伴隨日益嚴(yán)重的能源危機(jī),A-B 1756-OF8可再生資源的開發(fā)和利用成為人們研究的重點(diǎn)對象。太陽能以其普遍、*、安全等優(yōu)點(diǎn)脫穎而出。目前太陽能已被不同程度地用在了多個領(lǐng)域,如電池領(lǐng)域,但普遍存在利用率不高的問題,很多場合下,電池板要么被安裝成固定角度,要么只能按照固定角度偏轉(zhuǎn),沒有充分使太陽光垂直照射到電池板上,降低了太陽能的利用率。
2.A-B 1756-OF8系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
設(shè)計(jì)采用光強(qiáng)比較法來跟蹤太陽光源。整機(jī)裝置包括:太陽能電池板、電源管理電路、光電管、單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動電路、步進(jìn)電機(jī)以及機(jī)械轉(zhuǎn)動平臺。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
A-B 1756-OF8系統(tǒng)工作原理如圖2所示,在太陽能電池板邊沿的中間位置分別安裝一個光電管,根據(jù)太陽光照射到電池板對邊兩個光電管的角度(如圖α、β)不相等,使得光電管1、2感受的光照強(qiáng)度不同從而產(chǎn)生大小不同的光電流,將光流轉(zhuǎn)換成電壓信號,通過比較采集后的電壓信號,控制步進(jìn)電機(jī)向電壓大的方向轉(zhuǎn)動。
3.A-B 1756-OF8系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1光強(qiáng)采集電路
系統(tǒng)使用靈敏度較高的3DU33光電管作為光強(qiáng)檢測器件,其光電流大于2mA,發(fā)射極只需串接很小的電阻便可得到可被采集的電壓,而且其響應(yīng)時間《1ms,反應(yīng)速度快。
需要注意的是,強(qiáng)光下,光電流較大,此時光電管發(fā)射極電阻不宜過大[2],否則各個光電管輸出電壓均趨于5V,系統(tǒng)不能檢測出對邊兩只光電管的輸出電壓差。該設(shè)計(jì)中,R1使用330Ω,在冬天中午陽光照射下,測得輸出電壓已達(dá)到3.6V.
3.2 A-B 1756-OF8步進(jìn)電機(jī)
設(shè)計(jì)使用5線四相減速步進(jìn)電機(jī)28BYJ-48,減速比為1:64,步矩角為5.625°/64=0.087 89°,遠(yuǎn)小于不帶減速比的步進(jìn)電機(jī),這是提高跟蹤精度的很好選擇。
對于四相步進(jìn)電機(jī),其工作方式可分為單4拍、雙4拍、8拍三種工作方式。單4拍與雙4拍的步距角相等,但單4拍的轉(zhuǎn)動力矩小。8拍工作方式的步距角是單4拍與雙4拍的一半,因此,8拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。設(shè)計(jì)采用8拍工作方式,那么1拍轉(zhuǎn)過的角度為0.087 89°/2=0.043945°,進(jìn)一步提高了跟蹤精度。
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