俯仰光電傳感器及其相配合的俯仰遮光器結(jié)構(gòu)實(shí)物如圖6所示。用俯仰光電傳感器檢測(cè)俯仰遮光器產(chǎn)生的陰影來(lái)確定太陽(yáng)能利用裝置與太陽(yáng)的俯仰相對(duì)位置。

遮光器配合下光電傳感器檢測(cè)電路主要由光電傳感器、電阻、電位器以及LM393芯片組成。當(dāng)光電傳感器接受的光照強(qiáng)度大于設(shè)定值時(shí)，LM393芯片-IN管腳電位低于+IN管腳電位，此時(shí)，LM393芯片OUT管腳輸出高電平;當(dāng)光電傳感器接受的光照強(qiáng)度小于設(shè)定值時(shí)，LM393芯片-IN管腳電位高于+IN管腳電位，此時(shí)，LM393芯片OUT管腳輸出低電平。LM393芯片-INT管腳和+IN管腳分別與單片機(jī)的P2.0和P2.1口相連。兩光電傳感器的檢測(cè)電路如圖7所示。

根據(jù)太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，執(zhí)行模塊在水平方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為180度，執(zhí)行模塊水平方向上裝有兩個(gè)位置傳感器，用來(lái)限定執(zhí)行模塊的水平運(yùn)動(dòng)范圍;執(zhí)行模塊在俯仰方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90度，執(zhí)行模塊俯仰方向上也裝有兩個(gè)限位傳感器，用來(lái)限定執(zhí)行模塊的的俯仰運(yùn)動(dòng)范圍。

2.3 控制模塊設(shè)計(jì)

控制模塊以一片STC89C52芯片為核心，接受檢測(cè)模塊傳遞的信號(hào)后，通過(guò)對(duì)信號(hào)處理使執(zhí)行模塊的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，從而保證太陽(yáng)能利用裝置接受最大強(qiáng)度光照?？刂颇K中應(yīng)用的單片機(jī)系統(tǒng)由STC89C52RC芯片、供電電路、復(fù)位電路、晶振電路四部分組成。

3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

該控制系統(tǒng)的軟件主要由一個(gè)主程序及一些子程序組成。主程序由一些狀態(tài)選擇語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句組成，主要是在系統(tǒng)復(fù)位后重新檢測(cè)執(zhí)行模塊與太陽(yáng)的相對(duì)位置。當(dāng)傳感器傳回相應(yīng)的光照、位置等信息后，STC89C52響應(yīng)相應(yīng)信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。子程序的主要作用是通過(guò)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制執(zhí)行模塊的動(dòng)作，使太陽(yáng)能利用裝置在水平與俯仰方向上組合運(yùn)動(dòng)。

程序流程圖如圖8所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

太陽(yáng)追蹤系統(tǒng)創(chuàng)新之處在于仿照向日葵，遵循太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，采用采用光電傳感器檢測(cè)太陽(yáng)照射下遮光器的陰影精確定位太陽(yáng)與太陽(yáng)能利用裝置相對(duì)位置，通過(guò)單片機(jī)智能控制，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能利用裝置的全程太陽(yáng)追蹤。本系統(tǒng)的主要功能是提高太陽(yáng)光能的利用率，以緩解當(dāng)前能源緊張的現(xiàn)狀。將其應(yīng)用在太陽(yáng)能發(fā)電站、太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)灶以及所有固定式太陽(yáng)能電池板等處，能夠大大提高這些裝置的利用率。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷提高，它將被應(yīng)用到更廣泛的場(chǎng)合。