一種新思路的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3 電源管理電路
為了使系統(tǒng)能夠在室外正常運(yùn)行,設(shè)計(jì)采用太陽(yáng)能電池板和鋰電池合理給系統(tǒng)供電。當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出功率不夠時(shí),由鋰電池給系統(tǒng)供電;當(dāng)鋰電池電壓低于3.5V的時(shí)候,太陽(yáng)能電池板給鋰電池充電;否則由太陽(yáng)能電池板給系統(tǒng)供電。
測(cè)試知,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)輸入功率接近2.5W(5V/480mA)。考慮到天氣和季節(jié)因素,一般要求電池板的最大輸出功率要3W以上,故設(shè)計(jì)采用8片太陽(yáng)能電池片(0.5V/1.2A)串聯(lián),得到4V/1.2A(最大輸出4.8W)的輸出,經(jīng)DC-DC升壓電路給系統(tǒng)供電。
4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件流程圖如圖3所示,系統(tǒng)一上電先進(jìn)行粗調(diào)來(lái)確定太陽(yáng)光源的大概位置。其思想是:將水平面平均分成12個(gè)區(qū)域,在每個(gè)區(qū)域中對(duì)光照強(qiáng)度采樣8次,并累加保存。進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域,同樣采樣8次并累加,比較相鄰區(qū)域累加值的大小,并讓電機(jī)向累加值大的區(qū)域方向轉(zhuǎn)動(dòng),直到找到累加值最大的區(qū)域,這時(shí)說(shuō)明太陽(yáng)位置在這個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)。
粗調(diào)完成后,對(duì)系統(tǒng)電源進(jìn)行管理,分別對(duì)太陽(yáng)能電池板電壓和鋰電池電壓采樣,經(jīng)單片機(jī)分析,正確的對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作以合理地為系統(tǒng)配備電能。
微調(diào)思想:先對(duì)X方向調(diào)整,完成后,再對(duì)Y方向調(diào)整。為得到較平滑的采樣數(shù)據(jù),先使光電管采樣64次,再求和取平均,通過(guò)比較對(duì)邊光電管的平均值,決定步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。直到X方向和Y方向的兩個(gè)光電管采樣值都相等,則調(diào)整完成,此時(shí)光源處于電池板中心處。
5.運(yùn)行測(cè)試
測(cè)試條件:光源距離激光筆105cm,激光筆安裝在電池板的中心,Y方向上,激光筆在偏離光源±30°范圍內(nèi)。測(cè)試結(jié)果如表1所示。
6.結(jié)束語(yǔ)
測(cè)試結(jié)果表明,在偏離光源±45°范圍內(nèi),系統(tǒng)均能在9s內(nèi)定位光源,并且偏差不大于4cm.實(shí)際應(yīng)用時(shí),系統(tǒng)實(shí)時(shí)緊跟太陽(yáng),不會(huì)出現(xiàn)太陽(yáng)突然偏轉(zhuǎn)電池板一個(gè)較大角度的情況,因此激光筆偏離光源距離是所關(guān)心的,而本設(shè)計(jì)測(cè)得的偏離距離不超過(guò)4cm,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
評(píng)論