[发明专利]全自动太阳跟踪装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳跟踪装置，尤其是一种全自动太阳跟踪装置。 

背景技术

由于地球的自传和地球绕太阳的公转导致了太阳的位置相对于地面静止物体成周期性运动。这种变化使地球极轴和黄道天球极轴之间存在一个23°27′的夹角，从而引起太阳赤纬角有规律的变化。冬至时这个角度为最小（-23°27′），尔后逐渐增大；到春分时为0，并继续增大；夏至时达到最大（23°27′），尔后开始减小；秋分时变为0，并继续减小，直到冬至时又变为最小（-23°27′）并开始另一个新的周期。 

而在每一天中，太阳赤纬角也一直在变化，只是很小，主要是由地球的自传引起的。这种变化所引起的太阳位置的变化称为时角ω，太阳正午时时角ω为0，每小时转动15°，上午为正，下午为负。 

测定太阳的位置可采用多种坐标系，最常用的是地平坐标系和极轴坐标系。因地平坐标系容易观测，通常使用的比较多。 

太阳与地球之间的这种自然运动规律，是太阳跟踪仪研发的客观基础和理论依据。

传统的太阳能电池板大都采用固定式安装，即电池板固定在某个位置，严重影响光电转换效率，据测算：如果发电系统与太阳光线角度存在 25°偏差，就会因垂直入射的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降，约为15%左右。 

因此，设计一种全自动太阳跟踪装置，是目前需要解决的技术问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动太阳跟踪装置。 

本发明解决其技术问题的技术方案是： 

全自动太阳跟踪装置，由太阳方位信息扑捉装置、电源装置和执行装置组成，电源装置为太阳方位信息扑捉装置和执行装置提供电能，执行装置按照太阳方位信息扑捉装置提供的方位信号完成对太阳的追踪。

本发明解决其技术问题的具体技术方案是： 

本发明所述的太阳方位信息扑捉装置主要由波敏二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、DE、DF、DH、D0、比较模块U1、U3、U4 和单片机U2构成，D1的负极接U1的5脚，D1的正极串联电阻R5后接地，D2的负极接地，D2的正极串联电阻R1后接U1的5脚，在D1和D2的负极之间并联有电容C1，C1的正极接D1的负极，C1的负极接D2的负极，D4的负极接U1的9脚，D4的正极串联电阻R17后接地，D3的负极接地，D3的正极串联电阻R20后接U1的9脚，在D3和D4的负极之间并联有电容C2，C2的正极接D3的负极，C2的负极接D4的负极，U1的3脚接U2的38脚，U1的12脚接地，在U1的3脚与12脚之间按顺序串联有电阻R3、R2、R16和R18，U1的4脚与8脚相连，U1的7脚与11脚相连，U1的5脚与6脚相连，U1的9脚与10脚相连，电阻R3、R2的连接点接U1的7脚和11脚，电阻R16与R18连接点接U1的4脚和8脚，U1的1脚接U2的23脚，U1的2脚接U2的22脚，U1的14脚接U2的24脚，U1的13脚接U2的25脚，D5的负极接U3的5脚，D5的正极串联电阻R32后接地，D6的负极接地，D6的正极串联电阻R29后接U3的6脚，在D5和D6的负极之间并联有电容C3，C3的正极接D5的负极，C3的负极接D6的负极，D8的负极接U3的9脚，D8的正极串联电阻R38后接地，D7的负极接地，D7的正极串联电阻R42后接U1的9脚，在D7和D8的负极之间并联有电容C4，C4的正极接D7的负极，C4的负极接D8的负极，U3的3脚接U2的38脚，U3的12脚接地，在U3的3脚与12脚之间按顺序串联有电阻R33、R33、R36和R40，U3的4脚与8脚相连，U3的7脚与11脚相连，U13的5脚与6脚相连，U3的9脚与10脚相连，电阻R31、R33的连接点接U3的7脚和11脚，电阻R36与R40连接点接U3的4脚和8脚，U3的1脚接U2的31脚，U3的2脚接U2的30脚，U3的14脚接U2的32脚，U3的13脚接U2的33脚，D0连接在U2的7脚与9脚之间，D0的正极接U2的7脚，D0的负极接U2的9脚，U2的16脚与17脚并联后接地，在U2的14脚与15脚之间串联有晶振Y1和电容C5，在U2的16脚、17脚与15脚之间并联后电容C6，晶振Y1与电容C5的连接点接U2的14脚， U4的1脚接U2的35脚，U4的2脚接U2的34脚，U4的14脚接U2的36脚，U4的13脚接U2的37脚，U4的12脚接地，U4的3脚接U2的38脚，U4的6脚与4脚的并联后接DF、DE和 C7的正极，DF、DE和 C7的负极接地，在DF、DE和 C7的正极与负极之间并联有电阻R48，DH的负极接U4的8脚，DH的正极接地，U4的7脚串联电阻R43后并联电阻R44和R49，R49的另一端接地，R44的另一端接U2的38脚，在U2的38脚与地之间并联有电阻R45与R50的串联支路和电阻R46与R51的串联支路，R45与R50的连接点接U4的5脚，R46与R51的连接点接U4的9脚，太阳方位信息扑捉装置通过接口JP2-2向执行装置传递太阳方位信息信号，U2的40、41、42、43脚分别接JP2-2的8、6、4、2脚，JP2-2的1、3、5、7、9、11、13、15脚并联后接地，太阳方位信息扑捉装置通过接口JP1-2从电源装置获得电能，U2的4、3、2、1、44脚分别接JP1-2的5、6、7、8、9脚，JP1-2的1、2、3、4脚并联后接U2的38脚，JP1-2的1、2、3、4脚对应电源装置的5V端，JP1-2的11、12、13、14脚并联后接地。