科技学院模板-自动跟踪智能型太阳能系统设计(9)

重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 4自动跟踪系统设计

驱动器内部光藕提供8-15mA 的驱动电流。输入信号通过CP-加入。此时，U/D-，FREE-在低电平时起作用。

共阴极接法：分别将CP-，U/D-，FREE-连接到控制系统的地端（SGND，与电源地隔离），+5V 的输入信号通过CP+加入。此时，U/D+，FREE+在高电平时起作用。限流电阻R 的要求与共阳极接法相同。差分输入接法：分别将CP-，U/D-，FREE-接差分信号的负端、CP+，U/D+，FREE+接差分信号的正端。

图4-8 MT-2HB03M驱动器

4.5系统的实现

4.5.1光敏电阻光强比较法

利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理，将两个完全相同的光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向边沿处的下方。如果太阳光垂直照射太阳能电池板时，两个光敏电阻接收到的光照强度相同，所以它们的阻值完全相等，此时电动机不转动。当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻阻值减小，驱动电动机转动，直至两个光敏电阻上的光照强度相同。其优点在于控制较精确，且电路也比较容易实现。

其控制主要由以下三部分来完成: （1）信号采集部分

用光敏电阻实现信号采集的电路原理为桥式电路，电路的输出信号只与照射在两个光敏电阻上光强的相对值有关，不受外界环境的影响，增加了装置的抗干扰能力。

（2）数据处理部分

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采用非倒向放大接法，由运算放大器及其外围电阻组成线性放大单元。零电位调整单元以抵消零点漂移的直流信号。因调零后包含一定量的负脉冲信号，用反相单元为下一级电路提供正电压信号。对输入信号进行判断，当输出信号的强度大于一定值时，给下一级一个高电平信号；反之，提供低电平信号，这样能屏蔽一些微小信号的扰动，使系统的工作更稳定。 （3）控制单元

根据前一级送出的触发信号，控制电动机的工作状态。由于继电器在实现逻辑过程中需要的吸合电流较大，会造成整体电路的耗电增大；另外，继电器的反应速度很慢，灵敏度不高，会造成设备整体灵敏度及精确度下降。

4.5.2光敏电阻光强比较法的工作过程

系统采用光敏电阻光强比较法，设计出一种全新的光电转换装置，很好的实现了光电转换。它能够利用光敏电阻比较法实现对太阳水平、垂直方向的全方位跟踪，晚上便自动复位。当太阳的水平或垂直位置发生偏移时，R1、R2或R3、R4(另一组控制电路)四个光电管中必有一个受阳光照射，这样就可确认太阳运动的方向了。R1、R2、R3、R4放置见图4-9。

控制电路有两组，电路图中是其中的一组（图4-2），另一组电路与此相同。光电管是直接与控制电路连接的，当太阳能板正对太阳时，R1、R2都是高电阻，A、B两点电压相等。四运放LM124的A1、A2输出的电压相同，单片机收到的信号差为零，所以单片机不控制电动机转动。若阳光发生倾斜，使Rl被阳光射中呈低电阻，则A点电位比B点高，信号经过放大和转换，则单片机使得电机得电转动并拖动太阳能板转动，使太阳能板重新对准太阳。当R1、R2重新转为高电阻时，电机停转。若阳光偏转时使R2被阳光射中则电机反转。不论哪种情况，电机运动的方向和太阳运动的方向总是一致的．从而达到了跟踪的目的。到太阳西坠之时光线减弱，光电管R5(水平、垂直复位共用)的电阻升高。BG5导通，电机反转。回到原位时，限位开关断开，电机停转。当光敏电阻对准阳光时，采用微凋W1、W2使得A、B两点的电位相等，以提高系统的准确度。 3 2

1 太阳能板 60 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 4自动跟踪系统设计

4 图4-9光敏电阻放置

4.5.3系统的流程图

开机之后，上电复位，系统进行初始化，初始化之后，系统首先判断当时是白天还是黑夜，若是黑夜，则系统启用中断处理程序，进入等待状态，系统进入光电追踪模式。

系统主流程图

开始 系统初始化

N 日出？

Y

N 传感器跟踪 电机要驱动 Y 吗？ Y N N 步进电机驱动 图4-10系统主流程图

光敏电阻光强比较法流程图

这部分的程序设计很简单，只需要单片机检测4个光敏电阻所对应的单片机的4个引脚的电位的高低，就可以判断当时太阳的朝向，并对电动机发出相应的

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命令，程序流程图如图4-11示：

开始 电机 反转 N N Y R1是否小于R2？ 电机 正转 电机 反转 NR3是否小于 R4？ Y 电机 正转 返回 图4-11光敏电阻光强比较法流程图

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