基于单片机的太阳光追踪系统研究

发布时间：2020-05-05 07:52

【摘要】：随着经济的快速发展，矿石能源的使用使人类面临着越来越严重的能源危机和环境危机，新能源的开发利用迫在眉睫。因为太阳能具有清洁、用之不竭的特点，越来越广泛的应用于人类的生活。因此如何充分利用太阳能成为利用太阳能中的重要环节。本论文将对这一课题做出研究。本课题所研究的内容是利用单片机控制电机转动实现太阳光的追踪。选用的单片机型号为AT89C51，它是系统的处理器，是控制电机转动的核心。本课题拟将光电检测追踪方式和角度追踪方式结合起来进行研究。光电追踪检测追踪方式是晴天时采用的追踪方式，角度追踪方式是阴天采用的追踪方式。光电检测采用光敏二极管作为光电传感器，通过比较电路判断太阳方向，通过单片机指令驱动步进电机，经过蜗轮蜗杆的传动，使太阳能电池板转动，使之与阳光保持垂直；太阳角度追踪方式是通过系统设定函数和算法计算当时当地的太阳高度角和方位角，再由机械部分执行，实现对太阳的追踪，程序采用C51语言编写程序。论文最后分别测试了两种方式的追踪效果。光电检测追踪方式的测试结果显示太阳能接收率提高33.3%；角度追踪方式测试结果表明计算精度较高。两者都达到了太阳光追踪的目的。
【图文】：

单片机,引脚

单片机的技术已经趋于成熟，各种的配套软件和模块为整个控制靠、高效率提供了坚实的保障[37,38]。51 单片机的特性采用的单片机为 AT89C51 型单片机。AT89C51 的设计理念是静态逻辑，率可以低到 0Hz，而且还具两种省电方式，一个是空闲方式(Idle Mode)，时候，CPU 停止工作，定时器/计数器、RAM、中断系统和串行口都继续是掉电方式(Power Down Mode)，处于这种方式时，片内振荡器停止工作作，一切功能停止，只有片内 RAM 中保存的数据保留，保存至下一次硬C51 单片机有 40 个引脚，分为双列直插(DIP)和方形两种封装方式[39]。其所示。

光敏二极管,实物,符号

图 3.2 光敏二极管的符号、一般接法和实物光敏二极管的参数意义：（1）最高工作电压maxU ，即无光照射时，光敏二极管反向电流不超过 0.l A所加的反向最高电压值。（2）响应时间rT ，光敏二极管把光信号转换为电信号所需的时间。（3）光电流LI ，光敏二极管在受到一定光线照射时，在加有正常反向工作电压电流值。（4）光电灵敏度nS ，是表示光敏二极管对光的敏感程度。（5）暗电流DI ，在无光照射时，，光敏二极管加有正常工作电压时的反向电流经过对价格、灵敏度等的考量，确定了光敏二极管的型号：（1）以 2CU1E 型光敏二极管为检测昼夜的光敏传感器，因其响应时间短，光
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK513.4

【参考文献】