太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括單片機(jī)、光敏元件裝置、傳感器、D/A轉(zhuǎn)換電路、放大電路、驅(qū)動(dòng)電路與步進(jìn)電機(jī)，所述光敏元件裝置將所檢測(cè)到的位置信息傳輸給所述傳感器，所述傳感器將上述位置信息經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并最終傳送給所述步進(jìn)電機(jī)，所述光敏元件裝置包括基板、遮光板與光敏二極管，所述基板的一側(cè)由所述遮光板分割成三個(gè)象限單元，所述光敏二極管包括第一、第二、第三與第四光敏二極管，所述第一、第二與第三光敏二極管分別位于各象限單元內(nèi)，所述第四光敏二極管位于所述基板的另一側(cè)。本發(fā)明的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗能低，控制精度與靈敏度高，可以全方位地對(duì)太陽光進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。
【專利說明】
太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著自然資源的日益緊張以及生活環(huán)境的逐漸惡化，尋求一種清潔的新 能源變得越發(fā)重要。太陽能作為一種新型清潔能源，由于其在使用過程中的清潔性以及來 源的廣泛性等優(yōu)點(diǎn)而逐漸被世界各國(guó)廣泛地認(rèn)同與利用。
[0003] 目前的太陽能電池發(fā)電能源利用率只有百分之十幾，利用效率極低，造成了能源 的大量浪費(fèi)，而且在某些特殊地域，由于地理位置的限制，日照時(shí)間較短，因此不能很好地 對(duì)太陽能進(jìn)行收集與轉(zhuǎn)化利用，降低了能源的利用率，間接造成了資源的流失與浪費(fèi)?，F(xiàn)有 的太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中，對(duì)太陽光進(jìn)行自動(dòng)跟蹤已有一定的研究。但目前的太陽能自動(dòng) 跟蹤系統(tǒng)的靈敏度不高，其制造成本較高等缺點(diǎn)限制了其進(jìn)一步地應(yīng)用。
[0004] 基于此，有必要研究出一種具有高靈敏度低制造成本的太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)來解 決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，本發(fā)明的目的是提供一種靈敏度高且制造成本低的太陽能自動(dòng)跟蹤系 統(tǒng)，以便拓寬其在實(shí)際中的應(yīng)用范圍。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括單片機(jī)、 光敏元件裝置、傳感器、D/A轉(zhuǎn)換電路、放大電路、驅(qū)動(dòng)電路以及步進(jìn)電機(jī)，所述光敏元件裝 置將所檢測(cè)到的位置信息傳輸給所述傳感器，所述傳感器將上述位置信息經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換 電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并最終傳送給所述步進(jìn)電機(jī)，所述光敏元件裝置包括一基板、遮光板以 及光敏二極管，所述基板的一側(cè)由所述遮光板分割成三個(gè)象限單元，所述光敏二極管包括 第一光敏二極管、第二光敏二極管、第三光敏二極管以及第四光敏二極管，所述第一光敏二 極管、所述第二光敏二極管以及所述第三光敏二極管分別位于上述象限單元內(nèi)，所述第四 光敏二極管位于所述基板的另一側(cè)。
[0007] 本發(fā)明的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，靈敏度高，制造成本低，具有較為廣泛的實(shí)際 應(yīng)用范圍。
[0008] 上述太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其中，所述基板的形狀為圓形或方形，所述基板上 設(shè)有太陽能電池板，所述太陽能電池板為單晶硅太陽能電池板。該單晶硅太陽能電池板可 以有效地將太陽能轉(zhuǎn)化成電能以供實(shí)際生產(chǎn)生活使用。
[0009] 上述太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其中，所述太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽光 跟蹤的整體步驟包括：
[0010] 開啟所述太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)；
[0011]系統(tǒng)初始化；
[0012]所述光敏元件裝置進(jìn)行光電追蹤；
[0013] 所述光敏二極管判斷所受到的光強(qiáng)是否一致；
[0014] 所述光敏二極管感應(yīng)到所受的光強(qiáng)一致時(shí)，確認(rèn)對(duì)應(yīng)的位置信息；所述光敏二極 管感應(yīng)到所受的光強(qiáng)不一致時(shí)，發(fā)送電信號(hào)控制所述步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)；
[0015] 結(jié)束追蹤。
[0016] 上述太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其中，所述光敏元件裝置實(shí)現(xiàn)太陽光位置追蹤的 具體步驟包括：
[0017] 開啟所述光敏元件裝置；
[0018] 判斷所述第一光敏二極管所受的光強(qiáng)是否小于所述第二光敏二極管所受的光強(qiáng)， 若判斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，若判斷結(jié)果為"否"，所述步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；
[0019] 判斷所述第三光敏二極管所受的光強(qiáng)是否小于所述第一光敏二極管以及所述第 二光敏二極管所受的光強(qiáng)，若判斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，若判斷結(jié)果為"否"，所 述步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；
[0020] 判斷所述第四光敏二極管所受的光強(qiáng)是否小于所述第一光敏二極管、所述第二光 敏二極管以及所述第三光敏二極管所受的光強(qiáng)，若判斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，若 判斷結(jié)果為"否"，所述步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；
[0021] 返回初始位置。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明提出的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的框圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明提出的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的整體流程圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明提出的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中光敏元件裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明提出的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中光敏元件裝置進(jìn)行太陽光追蹤的 流程圖；
[0026] 主要符號(hào)說明：

【具體實(shí)施方式】
[0028]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所 描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。 [0029]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為"固設(shè)于"另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是"連接"另一個(gè)元件，它可以是直接連接 到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右"以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0030] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個(gè)或多個(gè)相 關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0031] 請(qǐng)參閱圖1至圖3,圖1為本發(fā)明提出的一種太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的框圖，圖2 為本發(fā)明提出的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的整體流程圖，圖3為本發(fā)明提出的太陽 能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中光敏元件裝置12的結(jié)構(gòu)示意圖，所述太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括 單片機(jī)11、光敏元件裝置12、傳感器13、D/A轉(zhuǎn)換電路14、放大電路15、驅(qū)動(dòng)電路16以及步進(jìn) 電機(jī)17,所述光敏元件裝置12將所檢測(cè)到的位置信息傳輸給所述傳感器13,所述傳感器13 將上述位置信息經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換電路14轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并最終傳送給所述步進(jìn)電機(jī)17。
[0032]所述光敏元件裝置12包括一基板120、遮光板125以及光敏二極管，所述基板120的 一側(cè)由所述遮光板125分割成三個(gè)象限單元，所述光敏二極管包括第一光敏二極管121、第 二光敏二極管122、第三光敏二極管123以及第四光敏二極管124,所述第一光敏二極管121、 第二光敏二極管122以及第三光敏二極管123分別位于上述象限單元內(nèi)，所述第四光敏二極 管124 (圖中未標(biāo)出)位于所述基板120的另一側(cè)。
[0033]請(qǐng)參閱圖2,圖2為本發(fā)明提出的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的整體流程圖， 所述太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽光跟蹤的整體步驟包括：
[0034]開啟所述太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)；
[0035]系統(tǒng)初始化；
[0036]所述光敏元件裝置12進(jìn)行光電追蹤；
[0037]所述光敏二極管(包括所述第一光敏二極管121、所述第二光敏二極管122、所述第 三光敏二極管123以及所述第四光敏二極管124)判斷所受到的光強(qiáng)是否一致；
[0038]所述光敏二極管(包括所述第一光敏二極管121、所述第二光敏二極管122、所述第 三光敏二極管123以及所述第四光敏二極管124)感應(yīng)到所受的光強(qiáng)一致時(shí)，確認(rèn)對(duì)應(yīng)的位 置信息;所述光敏二極管(包括所述第一光敏二極管121、所述第二光敏二極管122、所述第 三光敏二極管123以及所述第四光敏二極管124)感應(yīng)到所受的光強(qiáng)不一致時(shí)，發(fā)送電信號(hào) 控制所述步進(jìn)電機(jī)17產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)；
[0039] 結(jié)束追蹤。
[0040]請(qǐng)參閱圖4,圖4為本發(fā)明提出的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中光敏元件裝置12進(jìn)行 太陽光追蹤的流程圖，所述光敏元件裝置12實(shí)現(xiàn)太陽光位置追蹤的具體步驟包括：
[0041 ]開啟所述光敏元件裝置12;
[0042]判斷所述第一光敏二極管121所受的光強(qiáng)是否小于所述第二光敏二極管122所受 的光強(qiáng)，若判斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)17正轉(zhuǎn)，若判斷結(jié)果為"否"，所述步進(jìn)電機(jī)17反 轉(zhuǎn)；
[0043]判斷所述第三光敏二極管123所受的光強(qiáng)是否小于所述第一光敏二極管121以及 所述第二光敏二極管122所受的光強(qiáng)，若判斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)17正轉(zhuǎn)，若判斷結(jié) 果為"否"，所述步進(jìn)電機(jī)17反轉(zhuǎn)；
[0044] 判斷所述第四光敏二極管124所受的光強(qiáng)是否小于所述第一光敏二極管121、所述 第二光敏二極管122以及所述第三光敏二極管123所受的光強(qiáng)，若判斷結(jié)果為"是"，所述步 進(jìn)電機(jī)17正轉(zhuǎn)，若判斷結(jié)果為"否"，所述步進(jìn)電機(jī)17反轉(zhuǎn)；
[0045] 返回初始位置。
[0046] 在本實(shí)施例中，所述四個(gè)光敏二極管的規(guī)格均相同，在使用過程中，將所述第一光 敏二極管121與所述第二光敏二極管122分別放置于所述基板120的東西方向（見圖3)，如果 太陽光垂直照射所述基板120時(shí)，所述第一光敏二極管121與所述第二光敏二極管122所接 收到的光照強(qiáng)度相同，因此它們所對(duì)應(yīng)的采樣電壓也完全相等，此時(shí)所述步進(jìn)電機(jī)17不發(fā) 生轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)太陽光方向與所述基板120的垂直方向有夾角時(shí)，其中一個(gè)接收光強(qiáng)較多的光敏 二極管(所述第一光敏二極管121或所述第二光敏二極管122)所對(duì)應(yīng)的電流值越大，此時(shí)所 述步進(jìn)電機(jī)17便會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直至所述第一光敏二極管121與所述第二光敏二極管122的光 照強(qiáng)度相同。
[0047]此外，另外在另一象限單元內(nèi)放置所述第三光敏二極管123(如圖3所示），如果太 陽光與所述基板120垂直，此時(shí)所述步進(jìn)電機(jī)17不轉(zhuǎn)動(dòng)，如果太陽光方向與所述基板120的 垂直方向有夾角，所述步進(jìn)電機(jī)17發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直至所述第一光敏二極管121、所述第二光敏 二極管122以及所述第三光敏二極管123所受到的光照強(qiáng)度相同。此時(shí)所述基板120與太陽 光的方向相垂直，所述太陽能電池板126所接收到的太陽光的強(qiáng)度最大，因此該太陽能電池 板126可以將太陽能最大程度地轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行儲(chǔ)存利用。
[0048] 與此同時(shí)，另外在所述基板120的背面放置所述第四光敏二極管124,當(dāng)太陽光線 垂直于所述基板120的背面時(shí)，由于所述第四光敏二極管124接受的光照強(qiáng)度大于所述第一 光敏二極管121、所述第二光敏二極管122以及所述第三光敏二極管123所接受的光強(qiáng)，此時(shí) 通過程序控制調(diào)成所述基板120的方位角，直至轉(zhuǎn)動(dòng)到所述第一光敏二極管121、所述第二 光敏二極管122以及所述第三光敏二極管123所接受的光強(qiáng)大于所述第四光敏二極管124時(shí) 停止，此時(shí)該基板120相當(dāng)于進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)復(fù)位，因此在本實(shí)施例中，所述第四光敏二極管124 的設(shè)置主要是為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位功能。
[0049] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括單片機(jī)、光敏元件裝置、傳感器、D/ A轉(zhuǎn)換電路、放大電路、驅(qū)動(dòng)電路以及步進(jìn)電機(jī)，所述光敏元件裝置將所檢測(cè)到的位置信息 傳輸給所述傳感器，所述傳感器將上述位置信息經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并最終 傳送給所述步進(jìn)電機(jī)，所述光敏元件裝置包括基板、遮光板以及光敏二極管，所述基板的一 側(cè)由所述遮光板分割成三個(gè)象限單元，所述光敏二極管包括第一光敏二極管、第二光敏二 極管、第三光敏二極管以及第四光敏二極管，所述第一光敏二極管、所述第二光敏二極管以 及所述第三光敏二極管分別位于上述象限單元內(nèi)，所述第四光敏二極管位于所述基板的另 一側(cè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述基板的形狀為圓 形或方形，所述基板上設(shè)有太陽能電池板。3. 根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池 板為單晶硅太陽能電池板。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能全景自動(dòng) 跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽光跟蹤的整體步驟包括： 開啟所述太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)； 系統(tǒng)初始化； 所述光敏元件裝置進(jìn)行光電追蹤； 所述光敏二極管判斷所受到的光強(qiáng)是否一致； 所述光敏二極管感應(yīng)到所受的光強(qiáng)一致時(shí)，確認(rèn)對(duì)應(yīng)的位置信息；所述光敏二極管感 應(yīng)到所受的光強(qiáng)不一致時(shí)，發(fā)送電信號(hào)控制所述步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)； 結(jié)束追蹤。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能全景自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述光敏元件裝置實(shí) 現(xiàn)太陽光位置追蹤的具體步驟包括： 開啟所述光敏元件裝置； 判斷所述第一光敏二極管所受的光強(qiáng)是否小于所述第二光敏二極管所受的光強(qiáng)，若判 斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，若判斷結(jié)果為"否"，所述步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)； 判斷所述第三光敏二極管所受的光強(qiáng)是否小于所述第一光敏二極管以及所述第二光 敏二極管所受的光強(qiáng)，若判斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，若判斷結(jié)果為"否"，所述步 進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)； 判斷所述第四光敏二極管所受的光強(qiáng)是否小于所述第一光敏二極管、所述第二光敏二 極管以及所述第三光敏二極管所受的光強(qiáng)，若判斷結(jié)果為"是"，所述步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，若判斷 結(jié)果為"否"，所述步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)； 返回初始位置。
【文檔編號(hào)】G05D3/20GK105929857SQ201610379677
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】楊秀英, 邱敏蓉, 邱敏航
【申請(qǐng)人】南昌理工學(xué)院