一種新穎的太陽(yáng)能追蹤采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．2 太陽(yáng)能電池板角度調(diào)整
系統(tǒng)綜合光電追蹤和視日運(yùn)動(dòng)軌跡兩種追蹤方式的優(yōu)點(diǎn)，從外部時(shí)鐘芯片中讀取時(shí)間，根據(jù)時(shí)間和太陽(yáng)角度的關(guān)系，每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次角度的調(diào)整，調(diào)整到預(yù)定的方位角和俯仰角(通常是稍大于準(zhǔn)確角度)；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，AD12會(huì)記錄各個(gè)位置的光強(qiáng)值，產(chǎn)生光照強(qiáng)度系列值，然后控制步進(jìn)機(jī)再把太陽(yáng)能電池板精確調(diào)整到光照強(qiáng)度最強(qiáng)的位置上。太陽(yáng)能電池板角度調(diào)整的流程圖如圖7所示，當(dāng)時(shí)間在MIN_TIME和MAX_TIME之間時(shí)，每隔一段時(shí)間MINUTE_PER_RUN進(jìn)行一次角度調(diào)整，先是根據(jù)時(shí)鐘時(shí)間調(diào)整到預(yù)定位置，再是根據(jù)光電檢測(cè)強(qiáng)度精確調(diào)整到光照最強(qiáng)位置(時(shí)間上限、下限和每隔多少分鐘檢測(cè)一次太陽(yáng)高度可軟件設(shè)定，系統(tǒng)默認(rèn)MIN_TIME=6，MAX_TIME=18，MINUTE_PER_RUN=15，即時(shí)間在6：00到18：00之間，每隔15 min調(diào)整一次)。

當(dāng)時(shí)間不在MIN_TIME和MAX_TIME之間時(shí)，即時(shí)間已經(jīng)到了晚上，系統(tǒng)要做的就是把機(jī)械裝置調(diào)整到初始位置，也就是第二天的開(kāi)始位置，然后系統(tǒng)就進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，機(jī)械裝置不在運(yùn)動(dòng)，直至第二天的MIN_TIME以后。

3 實(shí)驗(yàn)
太陽(yáng)能追蹤采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)物模型如圖8所示，分別為無(wú)線數(shù)據(jù)接收端、無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送及控制端和機(jī)械裝置端。

經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，系統(tǒng)能夠正確驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，能在MIN_TIME到MAX_TIME范圍內(nèi)，而且每隔一段時(shí)間MINUTE_PER_RUN太陽(yáng)能電池板調(diào)整一次，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行精確、快速追蹤；太陽(yáng)能電池板工作正常，可以有效地為鋰電池充電；實(shí)現(xiàn)了液晶顯示和復(fù)雜的鍵盤(pán)動(dòng)作相協(xié)調(diào)，可以圖形化觀測(cè)電池電量，為系統(tǒng)設(shè)置時(shí)鐘時(shí)間；光電檢測(cè)、溫度、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、無(wú)線射頻等模塊能夠正常運(yùn)行，通過(guò)無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，單片機(jī)和上位機(jī)的串口通信，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)達(dá)到且超出了預(yù)期目標(biāo)，滿足設(shè)計(jì)要求，能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的自動(dòng)追蹤采集控制。

4 結(jié)語(yǔ)
太陽(yáng)能追蹤采集系統(tǒng)利用步進(jìn)電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)對(duì)機(jī)械裝置端進(jìn)行水平、俯仰兩個(gè)自由度的控制，先是根據(jù)時(shí)鐘時(shí)間調(diào)整太陽(yáng)能電池板到預(yù)定位置，再是根據(jù)光電檢測(cè)精確調(diào)整到光照最強(qiáng)處，能實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的全天候追蹤及精確、快速定位，使追蹤太陽(yáng)更加穩(wěn)定可靠。通過(guò)液晶顯示和無(wú)線射頻傳輸，既可現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控又可遠(yuǎn)程監(jiān)控太陽(yáng)光照強(qiáng)度、天氣溫度、充電池電量狀態(tài)和時(shí)鐘時(shí)間等信息。通過(guò)鍵盤(pán)的動(dòng)作則能完成液晶屏幕的切換、時(shí)間的調(diào)整以及圖形化顯示，而且將以太陽(yáng)能電池板充電的鋰電池作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302的備用電池，可在系統(tǒng)斷電的情況下使實(shí)時(shí)時(shí)鐘依然正常工作，從而保持準(zhǔn)確的時(shí)鐘時(shí)間。如果研究并設(shè)計(jì)電源管理模塊，把系統(tǒng)的外部供電電源、給太陽(yáng)能充電的電源、電機(jī)使用的電源和其他芯片使用的電源統(tǒng)一整合，分別管理，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的太陽(yáng)能自供電。