[发明专利]一种基于单片机的太阳能充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于单片机的太阳能充电装置，属于太阳能充电技术领域。

背景技术

太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且太阳能无须开采和运输。有效地开发利用太阳能不会污染环境，清洁无公害，在环境污染越来越严重的今天，极其宝贵的。太阳能能量丰富，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。另外，太阳能具有持续稳定性，根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。及时有效的利用太阳能，能够节约资源，遏制资源短缺的态势，同时清洁环保无污染，利用面广阔，可利用能量巨大。

太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，已经和风能成为各国竞相开发的绿色能源。但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，如果能始终保持太阳板和光照的垂直，使其最大化地接收太阳能，则能充分利用丰富的太阳能资源。因此，设计开发能自动追踪太阳光照的电磁机械系统，是非常有价值的研究课题。

目前，已经出现各种太阳能充电技术，如固定式太阳能充电系统、单轴式追太阳能踪系统、双轴式太阳能追踪电路等。在这些技术中，追踪式比较有优势。追踪式太阳能系统能增加太阳集能器或光伏模块接收的太阳能，能提高日用功率和年输出功率，比固定式系统成本高且更复杂。然而，太阳能追踪电路能增加年输出功率而有效地降低成本。据国外研究，单轴太阳能追踪电路比固定式系统能增加25％的功率输出，而双轴太阳能追踪电路比固定式系统能增加41％的功率输出。在商业领域，太阳能追踪电路有单轴系统和双轴机械跟踪定位系统。单轴系统只能自东向西追踪太阳，而双轴系统能在自东向西追踪太阳的同时，使太阳能板倾斜从而跟踪太阳的高度变化。

虽然也存在双轴太阳能追踪电路，但是所采用的技术各不相同，所实现的功能也各不一样，其充电技术存在不少缺陷和不足。如很多用单片机、PLC等做成的设备其电路过于复杂却精度不够，成本高。而且很多装置是人为操作的，需要有人在旁边控制。还有一些技术仅仅是太阳能追踪，并没还有完善的充电系统，而且设计过于简单，缺乏应对各种情况的技术。我们搜集的很多专利资料，发现确实存在不少技术缺陷与不足，比如申请号/专利号为200810089671，名称为“用于太阳能自动追踪电路的光强差异放大器件及其设计方法”和申请号/专利号为200920232269，名称为“太阳能追踪装置”的设计等，但部分是追踪技术，不完善。

发明内容

针对背景技术中所述的缺陷和不足，本发明提供了一种基于单片机的太阳能充电装置，以实现自动追光、自动开启关闭充电装置和给手机电池等各种可充电电池充电之目的。

本发明的技术方案如下：

一种基于单片机的太阳能充电装置，包括太阳能电池板、追踪电路、开关电路、电动机、单片机和电池充电电路，太阳能电池板为长方形，其特征在于追踪电路包括水平和俯仰两组追踪电路，每组追踪电路包括两个电压比较器和两个三极管，两个电压比较器的输出端分别经限流电阻和两个三极管的基极相连接，两个三极管的集电极分别连接控制电动机正反转动的继电器线圈，两个三极管的发射极接地；两个电压比较器的输入端分别连接4个光敏电阻，4个光敏电阻对称固定在太阳能电池板的两个对应边上，由引线接入到追踪电路中；

开关电路包括三极管和继电器，其中三极管的基极经限流电阻和单片机的控制口相连接，发射极接地，稳压二极管和继电器的线圈并联后连接到三极管的集电极上，该继电器是控制充电装置整机工作的开关；

电池充电电路包括太阳能电池板、能量收集DC/DC转换器芯片LTC3105，太阳能电池板由导线接入到能量收集DC/DC转换器芯片的输入端，能量收集DC/DC转换器芯片的输出端接待充电电池；

太阳能电池板背面横向固定有支架，支架和控制其做俯仰转动的电动机轴相连接；做俯仰转动的电动机固定在做水平转动的电动机轴上，做水平转动的电动机固定在带有底座的支撑杆上。

一种上述太阳能充电装置中单片机的工作方法，步骤如下：

开始

1)单片机初始化，自行检测各按键是否正确，无误后开始计时；

2)时间自增一次，设每次增一秒；

3)检测程序运行是否异常，如果是则结束程序，如果不是则转入下一步；

4)判断时间是否是6:00，如果不是转入步骤6)，否则转入下一步；