基于单片机的自动追日控制系统设计

摘 要: 设计了一种基于单片机的光电式太阳能双轴自动跟踪系统,光电式跟踪器可通过反馈消除误差,控制较精确,电路也比较容易实现。
关键词: 单片机;太阳能;自动跟踪系统;跟踪器
目前,石油、煤炭等能源的大量使用,导致传统化石能源即将枯竭,科学家预言,到 21 世纪中叶,石油资源将会开采殆尽,而太阳能正是解决能源危机的最好选择。开发太阳能资源俨然已成为各国能源发展的主流趋势。现有的太阳能跟踪装置存在着许多问题,例如跟踪精度不高、累积误差较大、容易受光线的干扰以及自身功耗大等问题。
因此本文研究了一种基于 51 单片机的自动追日系统,它有两个轴,一个轴在垂直方向,用来跟踪太阳方位角;另一个轴在水平方向,用来跟踪太阳高度角,两个轴互不影响,自动控制。

1 硬件设计

本自动追日控制系统硬件电路主要包括以下 2 个主要单元。

1.1 控制单元

控制单元芯片选用的是 STC89C51 ,其最小系统主要由复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。最小系统电路如图 1 所示。

1.2 光源检测单元

光源检测电路接收太阳光,将光信号转换成电信号,单片机根据采集来的信号进行分析比较,得出结果最终控制步进电动机的转动与转向使太阳能电池面板始终垂直于入射光线,从而达到高效率地利用太阳能。
本设计的光敏器件为光敏电阻。利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理,将 5 个完全相同的光敏电阻分别放置于 1 块电池板东南西北四个方向的边沿处和中间位置。如果太阳光垂直照射太阳能电池板时,2 个光敏电阻接收到的光强度相同,所以它们的阻值相同,此时电机不转动。当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时,接收光强多的光敏电阻阻值减小,驱动电动机转动,直至 2 个光敏电阻上的光照强度相同。
光源检测电路如图 2 所示。

2 软件设计

主程序的设计思想是先对程序进行初始化,之后选择进入自动模式追踪或串口输入追踪。当选定之后,分别进入各自的子程序完成操作。主程序流程如图 3 所示。

3 结语

本文设计的自动追日控制系统采用了光电式跟踪方式,可通过反馈消除误差,控制较精确,电路也比较容易实现,受到普遍关注。这种装置更能有效地提高太阳能的利用率,有较好的推广应用价值。

相关推荐
yutian06068 小时前
Keil MDK下载程序后MCU自动重启设置
单片机·嵌入式硬件·keil
析木不会编程11 小时前
【小白51单片机专用教程】protues仿真独立按键控制LED
单片机·嵌入式硬件·51单片机
枯无穷肉15 小时前
stm32制作CAN适配器4--WinUsb的使用
stm32·单片机·嵌入式硬件
不过四级不改名67716 小时前
基于HAL库的stm32的can收发实验
stm32·单片机·嵌入式硬件
嵌入式大圣16 小时前
单片机UDP数据透传
单片机·嵌入式硬件·udp
云山工作室16 小时前
基于单片机的视力保护及身姿矫正器设计(论文+源码)
stm32·单片机·嵌入式硬件·毕业设计·毕设
计算机学长felix16 小时前
基于SpringBoot的“交流互动系统”的设计与实现(源码+数据库+文档+PPT)
spring boot·毕业设计
嵌入式-老费16 小时前
基于海思soc的智能产品开发(mcu读保护的设置)
单片机·嵌入式硬件
计算机学长felix18 小时前
基于SpringBoot的“旅游管理系统”的设计与实现(源码+数据库+文档+PPT)
spring boot·毕业设计
qq_3975623118 小时前
MPU6050 , 设置内部低通滤波器,对于输出数据的影响。(简单实验)
单片机