基于单片机的太阳跟踪系统设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计太阳能热水器控制系统是一种利用太阳能来加热水并保温的设备。
基于单片机的太阳能热水器控制系统能够监测系统状态，并根据需要自动地调节工作参数，实现高效能的利用太阳能热水器。
该系统的设计涉及多个方面，包括传感器、执行元件、控制算法和人机交互界面等。
首先，传感器部分。
在太阳能热水器系统中，常用的传感器包括温度传感器、光照传感器和压力传感器。
温度传感器可以用来测量水温，光照传感器可以用来检测太阳光强度，压力传感器可以用来监测水流状态。
这些传感器的数据可以通过单片机进行采集和分析。
其次，执行元件部分。
太阳能热水器系统中常用的执行元件包括电磁阀和水泵。
电磁阀用于控制水的流动方向，水泵用于实现水的循环。
在系统的运行过程中，单片机可以根据采集到的数据来控制这些执行元件的开关状态，以实现对水的流动和供暖的控制。
第三，控制算法部分。
太阳能热水器控制系统需要进行一系列的控制算法设计，包括针对太阳能热水器的启动和停止控制，水的加热和供暖控制等。
通过合理的控制算法设计，可以最大限度地提高太阳能热水器的工作效率，提升整个系统的性能。
最后，人机交互界面部分。
太阳能热水器控制系统需要一个人机交互界面，使用户可以进行相关参数的设置和监控。
在设计上，可以采用液晶显示屏和按键来实现用户的交互操作。
通过人机交互界面，用户可以方便地设置系统的工作模式、温度设定等，同时可以实时地监测系统的运行状态和各项参数。
综上所述，基于单片机的太阳能热水器控制系统设计包括传感器的选择和布置、执行元件的控制和驱动、控制算法的设计和优化以及人机交互界面的设计等方面。
这些设计要求兼顾系统的可靠性、高效性和便利性，以实现对太阳能热水器的精确控制和高效利用。
通过优化设计，可以将太阳能热水器的效能最大化，提供可靠的热水供应。
基于STC12CSA60S2单片机的太阳跟踪控制器设计
２１ 年第 ９ ０１ 期
计 算机与数字工程
Ｃｏ ｕｅ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉａ ｇｎ ｅ ｉｇ ｇ ｔｌ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ９ １３ ．
１ ３９
基 于 Ｓ Ｃ１ Ｃ Ａ６ Ｓ Ｔ ５ ０ ２单 片 机 的太 阳 跟 踪 控 制 器 设 计 ２
负责读 取 实时 时 间 、 算 太 阳角 、 计 发送 数 据 给从 机 从单 片机 主要 负责接 收数 据 ， 驱 动 步进 电机运 转 并 以对 准太 阳 。主 单 片 机 和 从 单 片 机 之 间 通 过 ４ ５ ８
图 ３ Ｚ Ｇ７ ９ Ｌ ２ ０外 围 电 路
总线 来传 输数 据 。定 位 和 限位 开关 用 来 提 高 系统 的准 确性 和可 靠性 。键 盘显示 模 块 提供 人机 交 互 ， 可调 整 和显示 时 间 、 方位 角 、 高度 角等信 息 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｅ ｆ ｏ ａ ｒ ｃ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｎ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅＳ ｓ ｒｃ ｅ ｓ ｔ ｌ ｒｔ ａ ｋ ｎ ｏ ｔ ｏ ｓ ｅ ｉ ｄ ｓｇ ｅ ｔ ｈ ＴＣ１ Ｃ５ ０ ２ ａ ｈ ｏ ｅ ｏ ｓ ｓ ｓ ２ Ａ６ Ｓ ｓｔ ｅｃ ｒ ．Ｔｈ ｓ ｓ ｓ ｅ ｒ ａ ｉｅ ｉ ｙ ｔｍ ｅ ｌ ｚ ｍｕ ｔｃ ｍｐ ｔ ｒ ｃ ｍｍ ｕ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｕ ｈ ＲＳ ８ ， ｏ ｉｈ ｔ ｅ ｈ ｓ ｏ ｔ ｅ ｍａｎ ａｇ ｒｔ ｍ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ａ ｄ ｔ ｅ ｓａ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｌ ｏ ｉ ｕｅ ｏ ｎｃ ｔ ｈ ｏ ｇ ４ ５ ｏ ｆ ｗｈ ｃ ｈ ｏ ｔ ｄ ｈ ｉ ｌ ｏ ｉ ｈ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｎ ｈ ｌｖ ｃ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｔ ｐ ｉ ｇ ｍｏ ｏ ｓｔ ｒ ｃ ． Ｉ ｄ ｉ ｏ ｏ ｔｏ ｅ ｓ ｅ ｐ ｎ ｔ ｒ ｏ ｔ ａ ｋ ｎ ａ ｄ ｔ ｎ，ｓ ｓ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｈ ｎ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ ｂ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｔ — ｔ ｉ ｙ ｔｍ ｅ ｉ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍａ － ｃ ｉ ｅ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｖａ ｋ ｙ ｏ ｒ ｏ ｔ ｏ ｌ ｏ ａ ｅ
基于单片机的太阳能追光系统设计
基于单片机的太阳能追光系统设计随着社会进步和科技发展，太阳能作为一种清洁、可再生能源越来越受到人们的关注和重视。
太阳能发电系统是利用太阳能源，将其转化为电能的一种装置，其中，太阳能追光系统是太阳能发电系统中重要的一部分。
本文将介绍基于单片机的太阳能追光系统的设计。
一、太阳能追光系统的原理在太阳能发电过程中，太阳能的转化效率与太阳光照的直射角度有很大的关系。
因此，为了达到最高的发电效率，需要保证太阳能电池板始终朝向太阳。
太阳能追光系统正是为了实现这一目的而设计的。
太阳能追光系统主要由光电传感器、驱动电机、单片机、各种电子元件等组成。
系统的工作原理如下：当光电传感器感知到太阳光照射到电池板上时，会向单片机发送信号，单片机会通过内部的程序算法计算出太阳的位置，并发出指令控制驱动电机调整电池板的位置，使其始终朝向太阳。
这样就能够最大程度地保证太阳能电池板的直接照射，从而实现最高的发电效率。
二、系统设计方案基于单片机的太阳能追光系统主要由以下几个部分构成：1.光电传感器光电传感器是太阳能追光系统的重要组成部分，它的作用是感知太阳光照射到电池板的情况，并将感知到的信息传输给单片机。
常见的光电传感器包括光敏二极管、光敏电阻等。
2.驱动电机驱动电机是用来调整太阳能电池板的方向的，可以根据单片机指令进行旋转。
现在市面上有很多种驱动电机，包括舵机、直流电机等。
驱动电机选择需要考虑功率大小、旋转速度、控制方便程度等因素。
3.单片机单片机是太阳能追光系统的核心部分，通过内部的程序计算太阳的位置，并发出信号控制驱动电机调整电池板的方向。
现在市面上常用的单片机包括51系列、STM32系列等。
4.电子元件太阳能追光系统还需要一些电子元件的配合工作，包括电容、电阻、二极管、发光二极管等。
三、系统实现方法太阳能追光系统的实现具体步骤如下：1.选用合适的光电传感器和驱动电机，并将它们与单片机相连通。
2.编写单片机程序，通过程序将光电传感器感知到的信息转化为太阳的位置，并发出右、左、上、下等指令控制驱动电机的转动。
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。
太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。
然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。
该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。
通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。
系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。
本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。
在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。
在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。
本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。
本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。
本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。
二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。
在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。
基于单片机的太阳能自动跟踪双轴系统设计
ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｍｏｄｕｌｅꎬ ｔｈｅ ｃｌｏｕｄｙ ｄａｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅꎬ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
目前ꎬ生活在藏族高原地区的很多村民仍直接饮
提高太阳能的利用率是当前技术的发展目标ꎬ而
用当地的泉水ꎬ而未经净化的泉水含有多种细菌用
长期饮用会威胁到人体健康ꎮ 基于高原地区阳光资源
该系统可有效解决太阳能的间歇性、低密度、时空偏移
很丰富ꎬ故开发一款便携式太阳能净水器极为必要ꎮ
黑龙江科学
第 １０ 卷 第 ２４ 期
２０１９ 年 １２ 月
ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖｏｌ １０
Ｄｅｃ ２０１９
基于单片机的太阳能自动跟踪双轴系统设计
扎西顿珠ꎬ袁 超ꎬ胡石峰
( 西藏农牧学院电气工程学院ꎬ西藏 林芝 ８６００００)
摘要: 设计了一种基于 ５１ 单片机的双轴太阳跟踪系统ꎬ以提高太阳能的利用效率ꎮ 该自动控制系统基于 ５１ 单片机为控制核心的
ｒｏｔａｔｅ ｔｈｅ ｂｉａｘｉａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｎ ａｌｗａｙｓ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｓ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ Ｏｎ ｔｈｅ
ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐａｎｅｌꎬ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｍａｘｉｍｉｚｅｄ
单片机太阳能跟踪系统设计
单片机太阳能跟踪系统设计摘要：本文介绍了一种基于单片机的太阳能跟踪系统的设计。
该系统通过使用光敏传感器和步进电机，能够实时跟踪太阳位置并自动调整太阳能电池板的方向，以最大程度地吸收阳光能量。
文章详细讨论了系统的硬件设计和软件编程，并进行了实验验证系统的有效性与稳定性。
引言：随着可再生能源的发展和应用，太阳能作为一种绿色能源正变得越来越普遍。
而太阳能电池板作为太阳能转换的核心装置，其工作效率直接受到太阳光照强度和入射角度的影响。
因此，设计一种能够实时追踪太阳位置的太阳能跟踪系统，对于提高太阳能电池板的能量转换效率具有重要意义。
1. 系统硬件设计1.1 光敏传感器光敏传感器是实现太阳位置检测的关键模块，其作用是测量光强度并转化为电信号。
在本设计中，采用光敏二极管作为光敏传感器，通过调整电路参数和选用适当的滤光片以提高传感器的灵敏度和稳定性。
1.2 步进电机步进电机是用于控制太阳能电池板偏转角度的执行器。
本设计中，选用具有较高精度和可控性的双相步进电机，通过调节步进电机的脉冲信号和相位控制信号，可以实现对太阳能电池板的精确调整。
1.3 控制电路控制电路是整个系统的核心部分，主要由单片机、驱动电路和电源组成。
单片机作为系统的主控制器，通过接收光敏传感器采集的信号，并经过一系列计算和判断，生成控制信号给步进电机实现调整。
驱动电路负责将单片机输出的信号转化为适合步进电机工作的电流信号，以驱动步进电机。
2. 系统软件编程2.1 信号采集与处理在软件编程阶段，首先需要进行光敏传感器信号的采集与处理。
通过ADC模块采集光敏传感器输出的电压信号，并借助数字滤波算法对其进行滤波和降噪处理，确保获取准确可靠的光强度数据。
2.2 太阳位置计算根据光敏传感器测量到的光强度数据，通过一定的数学模型和算法，可以计算出太阳的位置。
根据太阳位置的变化规律，可以判断出太阳的相对方位和倾角，从而确定太阳能电池板的调整方向。
2.3 步进电机控制根据太阳位置计算的结果，通过单片机输出的脉冲信号和相位控制信号，控制步进电机按照设定的步进角度和方向调整太阳能电池板的位置，使其始终面向太阳。
基于单片机的太阳追踪系统的设计
关键 词 ：太 阳追 踪 ；遮 光 器 ； 单 片 机 ；智 能控 制
Ｌ Ｉ Ｚ ｏ ｎ ｇ — ｔ ａ ｏ ，Ｌ Ｉ Ｚ ｈ ｉ ・ ｇ ａ ｎ ｇ ，ＹＵ Ｃｕ ｎ — ｇ ｕ ｉ ，ＣＨＥＮ Ｎａ 。
（ １ ． Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
第 ２ ２卷 第 ２期
Ｖｏ １ ． ２ ２ Ｎｏ ． ２
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ４年 １ 月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０１ ４
基才单 片 机 的太阳追踪 系统的设计
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ７ ９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ ～ ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ １ ８ ８ — ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎｇ ｌ ｅ －ｃ ｈｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐｕ ｔ ｅ ｒ
李 宗涛 ，李志 刚 ，于存 贵 ，陈 娜
基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统
基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统太阳能电池板是利用太阳光直接转换为电能的一种装置，而太阳能电池板的效能会受到光照角度的影响。
所以，为了提高太阳能电池板的效能，我们需要设计一种能够自动对光进行跟踪的系统。
本文将介绍基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统的制作方法和原理。
一、系统的原理基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统的原理是通过单片机控制电机转动太阳能电池板，使得太阳能电池板始终朝向太阳。
需要使用光敏电阻作为感应器，接收太阳光的信号，然后通过单片机处理这些信号，控制步进电机驱动太阳能电池板的转动方向，从而使得太阳能电池板能够随着太阳的运动而自动对光进行跟踪。
二、系统的制作1. 材料准备制作基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统需要准备的材料包括：太阳能电池板、光敏电阻、单片机（以Arduino为例）、步进电机、电机驱动模块、电池、导线等。
2. 系统的搭建将太阳能电池板固定在支架上，然后将光敏电阻固定在太阳能电池板旁边。
接着，将光敏电阻的输出端与单片机的模拟输入端相连，将步进电机与电机驱动模块相连，再将电机驱动模块与单片机相连。
将电池与单片机连接，然后进行电路的调试和连接。
3. 程序编写通过单片机的编程，可以实现太阳能电池板自动对光跟踪的功能。
首先需要编写一个程序，通过读取光敏电阻的输出值，判断光线的方向，并根据判断结果控制步进电机的转动方向。
具体的编程细节可以根据具体的单片机型号和使用的编程语言来进行调整。
三、系统的测试搭建好基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统之后，需要进行系统的测试。
在测试之前，可以将太阳能电池板暂时放置在一个可以模拟太阳光照的环境中，然后观察太阳能电池板是否能够根据光线的方向进行自动转动。
如果系统能够正常工作，那么太阳能电池板应该能够随着光线的变化而自动调整角度，保持朝向光源的方向。
四、系统的优化基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统虽然能够实现太阳能电池板的自动调整角度，但是在实际使用中还存在一些不足之处。
基于单片机的高精度太阳能跟踪控制器
摘要随着以常规能源为基础的能源结构随着资源的不断耗用将越来越适应可持续发展的需要，包括太阳能在内的可再生资源将会越来越受到人们的重视。
利用洁净的太阳光能，以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有这十分广阔的应用前景。
本设计尝试设计一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统以提高太阳能电池的光-电转化率。
该系统是以单片机为核心，利用太阳轨道公式进行太阳高度角及方位角计算，并利用计时芯片以及步进电机驱动双轴跟踪系统，使太阳能电池板始终垂直于太阳入射光线，从而提高太阳能的吸收效率。
目前本设计仅通过简单的计算公式得到的数据，对东西向进行每小时一次的角度改变，南北向进行每天一次的角度改变，再通过单片机的判断进行每晚的东西向回归控制以及每半年的南北向跟踪方向的改变控制。
由于时间及作者目前的知识限制，跟踪系统只是进行粗略的角度跟踪，有较大误差，今后如有机会再进行改进。
关键词：太阳能电池太阳照射角自动跟踪单片机步进电机AbstractWith the conventinuous consumption of resources , the conventional enenrgy-based energt strcucture has not already more and more adapt to the needs for sustainable development,sppeing-up the development of and utilization of solar energy , the photovoltaic technology based on the photovoltaic effect has a very bord application prospect.In the design , we try to design an automatic tracking system with Biaxial in order to enhance solar light - electricity conversion efficiency. The system is based on single-chip, orbit the sun elevation angle formula using the sun and calculating azimuth and take the time chip advantage of dual-axis stepper motor driven tracking system, make the solar panels perpendicular to the solar incidence line, to improve the absorption efficiency of solar energy.At present, the design of a simple formula was only for calculating the data, the east-west to the point of view will be changed once an hour, the north-outh perspective will be changed once a day, and then the MCU to return to control things through the night to determine, as well as every haif a year to track the direction of the north-south change in control.Because of the time and the current limitations of the knowledge of the author’s , the tracking system to track the point of view is rough , there are many errors , if the opportunity arised the design will be iomproved in the future.Keywords:solar cells Inrradiation angle of sun tracking automatically single-chip Stepping motor目录第一章绪论 (5)1.1背景和意义 (5)1.2太阳追踪系统的国内外研究现状 (5)1.2.1光电追踪 (6)1.2.2视日运动轨迹追踪 (6)1.3论文系统设计方案 (8)1.3.1机械运动实现方案 (8)1.3.2控制系统方案 (9)第二章跟踪系统的设计构想及框架 (10)2.1 跟踪系统的设计要求 (10)2.2 跟踪系统的组成 (10)2.1.1.太阳能采集装置 (11)2.1.2.转向机构 (11)2.1.3.控制部分 (11)2.1.4.贮能装置 (12)2.1.5.逆变器 (12)2.1.6.控制器 (13)2.3 太阳照射规律 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的太阳跟踪控制系统设计
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｕｎ ｔ ａ ｋ ｎｇ ｓ ｓ ｅ ａ ｅ ｎ Ｓ ｓｇ ｆａ ｓ －ｒ ｃ ｉ ｙ ｔ ｍ ｂ ｓ ｄ ｏ ＣＭ
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（ ｏ ｅｅｏ ｃ ａｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｈ ｎ ｚｏ ｉ ｚ Ｕ ｉ ｒｉ ，Ｈ ｎｚｏ ０ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌ Ｍｅｈ ｎｃ ｇ ｅ ｎ ， ａ ｇｈｕＤａ ｉ ｎｖ ｓｙ ａ ｇｈ ｕ３ Ｃ ｉａ ａＥ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ １ １ ０ ８
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｒ ｄ ｔ ｎａ ｙ ｏ ｈ ｕ ｒ ｃ ｉ ｏ ｒ ｌｕｓ ａ ｌ ｅ ｒｔ ｌ ａ ｓｔ ｙ ｏ ｏ ｏ ｌｃ ｒｃ ｔａ ｋ ｎ ｒｓ ｎ ａ ｌ ｒ ｃ ｉ ｏ ｔｏ ｔａ ｔ ａ ｉｉ ｌｗａ ｆｔｅ ｓ ｎ ｔａ ｋｎｇ ｃ ｎｔｏ ｕ ｌｙ ｓ ｐａ ａｅｙ ｔｋｅ ｈｅ ｗａ ｆｐｈ ｔｅ ｅ ｔｉ ｒｃ ｉ ｇ ｏ ｕ ｎｇｅ ｔａ ｋｎｇ ｃ ｎｒ ｌ ｏ ｓ ｓｅ ，ｂｕ ｔａ ｗａ ｓ ｈ ｓｌｗｅ ｒｃ ｎ ｒ ｃｓｏ ｙ ｔｍ ｔｉ ｌ ｙ ａ ｏ ｒｔａ ｋｉｇ ｐ ｅ ｉｉｎ，ｌｒ ｅ ｃ ｍｕｌｔｖ Ⅱｏ ｓａ ｄ ｏ ｈ ｒｓ ｏ ｔｏ ｎ ｓ Ｉ ｒ ｒｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｆｔａ ｋ ａｇ ｕ ａ ｉｅ ｅ ｒ ｎ ｔ ｅ ｈ ｒｃ ｍｉ ｇ ． ｎ ｏｄｅ ｏｉ ｒ ｖ ｈ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｃ ‘ ｒ ｉｇｔ ｕ ｎ ｈｅ ｓ ｎ，ｅ ｉ ｎ ｔ ｃ ｕ ｌ ｔｏ ｌｏ ｎｄ ｉ ｒ ｖ ｈｅ ｕ ｉ ｚ ｔｏ ｆｓ ｌｒｅ ｅ ｇ ｌｍｉ ａｅ ａ ｃ ｍｕ ａｉ ｎ ｅＴ ｒａ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｔｌ ａｉ ｎ ｏ ｏａ ｎ ｒ ｙ，ａ ｓ ｌｒｔａ ｋ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｓｄｅ ｉｎ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉ ｏａ ｒ ｃ ｉ ｇ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｗａ ｓｇ ｅ ａ ｅ ｎ
基于单片机的双轴太阳光追踪器设计
基于单片机的双轴太阳光追踪器设计太阳能作为一种洁净的能源，是一种可再生能源，有着化石能源无法比拟的优越性，但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍人们对太阳能的利用，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了人们对太阳能的利用率。
本设计采用光电跟踪的方法，利用步进电机驱动，设计了双轴独立自动太阳跟踪控制系统。
通过对跟踪机构进行水平、垂直两个自由度的控制，调整太阳能电池板的角度实现对太阳的跟踪。
采用单片机来实现的太阳能追踪系统能有效提高太阳板的光电转化效率，并具有较广泛的应用前景。
标签：太阳能；跟踪；光敏二极管；单片机；步进电机太阳能作为一种清洁的可再生的新型能源，受到了人们的广泛重视，目前利用太阳发电的方式主要有光伏发电、光热发电等，它们均为固定安装，无法根据太阳光的不断变化，来调整迎光面，做不到太阳光的实时垂直照射，这样就会使太阳能资源得不到充分利用，所以有必要研究如何最大程度地提高太阳能的利用率。
要提高太阳能的利用率，应从两个方面入手，一是提高太阳能的接收效率，二是提高太阳能装置的能量转换率。
其中，太阳能的接收效率与太阳光的照射角度有关，已经有人研究了太阳光角度与太阳能的接收效率的关系，理论分析表明：太阳的非跟踪与跟踪，能量的接收率相差37.7%，精确的跟踪太阳可使太阳能接收装置的热效率大为提高，进而可以提高太阳能的利用率。
现阶段市场上使用的跟踪系统有单轴太阳能自动跟踪器、步进式太阳能自动跟踪、可自动跟踪的太阳灶、五像限法太阳自动跟踪仪、单轴液压式自动跟踪、极轴式跟踪。
它们存在结构复杂、跟踪精度不高、不能全自动跟踪等不足。
1 设计方案本设计可使太阳光永远垂直照射在接收面上，提高了太阳能的吸收率和转化率，设计结构简单，成本低廉，单片机控制稳定，能自动跟踪阳光，最大面积地吸收太阳光能，合理利用了资源。
追日性能良好的太阳能电池板双轴自动追踪系统，使太阳能电池板在南北、东西两个方向追踪太阳，提高太阳能利用率。
基于单片机的光伏板自动跟踪系统设计
基于单片机的光伏板自动跟踪系统设计随着现代科技的不断发展，太阳能光伏板已经成为了绿色能源领域的重要组成部分。
传统的光伏板只能在固定的角度接收阳光，这导致了能量利用率的低下。
为了解决这一问题，人们提出了光伏板自动跟踪系统的设计方案。
本文将介绍一个基于单片机的光伏板自动跟踪系统的设计原理和实现方法。
一、设计原理光伏板自动跟踪系统的设计原理是根据光照角度的变化来调整光伏板的角度，使其始终与太阳保持最佳的接收角度，从而最大程度地提高能量利用效率。
光伏板自动跟踪系统的设计包括两个主要部分：光敏元件和控制系统。
光敏元件通常是光敏电阻或光敏二极管，它们的电阻值或电压随着光照强度的变化而变化。
而控制系统则是使用单片机进行控制，根据光敏元件获取的光照信息来调整光伏板的角度。
二、设计实现1.光敏元件的选择光敏元件的选择非常重要，它决定了系统对光照的敏感程度。
常用的光敏元件包括光敏电阻和光敏二极管。
光敏电阻的电阻值随光照强度的变化而变化，而光敏二极管的导通电流也随光照强度的变化而变化。
根据具体情况，选择适合自己系统的光敏元件。
2.单片机的选择单片机作为控制系统的核心，需要选择一个性能稳定的单片机。
一般来说，常用的单片机有STC89C52、AT89C51等。
这些单片机都有着丰富的外设资源和稳定的性能，非常适合作为光伏板自动跟踪系统的控制核心。
3.系统电路设计在选择好光敏元件和单片机之后，需要设计系统的电路。
通常来说，系统的电路包括光敏元件的接入电路、单片机的控制电路和电机的驱动电路。
光敏元件的接入电路需要将它的电压或电阻值转换成单片机可以接受的电信号，单片机的控制电路需要根据光照信息来控制电机的转动方向和转动速度，而电机的驱动电路则需要提供足够的电流来驱动电机的正常工作。
4.软件程序设计软件程序设计是整个系统设计中最重要的一部分。
软件程序需要根据光敏元件获取的光照信息来控制电机的转动，以使光伏板始终与太阳保持最佳的接收角度。
基于单片机的双轴太阳能跟踪系统的设计
ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌｌ ａ ｙ ａ ｎ ｄ ｋ ｅ ｅ ｐ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｎ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｃ ｅ ｌ ｌ Ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｙ ｄ ａ ｙ ｏ ｒ ｎ ｉ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ－ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ， ｔ ｈ ｅ
第２ １ 卷 第 ｌ ５期
Ｖｏ １ ． ２ １
Ｎｏ ． １ ５
电子设 计 工程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 ８月
Ａｕ ｇ ．２ ０１ ３
基于单 片机 的双轴太阳能跟踪系统的设计
基于单片机的太阳能热水器智能控制器设计
设计一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器是一项非常有意义的工程项目。
通过这个设计，我们可以实现对太阳能热水器系统的智能监测和控制，提高系统的效率和可靠性。
下面将详细介绍这一设计的原理、结构、功能和实施步骤。
一、设计原理基于单片机的太阳能热水器智能控制器的核心原理是通过传感器采集环境温度、水箱温度、太阳能辐射等数据，并通过单片机进行数据处理、控制算法运算，最终实现对太阳能热水器系统的自动控制。
二、系统结构1. 传感器模块包括环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等，用于采集相关参数数据。
2. 控制模块采用单片机作为控制核心，通过编程实现对传感器数据的采集、处理和控制策略的执行。
3. 显示模块一般采用液晶显示屏或数码管显示太阳能热水器的工作状态、温度等信息。
4. 执行模块通过继电器或驱动电路控制太阳能热水器系统中的循环泵、电加热器等设备的开关。
三、功能设计1. 环境监测：实时监测环境温度和太阳光照强度，以便调整系统工作状态。
2. 温度控制：根据水箱温度和环境温度，控制循环泵和电加热器的运行，保证水温在合适范围内。
3. 节能优化：根据太阳能辐射情况，合理利用太阳能资源，减少电加热器的使用，节约能源。
4. 故障检测：监测系统运行状态，及时发现故障并报警，保障系统安全稳定运行。
四、实施步骤1. 传感器接入：将环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等传感器连接至单片机的模拟输入引脚。
2. 程序设计：编写单片机程序，包括数据采集、控制算法、显示控制等功能的实现。
3. 硬件连接：根据设计需求，将单片机、传感器、显示模块、执行模块等连接至一块PCB板上。
4. 调试测试：将控制器连接至太阳能热水器系统，进行系统调试和测试，验证控制器的功能和稳定性。
5. 性能优化：根据测试结果对控制算法进行优化，提高控制器的响应速度和稳定性。
通过以上设计和实施步骤，我们可以完成一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器的设计。
基于单片机的太阳能跟踪控制系统设计
基于单片机的太阳能跟踪控制系统设计摘要本文介绍了一种基于单片机的太阳能跟踪控制系统设计。
该系统采用光敏电阻和电机控制技术实现对太阳光源的精确跟踪，从而提高太阳能电池板的光电转换效率。
本文首先介绍了太阳能跟踪技术的背景和研究现状，然后分析了系统的硬件和软件实现细节，并测试了系统的稳定性和性能。
测试结果表明，该系统能够实现有效的太阳光源跟踪，并优化了太阳能电池板的输出功率，具有良好的应用前景。
关键词：单片机；太阳能；跟踪控制；光敏电阻；电机控制AbstractThis paper presents a design of a solar tracking control system based on a single chip microcontroller. The system utilizes photoresistors and motor control techniques to accurately track the solar light source, thereby improving the photovoltaic conversion efficiency of the solar panel. This paper first introduces the background and researchstatus of solar tracking technology, analyzes the hardware and software implementation details of the system, and tests the stability and performance of the system. The test results show that the system can effectively track the solar light source, optimize the output power of the solar panel, and has good application prospects.Keywords: Single chip microcontroller; Solar energy; Tracking control; Photoresistor; Motor control1. 引言随着能源危机的日益加深，太阳能作为一种无污染、永久存在的清洁能源，受到了广泛的关注。
基于STC8F单片机的太阳能自动追踪控制系统设计
文章编号:1007-757X(2020)12-0072-04基于STC8F单片机的太阳能自动追踪控制系统设计谭建斌，班群，郑亚，冯泽君(佛山职业技术学院电子信息学院,广东佛山528137)摘要：针对传统的自动追踪控制系统没有考虑一天之内太阳的位置不断变化，太阳光接受率实际上与受光面的位置相关，而忽略了太阳运行规律，导致切换追踪模式时的计算存在极大误差的问题，设计了基于STC8F单片机的太阳能自动追踪控制系统#在硬件方面，设计STC8F单片机作为系统中的连接电路，设计光电检测电路和自动控制电路进行位置追踪；在软件方n，根据太阳运动规律，设计系统自动追踪控制模式，实现对太阳能的自动追踪#实验结果：与两种传统追踪控制系统相比，此次设计的自动追踪控制系统，在计算太阳位置时的误差最小，最贴近实际值#由此可见，基于STC8F单片机设计的系统，更加适合自动追踪太阳能光照位置#关键词：STC8F单片机；太阳能自动追踪控制系统；太阳运行规律；追踪模式中图分类号：TM615文献标志码：ADesign of Solar Energy Automatic Tracking Control SystemBased on STC8f Single Chip MicrocomputerTAN Jianbin,BAN Qun,ZHENG Ya,FENG Zejun(School of Electronic Information,Foshan Polytechnic,Foshan528137,China)Abstract:The traditional automatic tracking control system does not consider the changing position of the sun in a day.In fact, thesunlightacceptancerateisactua l yrelatedtothepositionofthelightreceivingsurface!butthetraditionaldesignignores thesunoperationlaw!whichleadstoagreaterrorofthetracking modeincalculation Asolarautomatictrackingcontrolsys-tem based on STC8F single-chip microcomputer is designed.In the hardware part,STC8f microcontroller is used as the connection circuit of the system,photoelectric detection circuit and automatic control circuit are designed to track the sun position；in thesoftwarepart!accordingtothelawofsolarmotion!theautomatictrackingcontrolmodeofthesystemisdesignedtorealize theautomatictrackingofsolarenergy Experimentalresultsshowthatcomparedwiththetwotraditionaltrackingcontrolsys-ems!the designed automatic tracking control system has the sma l est error in calculating the sun position!which is closest to theactualvalue It can be seen that the system based on STC8f is more suitable for automatica l y tracking the position of solar energyKeywords：STC8f single chip microcomputer；solar energy automatic tracking control system；solar operation law；tracking mode0引言为了缓解能源资源短缺问题，光伏发电技术逐渐发展,并成为主流技术，为国家和社会的发展提供更加先进的技术支持。
基于MCU的太阳能最大功率跟踪系统设计
０ ｃ ｔ ． ２ ０ ｌ ３
Ｖ ０ ｌ ＿ ２ ９ Ｎｏ ． ５
【 文章编 号 ］ １ ６ ７ ３— ２ ９ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ １ ９— ０ ４
基 于 ＭＣ Ｕ的太 阳 能最 大 功 率跟 踪 系统 设 计
马 帅旗 ， 王 柯 ， 李计谋
图１ 系统 结 构 图
为电压信号。如图 ２ 左边为 １ 号传感器 ， 右边 ２号传 感器 ， 圆柱 内３ 号传感器 。通过测量光敏传感器的输 出电压 ， 对云台姿态作如下调整 ： １ 、 ２ 号传感器控制 云 台的偏 航转动 ， １ 号 和 ３号控 制 云 台俯 仰转 动 。每
次先调节水平方向， 判断 １ 、 ２号传感器光强差 ， 向电
核Ａ Ｒ Ｍ Ｃ ｏ ｒ ｔ ｅ ｘ — Ｍ ４ ） 单片机为核心控制器， 设计 了一套太阳能最大功率跟踪 系统。通过九轴姿 态传 感 器（ Ｌ ３ Ｇ ４ ２ ０ ０ Ｄ＋Ａ Ｄ Ｘ Ｌ ３ ４ ５＋Ｈ ＭＣ ５ ８ ８ ３ Ｌ ） 测 量到 电池板 的旋 转姿 态 ， 利 用卡 尔 曼滤波 融 合算法估计光敏传感器和太阳轨迹法计算获得 的方位角和 高度信 息， 通过双轴云 台驱动 电池 板， 使 电池 板 工作 于最 大功率 点 附近 。利 用 Ｖ Ｂ软件 编 写上位 机软 件 实现 与单 片机 之 间无 线 通信功能 ， 完成 系统状态监控和数据记录功能。实验结果表 明， 该设计能有效提 高太阳能电池 板 的输 出功 率 ， 具有 一 定的 实用价值 。
［ 关 键 词］ 太阳能 ； 单 片机 ； 姿 态角 ； 滤波 ［ 文 献标识 码 】 Ａ ［ 中 图分类 号 】 Ｔ Ｋ ５ １ ３ ． ４
０ 引 言
电力行业中 ， 发电技术多是以煤炭为主， 但由于能源危机 、 环境污染等 问题 日 益凸显 ， 新能源开发已 是发展所需 ， 太 阳光作为一种环保、 可再生的公共 资源 ， 有着无可 比拟的优势并受到广大开发者 的关 注ｌ ｌ ｊ 。当前 太 阳能发 电技 术 已 比较 成熟 ， 但 光 伏 电池 的材 料 、 系统 结 构 和 最 大 功率 跟 踪 方 法等 因素 仍 制约着光 电转换效率 引。 针对 光 电转换 效率 不高 的 问题 ， 本 文设 计 了一套 太 阳能 最 大功 率 跟 踪 系统 ， 对 现有 系统 软 、 硬件 进 行改进 ， 实现 了系统最大功率跟踪 。以 Ｍ Ｋ ６ ０ Ｄ Ｎ ５ １ ２ Ｚ Ｖ Ｌ Ｑ １ ０单片机为核心控制器 ， 利用卡尔曼融合算 法估计光敏传感器和太 阳轨迹法计算获得的方位角和高度信息 ， 数据处理后发送相应指令 给云台驱动 电池 板 ， 进而 调整 姿态 ， 通 过上位 机远 程监 控 系统运 行 状态 ， 可 以及 时调 整及 数 据 分析 、 处理 ， 实 现 整个
基于单片机的光伏板自动跟踪系统设计
基于单片机的光伏板自动跟踪系统设计光伏板是一种利用太阳能进行发电的装置，它通过将太阳能转化为电能来满足人们的用电需求。
由于太阳能的不稳定性，光伏板在不同时间、不同位置会受到不同程度的太阳辐射，从而影响电能的生成效率。
为了最大程度地提高光伏板的发电效率，人们提出了自动跟踪系统的概念，即通过控制光伏板的角度和方向，使其始终面向太阳，以便最大程度地吸收太阳能。
本文将介绍基于单片机的光伏板自动跟踪系统的设计原理和实现方法。
一、系统设计原理光伏板自动跟踪系统的设计原理主要是通过传感器检测太阳光的位置，然后控制光伏板的角度和方向，使其始终面向太阳。
常见的光伏板自动跟踪系统一般采用光敏电阻、光电二极管等光敏器件来检测太阳光的位置，然后通过电机控制系统来调整光伏板的角度和方向。
而在本设计中，我们将采用单片机作为控制核心，利用单片机的强大功能和灵活性来实现光伏板的自动跟踪。
1.硬件设计光伏板自动跟踪系统的硬件设计主要包括传感器模块、执行机构和控制模块三部分。
传感器模块：传感器模块用于检测太阳光的位置，一般采用光敏电阻或光电二极管等光敏器件。
在本设计中，我们选用了光敏电阻作为太阳位置传感器，通过测量光线照射下的电阻值来判断太阳的位置。
执行机构：执行机构主要是用来控制光伏板的角度和方向，使其跟踪太阳。
一般采用步进电机或直流电机等驱动器，通过控制电机的转动角度和方向来实现光伏板的跟踪。
控制模块：控制模块是整个系统的核心部分，负责接收传感器模块的信号，并根据信号来控制执行机构的运动。
在本设计中，我们选用了单片机作为控制核心，通过单片机来实现对传感器模块和执行机构的控制。
软件设计是基于单片机的光伏板自动跟踪系统的关键部分，它主要包括控制算法和用户界面两部分。
控制算法：控制算法是根据传感器模块的信号来计算出光伏板的跟踪角度和方向，然后通过单片机来控制执行机构的运动。
在本设计中，我们将采用闭环控制算法，即通过不断测量太阳位置并与预设值比较，从而实现对光伏板的精确跟踪。
基于ATmegal28单片机的碟式太阳能跟踪控制系统
太 阳能热发 电装置 ， 按聚光器不 同可分为塔式 、 槽式 、线性菲涅尔和碟式 ，其中以碟式聚光性能最 好 。碟 式发 电系 统采 用 碟 式抛 物 面聚 光器 ， 将太 阳光 聚焦 至焦点 ， 在各种聚光器 中 ， 聚光效率最高 。太 阳 能热发电在太 阳光 的采集过程 中，为使 聚光器时刻 都能够最大效率地采集太 阳光 ，要求聚光器始终与 太 阳保持一个最佳角度 ， 因此必须实时跟踪太 阳。常 见 的 跟 踪 控制 系统 ，按 照 被 控 制 量对 控 制 量 是 否 存 在 着 反馈 ， 分 为 闭环 、 可 开环 和混 合 控 制方 式 。 闭环控 制 能够 通 过反 馈 来消 除误 差 ， 作 为反 馈 但 信号源 的感光元件 ，在稍长 时间段 内接 收不到太 阳 光 ， 导致 跟 踪 系统 的失 效 ， 至 会 引起 执行 机 构 的 会 甚 误 动 作 ；开 环 跟 踪 虽然 在 任 何 天 气 下 都 可 以正 常工 作， 但是在跟踪过程 中 ， 由于运算精度产生的累积误 差 自身并不能消除 ；混合控制方式结合 了两者 的优 点 ， 克 服 了两者 的缺 点 ， 并 能够得 到 最佳 的 控制效 果 。
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ５， ０１ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ ｉ １
基 于 Ａ ｍｅ ａ ８单片机 的碟式 太 阳能 Ｔ ｇｌ ２ 跟 踪 控 制 系统
邸 韬
（ 兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室 ， 甘肃 兰州 ７０ ７ ） ３ ００
日历时钟 芯片
键盘
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Ａ廿 ｌ ８ ｎ ２
ＬＤ Ｌ Ｃ Ｊ
ｊ
反馈 电路
图 １ 系统示意图 收 稿 日期 ：０ １ ０ — ０ ２ １－ ２ １
基于51单片机光伏发电追光系统设计
基于51单片机光伏发电追光系统设计摘要：随着人们对可再生能源的需求不断增加，光伏发电系统成为了一种重要的能源供应方式。
然而，由于太阳光的不稳定性和方向性，传统的固定式太阳能发电系统效率较低。
为了提高太阳能发电效率，本文设计了一种基于51单片机的光伏发电追光系统。
通过对太阳位置的检测和控制反馈，系统可以实现对太阳位置的实时追踪和调整。
实验结果表明，该系统可以显著提高光伏发电效率，并具有较好的稳定性和可靠性。
关键词：51单片机；光伏发电；追光系统；效率提升第一章引言1.1 研究背景随着全球能源需求不断增加和环境问题日益严重，可再生能源成为了人们关注和研究的热点领域。
作为一种清洁、无污染、永无穷尽且广泛分布在地球表面上的可再生资源，太阳能被广泛认可并应用于各个领域。
光伏发电作为太阳能利用的一种重要方式，具有可再生、可持续、环保等优点，受到了广泛关注。
1.2 研究意义然而，由于太阳光的不稳定性和方向性，传统的固定式太阳能发电系统效率较低。
为了提高太阳能发电效率，追踪系统逐渐成为一种重要的解决方案。
光伏发电追踪系统可以实时检测太阳位置并对光伏板进行调整，使其始终面向太阳辐射源。
通过追踪系统对太阳位置的实时调整，可以最大限度地提高光伏板对太阳辐射的吸收利用率。
1.3 研究内容本文旨在设计一种基于51单片机的光伏发电追光系统。
通过对51单片机进行编程和控制反馈设计，实现对光伏板位置和角度的实时调整。
同时，本文还将探讨该系统在不同环境条件下的性能表现，并进行相关数据分析和优化。
第二章系统设计2.1 系统框架本文设计的基于51单片机的光伏发电追光系统主要由光敏电阻、电机、51单片机和驱动电路等组成。
光敏电阻负责检测太阳位置，51单片机负责实时控制和反馈，驱动电路负责控制电机运动。
2.2 光敏电阻光敏电阻是一种可以根据光照强度变化而改变其自身阻值的元件。
在本系统中，通过将光敏电阻安装在特定位置，可以实时检测太阳的位置。
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基于单片机的太阳跟踪系统设计摘要：针对现代社会能源越来越匮乏的现状，以常规能源为基础的能源结构随资源的不断好用将愈来愈不适应可持续发展的需要。
太阳能是已知的最原始的能源它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。
但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及。
太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
本设计采用光电跟踪的方法，利用步进电机双轴驱动，由光电传感器根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到微机处理器。
微机处理器运行程序，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，调整太阳能电池板的角度实现对太阳的跟踪。
采用单片机来实现的太阳能追踪系统能有效提高太阳板的光电转化效率，并具有较广泛的应用前景。
关键词：太阳能；跟踪；光敏二极管；单片机；步进电机Design of Sun Tracking System Based on Single ChipMicrocomputerAbstract: According to the status that increasingly lack of energy in modern society, conventional energy-based energy structure with the continuous consumption of resources will become increasingly unsuited to the needs of sustainable development. Solar energy is known as the most primitive energy, and it is clean、renewable、rich and wide distribution and has wide prospects of use. But the solar energy utilization efficiency is low; the problem has been influencing and hindering the popularity of solar energy technology. Solar energy to be automatic tracking system designed to solve the problem provide the new way which greatly improve the efficiency in the use of solar energy. This design uses the photoelectric tracking method, and use the stepping motor driver, by photoelectric sensor incident, then the strength o f the light’s changes produce feedback signals to the computer processor, and computer processor will run the program, through the horizontal tracking mechanism and pitch two degrees of freedom control to adjust the angle of solar panels to achieve the tracking of the sun. Solar tracking system by single chip microcomputer to achieve can improve the efficiency of conversion of photoelectric Solar panels, and has a broad prospect of application.Key words:Solar energy;Tracking;Photosensitive diode ;SCM;Stepping motor目录1绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.1.1国外现状 (1)1.1.2国内现状 (1)1.1.3目前太阳能的开发和利用 (2)1.2太阳光跟踪的方法 (2)1.2.1光电跟踪 (2)1.2.2时日运动轨迹跟踪介绍 (2)1.3系统的原理叙述 (3)2方案研究与选取 (5)2.1方案一 (5)2.2方案二 (5)2.3方案的确定 (6)3硬件电路分析 (7)3.1AT89C52单片机模块 (7)3.1.1单片机的选取 (7)3.1.2 AT89C52单片机模块电路设计 (7)3.1.3单片机复位电路的设计 (8)3.2电源引入模块 (9)3.3时钟模块 (9)3.3.1 时钟分频芯片74LS74 (10)3.3.2时钟模块电路设计 (10)3.4光强度采集模块 (11)3.4.1光电器件的选择 (11)3.4.2光强度采集模块电路设计 (12)3.5 A/D转换模块 (13)3.5.1 ADC0809芯片介绍 (13)3.5.2 ADC0809应用说明 (15)3.6四位一体数码管显示模块 (17)3.6.1 LED数码管介绍 (17)3.6.2数码管显示模块电路 (17)3.7太阳光跟踪控制模块 (18)3.7.1步进电机的介绍 (18)3.7.2步进电机控制电路设计 (19)3.7.3步进电机的驱动电路原理 (20)4太阳光跟踪系统的软件设计 (22)4.1主程序设计及工作原理 (22)4.2光强度检测程序设计 (22)4.3步进电机控制程序设计 (23)4.4数码管显示程序设计 (23)5硬软件调试 (25)5.1硬件调试 (25)5.2软件调试 (26)5.2.1数码管显示的调试 (26)5.2.2光强度检测和A/D转换部分的调试 (26)5.2.3电机控制部分调试 (26)5.3设计中遇到的问题及其解决方法 (26)6设计结果和数据分析 (28)6.1设计结果 (28)6.2数据分析 (28)结论 (29)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)附录一 (33)附录二 (33)附录三 (34)1绪论1.1课题研究背景1.1.1国外现状常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。
近几年，国际光伏发电迅猛发展。
1973年，美国制定了政府级阳光发电计划；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23．4％；1997年美国和欧洲相继宣布"百万屋顶光伏计划"，美国计划到2010年安装1000～3000MW太阳电池。
日本不甘落后，1997年补贴"屋顶光伏计划"的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。
印度计划1998－2002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50Mw。
国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。
到目前为止，世界太阳电池年销售量己超过60兆瓦，电池转换效率提高到15％以上，系统造价和发电成本已分别降至4美元/峰瓦和25美分/度电；在太阳热利用方面，由于技术日趋成熟，应用规模越来越大，仅美国太阳能热水器年销售额就逾10亿美元。
太阳能热发电在技术上也有所突破，目前已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。
1.1.2国内现状煤炭巨量消费已成为我国大气污染的主要来源。
我国具有丰富的太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等新能源和可再生能源资源，开发利用前景广阔。
太阳能光伏发电应用始于70年代，真正快速发展是在80年代。
在1983年一1987年短短的几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产能力从1984年以前的年产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦。
目前太阳电池主要应用于通信系统和边远无电县、无电乡村、无电岛屿等边远偏辟无电地区，年销售约1.1兆瓦，成效显著。
1.1.3目前太阳能的开发和利用人类直接利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化学转换，此外，还有储能技术。
太阳光热转换技术的产品很多，例如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具等等。
可以说太阳能应用的前景十分广阔。
1.2太阳光跟踪的方法目前太阳能利用最普遍的形式是通过集热器将太阳能转换为热能，为了收集到尽可能多的太阳能，最好采取跟踪方式，使太阳光收集器的采光面始终对准太阳。
传统的跟踪方式主要采用以下这两种方式:光电跟踪和视日运动轨迹跟踪；前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。
1.2.1光电跟踪目前，国内常用的光电跟踪有重力式、电磁式和电动式，这些光电跟踪装置都使用光敏传感器如硅光电管。
在这些装置中，光电管的安装靠近遮光板，调整遮光板的位置使遮光板对准太阳、硅光电池处于阴影区；当太阳西移时遮光板的阴影偏移，光电管受到阳光直射输出一定值的微电流，作为偏差信号，经放大电路放大，由伺服机构调整角度使跟踪装置对准太阳完成跟踪。
光电跟踪灵敏度高，结构设计较为方便；但受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，太阳光线往往不能照到硅光电管上，导致跟踪装置无法对准太阳，甚至会引起执行机构的误动作。
1.2.2时日运动轨迹跟踪介绍根据跟踪系统的轴数，视日运动轨迹系统可分为单轴和双轴两种。
（1）双轴跟踪如果能够在太阳高度和赤纬角的变化上都能够跟踪太阳就可以获得最多的太阳能，全跟踪即双轴就是根据这样的要求而设计的。
双轴跟踪又可以分为两种方式:极轴式全跟踪和高度角-方位角式全跟踪。
例如极轴式全跟踪极轴式全跟踪原理:聚光镜的一轴指向天球北极，即与地球自转轴。
工作时反射镜面绕极轴运转，其转速的设定与地球自转角速度大小相同方向相反用以跟踪太阳的视日运动;反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动是为了适应赤纬角的变化，常根据季节的变化定期调整。
这种跟踪方式并不复杂，但在结构上反射镜的重量不通过极轴轴线，极轴支承装置的设计比较困难。
（2）单轴跟踪单轴跟踪又可分为水平单轴跟踪、不同倾角单轴跟踪、最佳倾角跟踪。
此作品跟踪原理是用光敏电阻代替传感器，在采集板上控制电机转速转动一角度后采集此时的光强，继续运转电机采集，在一定时间内电机转动一圈后采集的数据通过比较来寻找光强最大的位置。