基于单片机的太阳能自动跟踪双轴系统设计

发布时间：2024-05-16 03:43

　　设计了一种基于51单片机的双轴太阳跟踪系统,以提高太阳能的利用效率。该自动控制系统基于51单片机为控制核心的基础上,配合时间、阴晴天检测、光电检测等模块组成,利用阴晴天检测模块判断当前是阴天还是晴天,从而分别调用视日轨迹追踪模式及光电追踪模式。以51单片机为核心,根据太阳的方位角与俯仰角计算出太阳能光伏板的位置转动参数,发出控制指令驱动步进电机模块使双轴机械结构进行转动,使得太阳始终垂直照射在太阳能光伏板上,最大程度地提高太阳能利用效率。

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【部分图文】：

图1系统物理结构图

本研究采用双轴跟踪系统，因此在结构上需要采用两个步进电机分别驱动东西和南北方向上的机械结构。其中，东西方向上的步进电机1安装在太阳能光伏系统的底座上，通过驱动底座的旋转来控制光伏板在东西方向上的旋转，即调整太阳能光伏板的方位角度。南北方向上的角度调整是利用安装在支撑轴上面的步进电....

图2地平面坐标系

该算法在计算时需要利用地平面坐标系，如图2所示。利用地平面坐标系来表示太阳的俯仰角h和方位角A的两个位置参数，这两个位置参数的公式表达如下所示:

图3光敏传感器的架设位置

本研究方案总体设计为阴天下的视日轨迹追踪模式以及晴天下的光电追踪模式。利用STC15F2K60S2单片机作为控制芯片，利用DS1302时钟芯片以及4个光敏传感器配合控制算法来控制步进电机1和步进电机2在俯仰与方位两个维度进行旋转，从而实现太阳能双轴跟踪系统。该系统的具体方案框图如....

图4光电追踪装置基本原理

图3光敏传感器的架设位置图5太阳能光伏板双轴跟踪系统方案框图

本文编号：3974638