摘 要

全天候太陽能跟蹤系統(tǒng)是針對(duì)太陽能空調(diào)、太陽能制氫、太陽輻照度測(cè)量、材料老化實(shí)驗(yàn)、高效太陽能光伏發(fā)電、高效太陽能熱水器等需要對(duì)太陽進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤的應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的。
太陽能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用物理學(xué)、光學(xué)，運(yùn)動(dòng)學(xué)、控制理論等學(xué)科體現(xiàn)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題之一。太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。所以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽全天候跟蹤，是提高對(duì)太陽能運(yùn)用，利用率有重大意義。
本人制作全天候太陽能跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)太陽全方位跟蹤，具有兩個(gè)自由度的跟蹤能力。經(jīng)過黑夜或陰天后，只要太陽一出即可跟蹤，工作可靠穩(wěn)定。
該系統(tǒng)運(yùn)用ATMEL公司AT89C52控制芯片，通過對(duì)運(yùn)放器LM354N,LM358組成比較模塊對(duì)光敏電阻對(duì)光線的感應(yīng)強(qiáng)度和設(shè)定基準(zhǔn)電壓比較結(jié)果的檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯運(yùn)算后，對(duì)負(fù)責(zé)方位角和高度角的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽全方位跟蹤。1602液晶顯示模塊，顯示系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)及時(shí)間。在該論文中詳細(xì)闡述了控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理。該方法利用九個(gè)光敏電阻對(duì)當(dāng)前環(huán)境光線強(qiáng)度進(jìn)行感應(yīng)，在不同強(qiáng)度亮度下，光敏電阻的阻值不一樣，所以比較器的正輸入電壓也不同。如果跟蹤板不是正對(duì)的太陽，那么九個(gè)光敏電阻的阻值也不一樣，比較器正輸入的電壓也不一樣，如果正輸入電壓高于設(shè)定的基準(zhǔn)電壓，比較器將輸出一個(gè)信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)比較器輸入的信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后控制相應(yīng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到九個(gè)光敏電阻感應(yīng)光線強(qiáng)度一樣。
在接受控制電路中引入單片機(jī)，通過充分利用其軟、硬件資源，使系統(tǒng)具有優(yōu)異的智能性、可擴(kuò)展性、可升級(jí)性和操作方便，為對(duì)太陽全天候跟蹤提供了合理、廉價(jià)的解決方案等特點(diǎn)。
最后進(jìn)行了系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，結(jié)果表明：系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)合理可行，為后續(xù)的研究工作奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：光敏電阻組合檢測(cè)元件 比較器模塊 單片機(jī)（AT89C52） 液晶顯示屏（1602）



目 錄
摘要……………………………………………………………I
ABSTRACT ……………………………………………………II
1 概論…………………………………………………………1
1.1 太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀……………………………1
1.2 太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想…………………………1
1.3 太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)研究意義…………………………2
1.4 研究目標(biāo).研究?jī)?nèi)容及擬解決關(guān)鍵問題…………………2
2 系統(tǒng)主控制器…………………………………………………2
2.1 主控制器選用………………………………………………2
2.2 控制器介紹…………………………………………………3
2. 3AT89C52……………………………………………………3
3 系統(tǒng)顯示模塊…………………………………………………5
3.1 顯示模塊選用………………………………………………5
4 驅(qū)動(dòng)元件………………………………………………………7
4.1 直流電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的比較………………………………7
4.2 步進(jìn)電機(jī)控制原理…………………………………………7
4.3 步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制時(shí)序……………………… …8
5 比較器與光敏電阻………………………………… ………9
6 檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)………………………………………………10
6.1方案……………………………………………………10
6.1方案論證…………………………………………………11
6.2 光敏電阻與板夾角…………………………………………11
7 太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)………………………12
7.1 方案…………………………………………………………12
7.2 方案論證……………………………………………………12
8 系統(tǒng)組成原理…………………………………………………12
8.1 接收系統(tǒng)……………………………………………………12
8.2 用戶控制系統(tǒng)………………………………………………14
8.3顯示系統(tǒng)……………………………………………………14
9系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………15
9.1軟件流程圖…………………………………………………15
9.2程序清單……………………………………………………18
結(jié)束語……………………………………………………………33
參考文獻(xiàn)……………………………………………………34
附錄………………………………………………………………35


概論

太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。所以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽全天候跟蹤具有重大意義。



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