[发明专利]无传感器单轴逐日系统

说明书

技术领域

本发明涉及逐日系统领域，尤其涉及一种基于单片机的适合于光伏板无传感器的逐日系统。

背景技术

现阶段国内外已有的跟踪装置的跟踪方式可分为单轴跟踪和双轴跟踪两种方式，不论是单轴跟踪还是双轴跟踪，太阳跟踪装置又可分为：时钟式、程序控制式、压差式、控放式、光电式和用于天文观测和气象台的太阳跟踪装置。用于观测太阳活动的装置虽然跟踪准确但价格昂贵；压差式和控放式太阳跟踪器原理结构较复杂；时钟式和程序控制式的跟踪装置存在着累计误差且不能自动消除；光电式跟踪装置跟踪比较精确，原理简单，容易实现，但是都必须外加光传感器，而光学传感器一般价格都比较昂贵，在使用中容易受灰尘或者其他周围环境的影响而产生误动作或影响其跟踪精度。综上所述可以看出不论哪种太阳跟踪装置其安装调试都比较复杂，因此，设计一种新的无传感器的太阳跟踪装置，使之具有原理结构简单方便，跟踪精度高，安装调试方便并且价格合理的特点，使其尽快转化为生产力、形成高技术含量的产品，对推动太阳能的普及利用，拓宽太阳能的利用领域具有重要意义。

发明内容

 本发明针对现有太阳跟踪技术的缺陷，提供一种简易的无传感器单轴逐日系统，可解决现有太阳跟踪装置价格昂贵，安装调试复杂，需经常维护等技术难题，保证跟踪效果达到技术要求。

解决其技术问题所采用的技术方案是：

      本发明的无传感器单轴逐日系统由光伏板、电平转换单元、模数转换单元、MCU控制单元、控制信号输出单元、步进电机驱动单元、步进电机、蓄电池充电控制单元和蓄电池构成。所述的光伏板与电平转换单元连接，电平转换单元与模数转换单元连接，模数转换单元与MCU控制单元连接，MCU控制单元与控制信号输出单元连接，控制信号输出单元与步进电机驱动单元连接，步进电机驱动单元与步进电机连接。所述的蓄电池充电控制单元与光伏板及蓄电池连接。所述的模数转换单元由模数转换器ADC0809组成，所述的MCU控制单元由STC89C51组成。

所述的光伏板输出的电压经电平转换单元转换转到ADC0809可以接收的电压范围，将其转换成数字量送给STC89C51，STC89C51对其分析处理后输出控制信号，控制信号经控制信号输出单元放大后送给步进电机驱动单元，步进电机驱动单元驱动步进电机转动，步进电机带动光伏板转向太阳所在方向，光伏板起到了光传感器的作用。同时，光伏板经蓄电池充电控制单元给蓄电池充电，当蓄电池的电压超过其最大允许值时充电控制单元将其与光伏板切断，实现对蓄电池的保护。

所述的蓄电池充电控制单元是由继电器、二极管D13、PNP型三极管Q5--Q6、场效应管Q13、电容C4—C6、三端稳压器U7、蓄电池控制器U8、电阻R18—R22构成，继电器的常闭触点与二极管D13相连接，二极管D13与PNP型三极管Q6的射极相连接，三极管Q6的基极与蓄电池控制器U8相连接，电阻R18并联在二极管D13的正极与三极管Q6的基极上，三极管Q6的集电极与电阻R19、R20相串联，蓄电池的正极与电阻R21、PNP型三极管Q5的射极相连接，Q5的基极再与电阻R21的另一端相连接，同时与电阻R22相连接，电阻R22的另一端与场效应管Q13的漏极相连接，场效应管Q13的栅极和源极与电阻R20、电容C4相并联，Q5的集电极与三端稳压器U7的输入端相连接，U7的输出端为单片机控制系统供电，电容C5、C6分别并联在三端稳压器U7的输入与输出端。通过以上元器件的协同工作使该蓄电池充电控制单元具有使系统在阴天或者阳光不足时不起动和在太阳落山后自动关闭在第二天太阳升起后自动启动的功能。

所述的蓄电池除对负载供电外，还对整个系统供电。

所述的MCU控制单元对数字信号处理分析过程：本系统采用间歇式的逐日方法，当系统开始进行逐日时MCU控制单元对所接受到得电压信号进行存储，此时其发出一定数量的脉冲信号给步进电机，控制其转动一定角度，再进行光伏板的电压转换与存储，MCU控制单元将此次的电压信号与上次的电压信号进行比较，如果此次的电压值比上次的电压值大，则再发出相同数量的脉冲信号，控制步进电机再转过相同角度，以此类推，直到此次的电压值较上次的电压值小时，MCU控制单元发出控制信号，控制步进电机向反方向转过相同角度，这时光伏板所在方向就是此时太阳所在方向。由于在进行电压测量过程中可能由于干扰或误差原因使光伏板不能一次就对准太阳所在方向，所以本系统在每次逐日时都会连续进行三次，以减小误差以及干扰的影响。