[发明专利]一种太阳能光伏二维自动跟踪控制系统

权利要求书

1.一种太阳能光伏二维制动跟踪控制系统，包括用于太阳能光电板两向转动的电机及控制芯片、传感器、智能计算存储单元和操作器，其特征在于传感器与太阳能光电板平行安装，实际测量并计算太阳能光电板的俯仰角和朝向方位数据反馈给智能计算存储单元MCU，智能计算存储单元中有计算程序，先在智能计算存储单元中存入了使用地点全年度中每天的经验日出、日落和天黑的时间、光照度数据，光照度度之和要大于设定值，默认2.0V，通过公式计算出理论位置，按照控制系统设计的制动跟踪模式下的程序流程，智能计算存储单元读取滴胶板输出的电压数据，将理论计算日出日落时间、日照光度设定的阈值与传感器实时测算输出电压数据对比，判断晴天或阴天，并在晴天、阴天模式中自由切换；传感器的太阳能滴胶板在充分日照时输出额定电压3V，四块滴胶板在阳光充足时合计输出12V，标准是根据实际测量和经验总结制订，清晨合计大于1.6V时视为日出，傍晚合计小于0.8V时视为日落，白天合计小于2.0V时视为阴天，这个参数根据当地情况进行调整；经过判断，理论数值与传感器数据一致时，判断为晴天模式、按传感器数据定位光电板，或判断为阴天则按智能计算存储单元计算的理论数值跟踪；理论数值与传感器数据不一致时，判断当前光电板与太阳位置，并控制系统使动某向电机进行动作，调整至对比数据没有差距，如果智能计算程序演算的姿态与传感器反馈的姿态有大幅差距，就表示智能计算程序演算出错甚至存在越过限位危险，需要停止运行或等待人工处理；当跟踪成功时，控制系统保持当前位置延迟一段时间，智能计算存储单元再返回通过公式计算出理论位置，或再返回重复读取滴胶板输出的电压；

阴天的计算公式大致为：

单位行程＝总行程/(日落时间–日出时间)；

推算位置＝单位行程*(当前时间–日出时间)；

根据推算位置调整光电板的当前位置，其中总行程根据季节会有不同的变化。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏二维制动跟踪控制系统，其特征在于晴天模式的程序流程：智能计算存储单元中根据制动跟踪模式下的程序中已存晴天模式程序日出日落的设定阀值与读取传感器实时测算输出的合计电压数据进行判断；理论数值与传感器数据对比存在电压差的话，判断当前光电板与太阳位置，如果东西向，并且太阳在偏东的位置，则控制系统使动东西向电机进行动作，调整光电板方向直到东西方向的数据没有差距，南北同理。

3.根据权利要求1所述的太阳能光伏二维制动跟踪控制系统，其特征在于传感器结构：半球体透明外罩(1)与圆底板(3)边缘结合，圆底板(3)中心固定空心正方体的黑色遮光罩(4)，遮光罩(4)内有传感器电路板(5)用以测量反馈角度、电路板(5)连接MUC，遮光罩(4)四立面底边分别放置四个太阳能滴胶板(2)、面向东西南北四个方向，电路中四块滴胶板(T1～T4)背面各有两个正负极触点焊接在PCT板上，传感器的电路板(5)有独立电源模块，传感器电路板的+5V，来自电器元件控制板的电源模块，通过线缆、连接器连接传感器电路板。

4.根据权利要求1所述的太阳能光伏二维制动跟踪控制系统，其特征在于传感器电路接线关系：线缆通过连接器将电源+5V和GND接入，再通过RT9193转换成+3.3V供传感器MPU6050使用；滴胶板(T1、T2、T3、T4)负极脚(2)为公共端都接GND，正极10K电阻下拉通过连接器接在驱动程序MCU单片机STM32的AD转换上，传感器MPU6050通过IIC SDA连接到STM32的IIC上；电机控制芯片LMD18200额定电流3A，控制系统对单个电机的电流为3A；电机最大75W，采用控制器PWM驱动方式。

5.根据权利要求1所述的太阳能光伏二维制动跟踪控制系统，其特征在于操作器，显示屏和按键设置在壳体正面，壳体侧面有传感器接口、限位器接口、调试接口，壳体内设置微控制单片机MUC、两个方向的电机控制模块、纽扣电池、各接口接口，除电源模块，所有器件的电路连通，电源模块在电气元件控制板上，调试接口用于微控制单片机MUC和上位机的通讯，程序下载，纽扣电池用做掉电后的RTC时钟计，电源使用24V开关电源为电路板和电机供电。