基于单片机的太阳能自动对光跟踪系统_学士学位论文(设计)
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成都学院(成都大学)学士学位论文(设计)
I 学士学位论文(设计)
基于单片机的太阳能电池板自动对光跟踪系统
摘要:本文是以AT89C52单片机为核心,设计了一个太阳能电池板自动对光跟踪系统。系统主要包括光敏传感器、模数转换部分、单片机微处理器、步进电机和电机的驱动电路等,传感器采用光敏二极管作为光-电转换器件,将三个完全相同的光敏二极管分别放置于电池板三个方向分别对光照强度采集,然后由光敏传感器电路将光照强度转换为电压信号,再由ADC0809将电压信号转换为数字信号送入单片机,最后单片机将数字信号进行对比控制电机转动。该系统精度为4°,系统结构简单、操作方便、测量精度高、速度快。
关键词:太阳能自动跟踪;A/D转换;光敏二极管;单片机微处理器;步进电机
Solar Panel Automatically Tracking System Based on
Microcontroller
Abstract: Solar Panel Automatically Tracking System is designed based on AT89C52 microcontroller in
this paper.The system includes photosensitive sensor, A/D converter, SCM,stepping motor , drive circuit of
motor and so on. Photodiode as a light sensor - power conversion devices, the three identical photodiodes
were placed in three directions panels were collected on the light intensity, then the light intensity will be
converted to Voltage signal by the light sensor circuit, Voltage signal is put into SCM by the ADC0809 to
convert digital signals,the SCM compare digital signals with digital signals to control motor rotation. The
system accuracy of 4 °, the system is simple , easy operation , high accuracy, high speed.
Keywords:Automatic tracking solar ; A / D conversion; Photodiode ;SCM;Stepping motor 成都学院(成都大学)学士学位论文(设计)
II
目 录
第1章 绪论 ..................................................................1
1.1 课题背景 ..............................................................1
1.1.1 能源现伏及发展 ..................................................1
1.1.2 我国太阳能资源 ..................................................1
1.1.3 目前太阳能的开发和利用 ..........................................1
1.1.4 太阳能的特点 ....................................................2
1.2 课题研究的目的 ........................................................2
1.3 课题研究的意义 ........................................................2
1.3.1 新环保能源 ......................................................2
1.3.2 提高太阳能的利用率 ..............................................3
1.4 太阳能光伏发电国内外的现状 ............................................3
1.5 太阳能追踪系统国内外研究现状 ..........................................4
1.6 论文的研究内容 ........................................................4
1.7 论文结构 ..............................................................5
第2章 太阳能自动跟踪系统总体设计 ............................................6
2.1 太阳运行的规律 ........................................................6
2.2 跟踪器机械执行部分 ....................................................6
2.2.1 立柱转动式要跟踪器 ..............................................6
2.2.2 陀螺仪式跟踪器 ..................................................7
2.2.3 齿圈转动式跟踪器 ................................................7
2.3 太阳能跟踪设计 ........................................................9
2.3.1 常用太阳能跟踪方案 ..............................................9
2.3.2 太阳能跟踪方案的确定 ...........................................10
2.4 太阳能跟踪传感器的设计 ...............................................10
2.4.1 光线和影子的关系 ...............................................10
2.4.2 跟踪传感器的跟踪精度 ...........................................11
2.4.3 太阳跟踪方案的确定 .............................................12
2.4.4 太阳光照强度的检测 .............................................14
2.4.5 太阳能跟踪传感器的设计制作 .....................................15
2.4.6 太阳能传感器电路设计 ...........................................19
第3章 系统硬件设计 .........................................................21
3.1 太阳能自动跟踪控制 ...................................................21
3.2 电源 .................................................................21
3.3 信号采集电路 .........................................................22
3.4 控制器 ...............................................................24
3.4.1 单片机简介 .....................................................24
3.4.2 单片机外围电路设计 .............................................25
3.5 模数转换 .............................................................25 成都学院(成都大学)学士学位论文(设计)
III 3.5.1 ADC0809说明 ....................................................26
3.6 步进电机及驱动 .......................................................28
3.6.1 驱动电路 .......................................................28
3.6.2 步进电机 .......................................................29
第4章 系统软件设计 .........................................................32
4.1 A/D转换部分 .........................................................32
4.2 光敏二极管比较法 .....................................................33
4.3 系统流程图 ...........................................................35
第5章 总结 .................................................................37
5.1 结论 .................................................................37
5.2 展望 .................................................................37
致谢 ........................................................................38
参考文献 ....................................................................40
附录1 系统硬件电路图 ........................................................42
附录2 程序清单 ..............................................................43