2A)的輸入端2引腳電連接，測(cè)量電路的LM324 (2A)的輸出端I引腳與比較電路的LM339 (C)的輸入端8引腳電連接，比較電路的LM339 (C)的輸出端14引腳與傳送電路的LM324 (2D)的輸入端12引腳電連接，傳送電路的輸出端為傳感器電路的光強(qiáng)檢測(cè)電流信號(hào)輸出端。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，在各傳感器的輸出端與各測(cè)量電路的輸入端之間還串接有發(fā)光二極管。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，各測(cè)量電路的輸入端與輸出端之間設(shè)置有與各LM324并聯(lián)的反饋電阻，并且各反饋電阻串接有微調(diào)電阻R11、R12、R13、R14和R15，用于校正光敏傳感器的工藝偏差。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，方位角比較電路與高度角比較電路中LM339的輸入端接有雙向二極管，同時(shí)LM339還分別串并接有電阻以構(gòu)成遲滯比較器。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，方位角傳送電路和高度角傳送電路的信號(hào)輸出分別是采用0-20ma電流信號(hào)傳輸。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，供電電路是采用由D43、D44、D45和D46構(gòu)成的橋式電路作為電源輸入的接入端。
10.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路，其特征在于，所述太陽(yáng)能跟蹤傳感器控制電路是被一體式制造在一塊電路板上，所述電路板被封裝在一個(gè)盒子中，盒子具有光敏 傳感器模塊的輸入接口。
【文檔編號(hào)】G05D3/20GK103970153SQ201410204601
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】朱正林, 楊東升, 劉巍, 杜鑫, 王啟棟 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院