基于MC9S08AW60太阳能电池太阳跟踪装置设计_陈俊英
基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计
阳能自动跟踪系统设计作者:admin 来源:太阳能自动跟踪系统设计太阳能自动跟踪系统设计1 视日运动跟踪法视日运动跟踪法是根据地日运行轨迹，采用赤道坐标系或地平坐标系描述太阳相对地球的位置。
一般在双轴跟踪中极轴式跟踪采用赤道坐标系，高度角-方位角式跟踪采用地平坐标系。
1.1 极轴式跟踪赤道坐标系是人在地球以外的宇宙空间里，观测太阳相对于地球的位置。
这时太阳位置是相对于赤道平面而言，用赤纬角和时角这两个坐标表示。
太阳中心与地球中心的连线，即太阳光线在地球表面直射点与地球中心的连线与在赤道平面上的投影的夹角称为太阳赤纬角。
它描述地球以一定的倾斜度绕太阳公转而引起二者相对位置的变化。
一年中，太阳光线在地球表面上的垂直照射点的位置在南回归线、赤道和北回归线之间往复运动，使该直射点与地心连线在赤道面上的夹角也随之重复变化。
赤纬角在一年中的变化用式(1)计算：式中：δ为一年中第n天的赤纬角，单位：(°);n为一年中的日期序号，单位：日。
时角是描述地球自转而引起的日地相对位置的变化。
地球自转一周为360°，对应的时间为24 h，故每小时对应的时角为15°。
日出、日落时间的时角最大，正午时角为零。
计算公式如下：式中：ω为时角，单位：(°);T为当地时间，单位：h。
根据上述方法可以计算出地球上任意地点和时刻的太阳的赤纬角和时角，由此可建立极轴式跟踪，对于太阳跟踪系统来说，采光板的一轴与地球自转轴相平行，称为极轴，另外一轴与其垂直。
工作时采光板绕地球自转轴旋转，其转速的设定为与地球的自转速度相同，方向相反。
为了适应太阳赤纬角的变化，采光板围绕与地球自转轴垂直的轴做俯仰运动。
此种跟踪方式原理简单，但是由于采光板的重量不通过极轴轴线，极轴支撑结构的设计比较困难，因此本设计没有选用极轴式跟踪。
1.2 地平坐标系地平坐标系用高度角和方位角来描述太阳的位置，已知太阳赤道坐标系中的赤纬角和时角，可以通过球面三角形的变换关系得到地平坐标系的太阳的高度角和方位角。
基于单片机的太阳能自动对光跟踪系统_学士学位论文(设计)
成都学院（成都大学）学士学位论文（设计）学士学位论文（设计）基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统摘要：本文是以A T89C52单片机为核心，设计了一个太阳能电池板自动对光跟踪系统。
系统主要包括光敏传感器、模数转换部分、单片机微处理器、步进电机和电机的驱动电路等，传感器采用光敏二极管作为光-电转换器件，将三个完全相同的光敏二极管分别放置于电池板三个方向分别对光照强度采集，然后由光敏传感器电路将光照强度转换为电压信号，再由ADC0809将电压信号转换为数字信号送入单片机，最后单片机将数字信号进行对比控制电机转动。
该系统精度为4°，系统结构简单、操作方便、测量精度高、速度快。
关键词：太阳能自动跟踪；A/D转换；光敏二极管；单片机微处理器；步进电机Solar Panel Automatically Tracking System Based onMicrocontrollerAbstract: Solar Panel Automatically Tracking System is designed based on AT89C52 microcontroller in this paper.The system includes photosensitive sensor, A/D converter, SCM,stepping motor , drive circuit of motor and so on. Photodiode as a light sensor - power conversion devices, the three identical photodiodes were placed in three directions panels were collected on the light intensity, then the light intensity will be converted to V oltage signal by the light sensor circuit, V oltage signal is put into SCM by the ADC0809 to convert digital signals,the SCM compare digital signals with digital signals to control motor rotation. The system accuracy of 4 °, the system is simple , easy operation , high accuracy, high speed.Keywords：Automatic tracking solar ; A / D conversion; Photodiode ;SCM;Stepping motor目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 能源现伏及发展 (1)1.1.2 我国太阳能资源 (1)1.1.3 目前太阳能的开发和利用 (1)1.1.4 太阳能的特点 (2)1.2 课题研究的目的 (2)1.3 课题研究的意义 (2)1.3.1 新环保能源 (2)1.3.2 提高太阳能的利用率 (3)1.4 太阳能光伏发电国内外的现状 (3)1.5 太阳能追踪系统国内外研究现状 (4)1.6 论文的研究内容 (4)1.7 论文结构 (5)第2章太阳能自动跟踪系统总体设计 (6)2.1 太阳运行的规律 (6)2.2 跟踪器机械执行部分 (6)2.2.1 立柱转动式要跟踪器 (6)2.2.2 陀螺仪式跟踪器 (7)2.2.3 齿圈转动式跟踪器 (7)2.3 太阳能跟踪设计 (9)2.3.1 常用太阳能跟踪方案 (9)2.3.2 太阳能跟踪方案的确定 (10)2.4 太阳能跟踪传感器的设计 (10)2.4.1 光线和影子的关系 (10)2.4.2 跟踪传感器的跟踪精度 (11)2.4.3 太阳跟踪方案的确定 (12)2.4.4 太阳光照强度的检测 (14)2.4.5 太阳能跟踪传感器的设计制作 (15)2.4.6 太阳能传感器电路设计 (19)第3章系统硬件设计 (21)3.1 太阳能自动跟踪控制 (21)3.2 电源 (21)3.3 信号采集电路 (22)3.4 控制器 (24)3.4.1 单片机简介 (24)3.4.2 单片机外围电路设计 (25)3.5 模数转换 (25)3.5.1 ADC0809说明 (26)3.6 步进电机及驱动 (28)3.6.1 驱动电路 (28)3.6.2 步进电机 (29)第4章系统软件设计 (32)4.1 A/D转换部分 (32)4.2 光敏二极管比较法 (33)4.3 系统流程图 (35)第5章总结 (37)5.1 结论 (37)5.2 展望 (37)致谢 (38)参考文献 (40)附录1 系统硬件电路图 (42)附录2 程序清单 (43)第1章绪论1.1 课题背景1.1.1 能源现伏及发展能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。
太阳能跟踪控制毕业设计论文
1摘要能源短缺问题是目前许多国家面临的重要问题，太阳能作为一种清洁无污染的能源，有着巨大的开发前景。
我国是一个太阳能资源较为丰富的国家，充分利用太阳能资源，有着深远的能源战略意义。
利用太阳能的关键是提高太阳能电池板采集太阳能的效率，太阳能电池板接受太阳光的直射，由此得到太阳最大光照强度，从而最大限度的采集太阳能。
针对提高太阳能的利用率问题的研究，设计一种基于单片机的光电比较式太阳能自动跟踪控制器。
以AT89S52单片机作为核心控制元件，通过将两个光电传感器采集到的信号经过比较电路和A/D，将比较结果输出至单片机，由单片机分析处理数据并输出至ULN2003A从而控制五线四相步进电机来实现对太阳位置的跟踪。
该系统具有低成本的优点，且具有较好的抗干扰能力，提高了对太阳光能的利用率。
在设计中首先完成对该方案的仿真验证，而后主要通过编辑器，利用C语言编制程序，并完成程序设计，通过下载器将程序烧写到单片机中。
最后通过搭建硬件实验来实现预先设计跟踪目标。
关键词：光电传感器；单片机；C语言；跟踪；直流电机目录1绪论 (1)1.1 太阳能跟踪的背景及意义 (1)1.2 太阳能跟踪控制器研究现状及发展趋势 (1)1.3 太阳能跟踪控制器概念及原理 (2)1.4 太阳能跟踪控制器的研究内容与过程 (3)2 太阳能跟踪控制器设计方案 (4)2.1 功能描述 (4)2.2 方案论证 (4)2.2.1 主控系统选择 (4)2.2.2 电机选择 (7)2.2.3 步进电机励磁方案选择 (9)2.2.4步进电机驱动系统选择 (11)2.2.5A/D转换方案选择 (12)2.2.6跟踪器方案设计 (14)2.2.6单片机控制系统方案 (17)3 太阳能跟踪控制器硬件电路设计 (18)3.1 系统组成原理 (18)3.2 单片机供电电源 (18)3.3 单片机最小系统 (18)3.4 跟踪器设计 (19)3.5 A/D采集电路设计 (20)3.6步进电机驱动设计 (20)4 太阳能跟踪控制器软件设计 (22)4.1 程序流程图 (22)4.2 太阳能跟踪控制器程序设计 (23)4.2.1 主函数 (23)4.2.2 定时器1中断初始化函数 (24)4.2.3 延时函数 (24)4.2.4 按键扫描函数 (25)4.2.5 定时器1中断子程序控制步进电机正反转 (26)4.2.6 TLC1543采集函数 (27)5 太阳能跟踪控制器调试 (30)6 结论与展望 (31)8 致谢 (32)参考文献 (33)附录A 英文原文 (34)附录B 中文翻译 (36)太阳能跟踪系统 (36)附录C proteus仿真图 (38)附录D 程序 (39)1 绪论1.1 太阳能跟踪的背景及意义能源短缺问题是目前许多国家面临的重要问题，太阳能作为一种清洁无污染的能源，有着巨大的开发前景。
太阳能追踪系统设计方案
太阳能追踪系统设计方案标题：太阳能追踪系统设计方案摘要：本文将深入探讨太阳能追踪系统的设计方案。
通过评估太阳能追踪系统的深度和广度，我们将为您提供有关该主题的全面、深入和高质量的文章。
文章将按照结构化的格式，从简单到复杂，由浅入深地讨论太阳能追踪系统的多个方面。
在文章结束时，我们还将分享我们对太阳能追踪系统设计方案的观点和理解。
第一部分：引言引言将介绍太阳能追踪系统的背景和重要性。
我们将讨论太阳能追踪系统如何提高太阳能发电效率以及对环境的影响。
此外，我们还将介绍太阳能发电的现状和市场趋势。
第二部分：太阳能追踪系统的原理在这一部分中，我们将详细讨论太阳能追踪系统的工作原理。
我们将介绍两种常见的追踪系统类型：单轴追踪系统和双轴追踪系统。
我们将深入探讨它们的运作方式、优缺点以及应用领域。
第三部分：太阳能追踪系统的设计考虑因素在这一部分，我们将探讨太阳能追踪系统设计时需要考虑的关键因素。
我们将讨论系统的可持续性、稳定性、精度和成本等方面。
此外，我们还将介绍如何选择合适的传感器和控制系统来实现最佳的系统性能。
第四部分：太阳能追踪系统的实施和优化在这一部分中，我们将介绍实施太阳能追踪系统的关键步骤和方法。
我们将讨论安装技术、校准和调试过程，并分享一些优化追踪系统性能的实用建议。
此外，我们还将探讨太阳能追踪系统与其他太阳能技术的集成。
第五部分：对太阳能追踪系统设计方案的观点和理解在这一部分，我们将分享我们对太阳能追踪系统设计方案的观点和理解。
我们将讨论其在提高太阳能发电效率方面的前景，以及在不同应用领域的潜在价值。
此外，我们还将探讨太阳能追踪系统设计的挑战和发展趋势。
结论在本文的结尾，我们将总结太阳能追踪系统设计方案的要点，并再次强调其在太阳能发电领域的重要性和潜力。
我们还将鼓励读者对太阳能追踪系统的进一步研究和实践，并展望未来可能出现的创新和发展方向。
注：本文章将按照提供的字数要求，至少包含3000字。
一种新型太阳能电池板跟踪装置的设计与实现
化 实现 了单 轴被动 式太 阳跟踪 功能 。２ ０ ０ ２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
石 能源 的不 可再 生性 ，发 展可 再生 的绿 色能源 将 成为 未来 重要 方 向。太 阳能 具有清 洁性 、可 再生
性 以及 广泛 性等 特 点 ，正 在 发展成 为全 世界 绿色 能源 的重要 组成部 分 。 太 阳 能发 电无疑 是太 阳 能利用最 有 效 的方 式
调 节 ，接 收器 的热 接收 率提 高 了 ｌ ５ ％。１ ９ 阳 能 。理 论研 究表 明 ，
太 阳 的 跟 踪 与 非 跟 踪 ， 能 量 的 接 收 率 相 差 ３ ７ ． ７ ％【 ｌ 】 。 精确 地跟踪 可使 太 阳能接 收装置 的接 收
最近 几年 ， 国 内外 很多 学者都 专注 于两 轴太
阳 能跟踪装 置 的研究 ：如 ２ ０ １ ０年 《 机床 与液 压 》
结构 ，结构 紧 凑 ，重 量轻 。近 几年 来 国 内不 少专 家学 者也相 继 开展 了这 方面 的研 究 。国家气 象局 计量 站在 １ ９ ９ ０年代研 制 了 Ｆ Ｓ Ｔ 型全 自动太 阳跟
踪器 ，成 功 的应 用 于太 阳辐 射观 测 ；１ ９ ９ ２年 推 出 阳灶 自动跟 踪系 统 ；１ ９ ９ ４年 《 太 阳能》杂志介 绍 了单 轴液压 自动 跟踪 器 ，完 成 了单向跟 踪 。
中图分类号 ：Ｔ Ｍ９ １ ４ ． ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ ． ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ ． ０ ８ ８ ． ０ ５
基于MC9S08AW60的电子配料秤设计
仪器 公 司 Ｔ 推 出 的一 种性 价 比较 优 的芯片 ， 有 Ｉ 具
转 换快 、稳 定性 好 、与微 处理 器接 口简捷 、编 程 价格 低 等优 点Ｌ。 ２ Ｊ
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ＡＩ Ｎｏ ＡＩ １ １￣ ， ２
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料制 作 。
图 １ 系 统 结构 总 图
作 者简 介 ：陈俊 英（９４ ） １７ － ，女，讲 师 ，硕士 ，主 要研 究方 向为测 控技 术 。
第 ３期
陈俊英：基于 ＭＣ Ｓ ８ Ｗ６ ９ ０ Ａ ０的 电子配料秤 设计
２ ７
间有 一段 距 离（ 称 落 差） 或 ，所 以物料 投 入秤 斗 时 总 是 需要 一段 时 间， 同时会 对秤 斗产 生 一定 的冲 击 力 ， 由于物 料重 力 的冲击 和骤 停 ，秤 斗会产 生
使所 有传 感器 构成 的 多边形 的形 心 与称 重料 斗 的
Hale Waihona Puke 重 心在 同一垂 直轴 线上 。同时 ，多个 传 感器 的灵 敏度 、 内阻 、线性 等性 能应 基本 一致 ，才 能保证
称重 结 果准 确…。 同时 为保 证顺 利 下料 ，料仓 和
料斗秤 及 所有 管道 都应 采用 光洁 度极 高 的塑料 材
间 ，可 设计 一 个起 始禁 止 比较 时 间和 结 束禁 止 比
较 时 间 ，在 这 段 时间里 不进 行测 量值 与 预设 值 的 比较 ， 以避 免 发生 错 误判 断 。把进料 门关 闭时一 瞬 间还 在 空 中的那 部分 物料 叫做过 冲量 。在 配料 生 产 中 ，控 制 精度 的 最主要 的 参数是 过 冲量 ，它 受 物料 的湿 度 、粘 附性 、块 状大 小等 因 素影 响 ， 随 机性 很大 ，所 以过冲 量一 般通 过试 验设 定Ｌ 。 ｊ Ｊ
全自动太阳追踪系统设计与研发-提高太阳电池发电效率_百讲解
全自動太陽追蹤系統設計與研發-提高太陽電池發電效率黃俊翔1曾正揚1林哲群1李平安1楊東翰1*連水養1,21明道大學材料科學與工程學系2明道大學太陽光電研究中心(P0960106在台灣，目前太陽能電池發電模組大部分以固定角度(朝南23.5 安裝，但隨著季節與每日太陽運動軌跡不同，固定角度安裝之太陽電池模組發電效率無法發揮最大效益。
本論文設計及研發一全自動太陽追蹤系統，可減少太陽能電池受到季節與時間太陽光入射角度因素而影響發電效率，此太陽能追蹤裝置可以隨著季節與時間變化，使太陽能電池發電模組能對準陽光直射位置以達到最大發電效率，我們建立了不同季節與時間之太陽位置座標數據庫，並利用電腦軟體控制裝置準確搜尋太陽位置。
最後我們比較固定式與追蹤式之太陽電池模組發電功率，本論文研發之全自動太陽追蹤系統之發電功率為傳統固定式太陽電池模組的1.6倍。
關鍵字:太陽電池、太陽追蹤器、雙環系統1. 前言隨著國際油價逐年上升及地球石油含量的日益減少，所以環保意識逐漸抬頭並且帶動了綠色能源如風、水、太陽能等相關研究話題。
在眾多綠色能源研究中，太陽能電池發電模組是最受矚目的研究項目之ㄧ，因為太陽能是個普遍的能源且較不受地方區域的限制，只要陽光能照射的地方即可產生電力。
不過，因為地球上的太陽能日照不平均，加上現在大都是固定式的太陽能發電模組，其發電效率都會受到時間因素造成太陽光入射太陽電池模組角度的影響，以致於無法持續產生最大的輸出功率，所以若要維持太陽能電池長時間能保持在最大發電功率下，就必須隨著季節與時間調整太陽能模組角度，使其正對著太陽入射光。
在目前太陽能產業所追求低成本、大面積、高轉換率之太陽能電池話題下，本論文以製作全自動太陽追蹤系統，有效的利用太陽光直射太陽電池發電模組所產生最大發電效率，減少太陽電池模組成本，也同時解決矽原料短缺等問題。
由於地球繞太陽公轉和地軸傾斜造就了現在的春、夏、秋、冬及晝夜長短的現象。
圖1顯示台灣四季與太陽位置之示意圖，由於台灣位於地球北回歸線上，造成了夏季日照時間長，冬季日照時間短的現象。
基于光电池的太阳光自动追踪装置的研制
基于光电池的太阳光自动追踪装置的研制文章从经济性、实用性等方面考虑，设计并研制了一种基于光电感应技术的太阳光自动追踪装置。
该装置可自动追踪太阳光，确保太阳光始终直射入太阳能采集装置表面，对于提高太阳能装置对光线的利用效率具有确定的意义。
标签：光电感应；自动追踪装置；利用效率1 概述由于太阳能的绿色、无污染等良好特性，国内外对于使用太阳能的研究不断深入，并取得了长足的发展。
在太阳能的吸收效率方面，普遍以太阳光垂直入射为最佳。
文章研究了一种基于光电感应装置的太阳光自动追踪装置，使用较低的成本即可实现对于光线的精确追踪，可在太阳能利用装置中广泛使用。
2 位置探测器跟踪原理及结构自动跟踪系统主要由电源、位置探测器、控制组件、云台四部分组成。
位置探测器主要由光敏传感器组成，包括五象限光电池、光电二极管等。
控制组件主要接收从位置探测器来的微弱信号，放大去噪等处理后送到云台控制电路，实现设备对于太阳光的跟踪。
跟踪器的精度直接影响聚光效果，在对现有光伏系统的跟踪装置分析的基础上，经过研究对比，为避免单一程序控制会产生累积误差现象的发生，设计装置采用STC89C52单片机来实现系统粗追踪，实现装置的初定位，继而使用五象限光电池探测器的微控制来实现对于太阳光的精确追踪，系统整体框图如图1。
控制系统工作原理如下：当系统刚进入工作状态时，首先光强度检测电路检测样光强度，并将检测结果送入单片机进行处理，当检测到为光线不足时进入时钟跟踪模式，单片机读取时钟，和内部的各时间对比，从而来调节装置方位角高度角。
当检测到光照强度足够的时候，进入光电跟踪模式，这时光电跟踪电路工作，实现太阳位置的精确跟踪。
通过设计的五象限光电池探测器来判断太阳位置。
采用脉宽调制技术（PWM）来驱动电机运动，用单片机输出脉冲。
此方案优点是程序设计不复杂，硬件成本低，容易实现，并有较高的跟踪精度。
图1 系统整体控制框图2.1 五象限光电池探测装置光电模型的尺寸确定：电路中采用光敏二极管直径是6mm，两个二极管间距为6mm（间距太大会出现光无法照射到任一二极管，使系统紊乱；距离过小出现两个二极管同时导通，单片机接收错误信号）。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，太阳能作为清洁可再生能源的重要性日益凸显。
太阳能电池板作为利用太阳能的关键设备，其效率和性能的优化显得尤为重要。
为了进一步提高太阳能的利用率，太阳能电池板追日自动跟踪系统应运而生。
本文将深入探讨太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究内容、目的及意义。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的概述太阳能电池板追日自动跟踪系统是一种能够根据太阳的移动轨迹，实时调整太阳能电池板的角度和方向，以最大化地接收太阳光能的装置。
该系统主要由传感器、控制系统和电机驱动等部分组成，通过精确的算法和高效的控制系统，实现对太阳的实时追踪。
三、研究内容（一）系统组成研究太阳能电池板追日自动跟踪系统主要由传感器、控制系统和电机驱动等部分组成。
传感器负责检测太阳的位置和角度，控制系统负责根据传感器数据计算最佳角度和方向，并控制电机驱动系统进行相应的调整。
（二）算法研究算法是太阳能电池板追日自动跟踪系统的核心。
本文将研究基于太阳运动轨迹的预测算法、角度计算算法以及电机控制算法等。
通过优化算法，提高系统的追踪精度和效率。
（三）系统性能测试为了验证系统的性能和效果，本文将进行系统的性能测试。
测试内容包括系统的追踪精度、响应时间、稳定性等指标。
通过测试数据，评估系统的性能和效果。
四、研究目的及意义（一）提高太阳能利用率通过太阳能电池板追日自动跟踪系统，能够实时调整太阳能电池板的角度和方向，最大化地接收太阳光能，从而提高太阳能的利用率。
这对于缓解能源短缺、降低环境污染具有重要意义。
（二）推动相关领域发展太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究将推动相关领域的发展，包括传感器技术、控制技术、电机驱动技术等。
这些技术的发展将有助于提高整个社会的科技水平和技术创新能力。
（三）具有广泛的应用前景太阳能电池板追日自动跟踪系统不仅适用于家庭太阳能发电系统，也适用于大型光伏电站。
该系统的应用将推动可再生能源的广泛应用，对于实现可持续发展具有重要意义。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着环境问题与能源问题的日益凸显，太阳能作为可再生清洁能源的重要性逐渐被人们所认识。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率的提高与稳定性的保障显得尤为重要。
其中，太阳能电池板追日自动跟踪系统，作为一种能够提高太阳能利用率的技术手段，逐渐成为研究的热点。
本文将针对太阳能电池板追日自动跟踪系统进行深入研究，探讨其原理、设计及实施等关键问题。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理太阳能电池板追日自动跟踪系统主要通过传感器和控制系统，实现对太阳运动的实时追踪。
其基本原理是利用光电传感器检测太阳的位置，通过控制系统驱动电机等执行机构，使太阳能电池板始终面向太阳，从而提高太阳能的利用率。
三、系统设计1. 硬件设计：系统硬件主要包括太阳能电池板、光电传感器、电机、控制系统等部分。
其中，光电传感器负责检测太阳的位置，控制系统根据传感器信号控制电机的运转，从而驱动太阳能电池板进行追日运动。
2. 软件设计：软件部分主要涉及控制系统的编程与算法设计。
控制系统需要根据太阳的运动轨迹和光电传感器的实时信号，进行计算并输出控制指令，驱动电机等执行机构进行追日运动。
同时，软件还需要对系统进行实时监控与故障诊断，确保系统的稳定运行。
四、系统实施1. 安装与调试：在安装过程中，需要确保各部分硬件的连接正确无误，并进行初步的调试。
同时，需要根据实际环境进行参数调整，如光电传感器的灵敏度、电机的运转速度等。
2. 运行与维护：系统安装完成后，需要进行长时间的运行测试，确保系统的稳定性和可靠性。
同时，还需要定期进行维护与保养，如清理灰尘、检查电路等，以保证系统的长期稳定运行。
五、研究进展与展望目前，太阳能电池板追日自动跟踪系统已经在国内外得到了广泛的应用和研究。
随着技术的不断发展，系统的精度和效率得到了显著提高。
未来，该系统有望在以下几个方面取得进一步的突破：1. 更高的追踪精度：通过优化算法和硬件设计，提高系统的追踪精度，使太阳能电池板能够更准确地面向太阳。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着环境问题与能源问题的日益凸显，太阳能作为可再生清洁能源的重要性逐渐被全球所重视。
其中，太阳能电池板的应用得到了广泛关注和开发。
而为了更好地提高太阳能的利用率，对太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究就显得尤为重要。
本文旨在深入研究该系统的工作原理、结构以及性能优化等关键问题，为提升太阳能的转换效率和系统的应用范围提供理论依据和实践指导。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理太阳能电池板追日自动跟踪系统是利用传感器检测太阳的方位角和高度角，实时控制太阳能电池板的朝向，使其始终对准太阳，从而最大限度地吸收太阳光能。
该系统主要由传感器、控制器、执行器等部分组成。
三、系统结构与工作原理1. 传感器部分：传感器是该系统的核心部分，负责实时检测太阳的位置信息。
常见的传感器包括光电传感器、光学传感器等。
光电传感器可以通过感知阳光的光强度和方向，为系统提供精确的太阳位置信息。
2. 控制器部分：控制器负责接收传感器的信息，经过计算后输出控制信号，驱动执行器进行工作。
此外，控制器还负责处理和调整接收到的各种数据和指令，使整个系统正常运行。
3. 执行器部分：执行器负责接收控制器的控制信号，调整太阳能电池板的朝向，使其始终对准太阳。
四、系统性能优化为了进一步提高太阳能的利用率，对太阳能电池板追日自动跟踪系统的性能进行优化是必要的。
优化方向主要包括以下几个方面：1. 传感器精度的提高：通过改进传感器技术，提高其检测太阳位置信息的精度和速度，从而保证太阳能电池板始终对准太阳。
2. 控制算法的优化：通过改进控制算法，使系统能够更快速地响应太阳位置的变化，提高系统的响应速度和准确性。
3. 执行器的改进：通过改进执行器的工作原理和结构，提高其驱动太阳能电池板转向的效率和精度。
4. 系统集成与智能化：将多个系统进行集成，如光伏发电系统、储能系统等，实现系统的智能化管理，提高系统的整体性能。
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图3光电传感器及安装装置
目前太阳跟踪装置的设计有多种方案，有单轴式也有双轴式的，有基于光电跟踪的也有基于高度角—方位角式跟踪的，本设计采用双轴式光电跟踪方式。
1系统总体设计
系统主要由单片机控制电
路、光电传感器、步进电机、两轴机构等部分组成。
跟踪系统结构框图如图1所示。
该系统采用两轴控制方式，其中一轴调整俯仰方向，另一轴调整水平方位［1］。
采用五个光电传感器，其中四个两两安装在对称位置，用于比较对称位置上的光强是否相同如图3，
另一个安装在太阳能电池表面，用于检测是否阴天。
对称位置光电传感器输出经比较器后输入单片机，由单片机控制步进电机转动，直至对称位置光电传感器输出相同，即光强相同时，以同样方法调整另一轴至对称位置光强相同时，此时，太阳能电池垂直于太阳光投射方向。
为减少电机所耗电能，提高电能利用效率，本系统采用时钟芯片PC8583。
单片机依据读取时钟芯片的时间数据，控制跟踪系统每小时调整一次方向，同时夜间不运行。
系统采用光电传感器经AD 转换输入单片机，以便判断是否阴天，如果是阴天，停止运行。
采用风速传感器检测风速，遇台风天气复位系统。
2机械机构设计
2．1双轴控制装置机械部分设计
电机采用86BYG404永磁感应子式两相步进电机，其步距角1．8DEG ，静转矩7．0N ·m 。
2．2光电传感器及安装装置
为减少光线漫反射对光强检测精度的影响，设计如图3装
置，在两两对称的空心圆柱突起下方安装光电传感器，左右安装
水平方向光强检测光敏电阻，上下安装俯仰方向光强检测光敏电阻。
2．3风速传感器及仿台风措施
系统采用风速检测装置，当遇台风天气，单片机采集风力传感器输出值，当该值超过预设值时，复位系统，使太阳能电池放置于水平位置，减小受风面积，减少受力，以
免装置受损。
限位杆焊接在轴上，随俯仰方向转动轴转动。
采用一个光电开关，系统在复位过程中，当限位杆未达限位位置，光电开关输出低电平，俯仰方向电机反转，当限位杆转到限位位置时，限位杆挡住了光电开关光耦合通路，光电开关输出高电平，电机停止反转，使太阳能电池处于水平位置。
其中风速传感器型号为RY －FS01，输出电流信号4～
20mA ，转换为电压信号后，输入MC9S08AW60的PTB0口，进
基于MC9S08AW60太阳能电池太阳跟踪装置设计
陈俊英（集美大学机械工程学院，福建厦门361022）
Design of Solar Tracking System Based on MC9S08AW60
摘
要
讨论一种太阳能电池太阳跟踪装置的设计，以提高太阳能电池的光能转化效率。
采用光电传感器及两轴控制方式，单片机根据对称位置光电传感器的比较输出控制两轴步进电机水平和俯仰方向的转动，直至对称位置光强相等时，太阳光垂直投射太阳能电池。
此系统同时考虑节能及防台风安全措施。
关键词：太阳跟踪，两轴控制，光电传感器，太阳能电池
Abstract
A design of solar tracking system is discussed in this paper,in order to promote the solar energy converse efficiency．This system adopt photoelectric sensor and biax axis tracking way．MCU controls the rotation of the level and pitching step－by－step electric motors occording to the output of the comparators whose signals are from symmetrical photoelectric sensors,until the light intensity from the symmetrical photoelectric sensors are the same．That is the light ray of the solar is perpendicular to the solar battery．
Keywords :solar tracking,biax axis control,photoelectric sensor,solar
battery
图1
系统总体设计原理图
1、俯仰角控制电机1；
2、立轴；
3、水平角控制电机；
4、太阳能电池；
5、支架；
6、罩壳；
7、齿轮1；
8、齿轮2；
9、底座；
图2
立柱转动式跟踪平台传动示意图
基于MC9S08AW60太阳能电池太阳跟踪装置设计
96
《工业控制计算机》2012年第25卷第4
期
图9
复位流程图
行AD 转换如图6所示，当风速超过设定值时，启动复位程序，使太阳能电池复位到水平状态。
3软硬件设计
3．1控制系统接口电路3．1．1光强比较电路
对称安装的光敏电阻经比较器输出到单片机输入端，作为水平俯仰方向控制电机转动起停的依据。
3．1．2时钟芯片接口电路
单片机读取时钟芯片时间值如图5，作为日间开始运行与晚间停止运行的依据。
同时，在日间运行期间，每隔一小时运行一次。
以厦门市为例，厦门所在的纬度约为
23°，根据公式，可以算出在夏至日时，日出时间为5点38分，日落时间为18点38分，所以最长的光照时间为13小时［2］。
3．1．3其它接口电路
将一个光敏电阻粘贴于太阳能电池表面，其输出经AD 转换后，作为判断是否阴雨天气的依据，如遇阴雨天气，则系统停止
运行。
图6
风力与光敏电阻A ／D 转换接口电路
3．1．4步进电机驱动电路
本系统步进电机驱动采用L6208，该芯片集成了由8个功率DMOS 晶体管组成的两个全桥、一个执行相位生成功能的集中式逻辑电路和关断时间恒定的脉宽调制（Pulse width Modu-
la－tion ，PWM ）电流控制器，该控制器内部采用斩波电路的原
理，解决了步进电机频繁换相时电流剧烈波动而引起转矩变化
的问题。
［4］
该芯片ENABLE 为L6208的使能信号，高电平时使能工作。
CW ／CCW 用来控制步进电机的转向，高电平时，电机正转；低电平时，电机反转。
CLOCK 上升沿触发有效，可以通过调整
CLOCK 脉冲的频率来控制相位序列发生器产生的步进序列的频率，以实现对步进电机速度的控制。
RST 为低电平时，相位序列发生器初始化。
HALF ／FULL＿用来设置步进序列的模式，可设置为半步模式、单相全步模式及两相全步模式等。
COMTROL 信
号用来设置衰减模式，高电平时为慢速衰减模式，低电平时为快速衰减模式。
3．2软件设计
图7
电机控制流
图8
系统总流程图
4结束语
本文讨论的太阳能电池太阳跟踪装
置可以大大提高太阳能电池的太阳能转化率，并可适用于各种视日设备中。
该装置同时考虑到节能措施，即夜间及阴天的情况，装置停止运行。
对于沿海台风气候，还考虑防台风措施，该装置有良好的应用前景。
参考文献
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现代电了技术，2009，19：140－142
［2］方荣生．太阳能应用技术［M ］．北京：中国
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［3］王宜怀．嵌入式技术基础与实践［M ］．北京：清华大学出版社，2010［4］李文广，等．基于AVR 单片机和L6208的步进电机控制系统设计［J ］．
电机与控制应用，2011，01：43－45
［收稿日期：2012．1．17
］图5
时钟芯片接口电路
图4
光强比较电路
97。