[实用新型]无传感器控制太阳位置追踪定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳电板位置追踪定位领域，特别是涉及无传感器控制太阳位置追踪定位系统。

背景技术

目前有多种太阳位置自动定位追踪控制系统，依靠光敏电阻传感器工作。在多个方向与角度上安装传感器用来检测不同方向和角度上的光照强度，将传感器输出信号通过处理电路后送入控制器，从而计算判断某一时刻的太阳所在位置。

由于光敏电阻是非线性元件，其输出量受到光照强度和温度两个输入变量的影响，要想获得好的控制效果，就需要对温度变量进行控制补偿，使其只有单一变量，否则就会出现定位不准确、控制系统混乱等问题。

上述该控制原理需要在多个不同位置安装传感器，增加了系统成本和复杂程度，使得安装调试难度加大。并且多个传感器安装于室外自然环境下，容易受到干扰导致系统发出错误控制信号，如异物飘落遮挡某个传感器。

传感器控制很容易受到光线的干扰，如周边环境物体表面光滑容易产生光线反射现象，也会影响控制定位系统的定位角度变化。

现有发明专利（专利公布号CN103226363A）公开了一种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。本发明中的光伏板既作为发电装置使用同时也作为光传感器来辅助MCU控制单元判断太阳方向，较现有的逐日系统中的光传感器可以更好地反映太阳方向，省去了在安装传感器时安装方位对跟踪精度的影响，从而大大简化了逐日系统的安装调试过程，降低了安装成本。发明中的蓄电池充电控制单元对蓄电池具有保护，并且能实现系统在太阳落山后自动关闭和太阳升起后自动启动以及在阴天或光线不足时不启动的功能，达到了降低系统自身消耗的目的。

综上所述，现有技术中还存在的问题有，对光伏板具体的转动角度没有具体的限定，定位接收太阳能的转动范围值没有进一步的判断，影响最后太阳能的转化率。

实用新型内容

为了更好地实现太阳位置追踪定位，并提高太阳能转化效率，本实用新型提供了一种无传感器控制太阳位置追踪定位系统。

本实用新型的无传感器控制太阳位置追踪定位系统，包括电源、单片机、执行机构、驱动电路、A/D转换电路、光伏板；

所述电源包括蓄电池和DC—DC电路，蓄电池与驱动电路、单片机和光伏板相连；所述单片机连接驱动电路、A/D转换电路，控制A/D转换电路对光伏板的输出进行测量；所述执行机构包括齿轮、固定支架、底座、连接杆、步进电机；所述驱动电路接收单片机的驱动控制信号，控制步进电机的转动；所述A/D转换电路包括继电器、水泥功率电阻、A/D芯片组成。

由单片机发出控制信号，通过继电器切断光伏板对蓄电池的充电回路，转换到测量回路，此时，光伏板输出端接入了一个水泥功率电阻，该电阻允许流过较大电流，而光伏板内阻大无法提供该电流，因此光伏板输出端电压就会下跌，在这种工作状态下，光伏板的输出端电压与其接收到的光照强度成正比，通过A/D转换得到光伏板输出端的电压值，就能判断该时刻光伏板接收光照强度的情况。

进一步的，所述光伏板围绕南北方向转动角度不大于60度。

进一步的，所述步进电机输出端连接齿轮大小小于光伏板连接的齿轮。

进一步的，所述蓄电池用于给驱动电路、执行机构供电，同时经过降压后为单片机和模拟电路供电，存储光伏板吸收的电能。

进一步的，所述单片机与A/D转换电路连接处设有分频电路，所述分频电路包括两个D触发器。

本实用新型的无传感器控制太阳位置追踪定位系统的工作原理：

1、控制系统启动后，首先启动A/D转换电路得到一个初始状态下的光伏板输出电压值A并保存；

2、输出脉冲信号控制步进电机转动，使得光伏板在东、西方向上任意向东或是向西试探性地转动一个小的角度；

3、再启动A/D转换电路，得到第一次转动后光伏板输出电压值B；