AT80C52单片机太阳能跟踪控制系统设计+电路图+主程序(3)

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本装置的研究成功，对创建能源节约型，环境友好型社会具有较大的意义，也有较好的市场发展前景

本追日装置是由AT80S52单片机、光敏三极管、和步进电机等组成闭环控制系统，主要组成模块有主控模块、光能检测模块和步进电机控制模块。采用光电检测追踪模式实现对太阳的跟踪。分别将两组完全相同的光敏三极管分别放置于一块电池板东西方向边沿处下方。在日照环境下，两个光敏三极管接收到的光强度不相同时，通过运放比较电路将信号送给单片机，驱动步进电机正反转，实现电池板对太阳的跟踪。本装置具有高效、简易的特点，能应用于太阳能领域，以提高太阳能的转换效率。

本系统是将太阳能电池板一整块从中间分成四块，然后在分割线上插上5厘米的硬纸板，再在四小块的太阳能电池板上安装传感器（尽量贴着纸板）组成的四鉴探测器，较以往的单个光敏传感器跟踪或单筒光敏传感器探测器，其跟踪效果精确而又稳定，曾强了其跟踪的可靠性，蓄电电路、和供电电路都是基本的稳压电路。多传感器设计思想解决了传统的单个探测器一直存在的错误率高的问题，灵敏度低的缺点，增强了太阳能跟踪系统的可靠性。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。所以实现

对太阳全天候跟踪具有重大意义。

1.1 太阳跟踪系统的设计思想

1.1.1 设计思想

设计思想规划是跟踪系统的一个重要问题。它的目标是在一个光亮强度差不多环境中，为跟踪系统寻找太阳的具体位置。一个重要的解决方法就是采用多元法三维，多元法三维就是把检测系统接受板分成四个单元，太阳光线从不同角照射到接受板，检测元件感应光线强度不同。当考虑到元件误差时，跟踪系统与太阳实际位置可能会出现偏差。

1.1.2 定位

步进电机的步进角，是太阳跟踪系统精确定位的一个基本问题，也可以说，太阳偏移一个微小的角度，步进转动角度应该比太阳偏移角度相等，这就要求步进电机的步进角要足够小。

1.2 研究背景

在太阳能跟踪方面，我国在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，而南北方向则通过手动调节，接收器的接收效率提高了。1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器[1]，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多的能量，使效率进一步提高。2002年2月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，大大拓宽了跟踪器的应用领域。在国内近年来有不少专家学者也相继开展了这方面的研究，1992年推出了太阳灶自动跟踪系统，1994年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器，完成了单向跟踪。

目前，太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但是不外乎采用如下两种方式：一种是光电追踪方式，另一种是根据视日运动轨迹追踪；前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。

（一）光电追踪。目前，国内常用的光电追踪有重力式、电磁式和电动式。这些光电追踪装置利用光敏传感器。在这些装置中，光电管的安装靠近遮光板。当太阳向西移动时挡板产生阴影，光电管受到阳光直射后输出一定值的微电流，作为偏差信号，经放大电路放大，由伺服电机调整电池板角度使电池板垂直太阳光。光电追踪的灵敏度比较高，结构设相对简单；不过受天气的影响非常大，如长时间出现乌云没有阳光的情况下，将会导致追踪装置无法对准太阳，甚至会导致电机的误动。