一种高精度双轴太阳能自动跟踪系统的设计.pdf

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1、·分布式电源·低压电器(2011No．16)一种高精度双轴太阳能自动跟踪系统的设计马正华，姚刘君(常州大学信息科学与工程学院，江苏常州213164)摘要：分析了当前太阳能跟踪系统中常用的方法及其优、缺点。提出了一种以单片机STCI2C5206AD为控制核心，通过时钟控制粗调定位，然后利用光电转换电路，马正华(1962一)，精确跟踪太阳的方案。试验结果表明，采用该方案既保证较高的太阳利用率，又避免了男，教授，研究方向无效电能损耗和机械磨损。为嵌人式应用。关键词：太阳能跟踪；时钟控制；光电跟踪；单片微处理器中图分类号：TK513．4：TM615文献标志码：B文章编

2、号：1001-5531(2011)16-0035-04DesignofaHigh-PrecisionDual—AxisSolarAuto-TrackingSystemMAZhenghua，YAOLiujun(SchoolofInformationScienceandEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China)Abstract：Theadvantagesanddisadvantagesofmethodscommonlyusedinthesolartrackingsystemwereana—lyzed

3、，andatrackingschemebasedonsingle—chipmicroprocessorSTC12C5206ADwaspresented，whichcouldad—justcoarsepositioningbytheclockandaccuratetrackingthesunbyphotoelectrictracking．Theexperimentindica—tedthatthisprogramwastoensurethehighefficiencyusedthesolarenergy，butalsoavoidedtheenergylossan

4、dmechanicalworninvalidly．Keywords：solartracking；clockcontrol；photoelectrictracking；single-chipmicroprocessor外，还有一些混合式跟踪方法，同时采用光电式和0引言时钟控制，方位角采用时钟控制，俯仰角(高度新能源开发已成为我国“十二五”规划的重角)采用光电式控制]，虽然可靠性提高，但方位要课题。在当前太阳能利用系统中，为了简化控角跟踪精度降低，同时成本和功耗提高。制系统，多采用开环定位跟踪，跟踪控制器需要根综上所述，该系统采用时钟控制跟踪和光电据经、纬度与时间

5、计算太阳位置，以此制定跟踪控跟踪混合式跟踪方法。与上面两种混合跟踪方法制方案，计算量大。该系统为了降低成本，控制器不同的是，系统采用间隔跟踪方式，阴天和夜晚系采用廉价的单片微处理器来完成时钟控制、光电统不跟踪，并记录系统停止的时间。当光照强度控制跟踪太阳位置和其他功能。达到系统要求时，启动时钟控制粗略跟踪，跟踪太目前，太阳能自动跟踪系统多采用视日式、光阳到达一定范围内后，启动光电精确跟踪，精确定电式、混合式等跟踪方法，均设计为全天候跟踪方位。式⋯。目前，混合式跟踪方法应用较多。传统的1系统硬件结构混合式跟踪方法大多是在晴天采用光电跟踪方法，阴天采用视日运动轨迹

6、跟踪方法，两种跟踪方该设计主要由以下几个方面组成：MCU控制法相互切换，虽然消除了光电跟踪受天气影响较电路、光电转换电路、实时时钟电路、电机驱动电大的问题，但没有解决视日轨迹运动误差j。另路、电源电路以及键盘显示电路等，如图1所示。姚刘君(1986一)，女，硕士研究生，研究方向为嵌入式应用。一35—低压电器(2011No．16)·分布式电源·象限方法。在一直天气晴朗的情况下，电机停止I电源电路}==嚣时间不超过30rain，可一直采用光电精确控制，当STc12C5206AD==四个限伯开关受光面与太阳光垂直时停止系统跟踪，且不断采I竺竺竺JMCU控制集高度角和

7、方位角的光电信号，信号差达到一定实时D——。。。㈢f键盘、显示电路阈值时可再次启动系统跟踪。1．1微控制器设计图1系统结构框图系统主控芯片MCU采用STC12C5206AD，窄体直插式封装28脚，23个I／0端口。该芯片带系统主要实现时钟控制跟踪和光电跟踪混合有八路8bit高速A／D转换通道，两路PWM输式跟踪方法，阴天和夜晚系统不跟踪，并记录系统出，UART串行通信，6KB片内Flash程序存储器停止的时间。由三个光敏传感器一直采集光照强及带有内部EPROM，支持在系统可编程和在应度，当光照强度达到系统要求时，根据时钟控制跟用可编程(ISP／IAP)功能，比

8、传统80C51速度快踪方法粗控制直流电