基于步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)模塊在2．2中會(huì)詳細(xì)介紹。
1．4 軟件設(shè)計(jì)
軟件流程圖如4所示。系統(tǒng)初次使用時(shí)進(jìn)入時(shí)鐘芯片的初始化，中斷的初始化設(shè)置。剛?cè)粘鰰r(shí)，進(jìn)行初始位置校驗(yàn)，即單片機(jī)發(fā)出信號(hào)控制電池板由頭一天運(yùn)動(dòng)的反方向旋轉(zhuǎn)，直至碰到限位開關(guān)后停止，此時(shí)的位置作為初始位置，初始位置太陽能電池板的高度角方位角是確定的。此后由時(shí)鐘提供的日出日落時(shí)間，和單片機(jī)儲(chǔ)存的事先計(jì)算好的日出日落時(shí)間比較，若在日出后日落前，傳感器電路由此時(shí)的光照強(qiáng)度判斷是否為晴天，若為晴天，進(jìn)行時(shí)鐘跟蹤，即把單片機(jī)里事先存儲(chǔ)的太陽高度角方位角數(shù)據(jù)與上一次(每天日出時(shí)的為初始位置)的高度角方位角比較得出角度差值，轉(zhuǎn)化成脈沖數(shù)后單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度，這以后使用傳感器電路檢測(cè)陽光是否垂直照射電池板，若沒有，則把信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行處理，再使電機(jī)帶動(dòng)電池板旋轉(zhuǎn)；若為陰天，則只進(jìn)行時(shí)鐘跟蹤。一次跟蹤完成后，等待1．5分鐘，進(jìn)行下一次的跟蹤，如此反復(fù)進(jìn)行。

2 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)
步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法可分為細(xì)分驅(qū)動(dòng)和非細(xì)分驅(qū)動(dòng)。細(xì)分驅(qū)動(dòng)就是把步進(jìn)電機(jī)的步距角細(xì)化，使步距角分辨率提高；在非細(xì)分驅(qū)動(dòng)中，步進(jìn)電機(jī)的步距角只有整步和半步兩種。
2．1 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的原理
在步進(jìn)電機(jī)非細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路中，各相繞組的電流只有零和某一額定值兩種狀態(tài)，相應(yīng)的各繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是只有零和某一額定值兩種狀態(tài)。控制定子繞組中的電流變化，使合成磁勢(shì)以微步距轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)原有步距角細(xì)分，使轉(zhuǎn)子以較小的步距增量旋轉(zhuǎn)，提高步進(jìn)分辨率。細(xì)分控制的基本思想是在每次輸入脈沖切換時(shí)，只改變相應(yīng)繞組中額定電流的一部分，這樣步進(jìn)電機(jī)的合成磁勢(shì)也只旋轉(zhuǎn)步距角的一部分，從而使轉(zhuǎn)子每步運(yùn)行角度也只是步距角的一部分。