專利名稱：狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法。
背景技術(shù)：
隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用逐漸引起了世人的重 視。太陽(yáng)能以其清潔、分布范圍廣、利用方便等特點(diǎn)成為發(fā)展較快的可再生能源。太陽(yáng)能光 伏發(fā)電是太陽(yáng)能利用的主要形式之一，但是由于目前太陽(yáng)能電池板的價(jià)格昂貴，導(dǎo)致光伏 發(fā)電的成本居高不下，因此制約了太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此如何提高太陽(yáng)能的利 用效率，降低太陽(yáng)能利用成本成為目前人們研究的熱點(diǎn)。 現(xiàn)有用于跟蹤太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的可編程跟蹤系統(tǒng)，其中跟蹤速度和類似參數(shù)是根據(jù)太陽(yáng) 的運(yùn)動(dòng)事先計(jì)算出的，然而，這種可編程跟蹤系統(tǒng)存在著以下缺點(diǎn) 第一，當(dāng)安裝太陽(yáng)能電池時(shí)，要求高精度設(shè)置羅經(jīng)點(diǎn)和水平線。所以，存在著一個(gè) 長(zhǎng)期使用后誤差積累的問(wèn)題，以及還存在一個(gè)控制不均勻速度時(shí)曲線變得復(fù)雜的問(wèn)題。
第二，上述的跟蹤系統(tǒng)是步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)電池板不停的去調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)目的是找到最大 電流值，而在找到最大電流值之前的一系列動(dòng)作都是在浪費(fèi)系統(tǒng)的電能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能使太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟 蹤，以提高太陽(yáng)能利用效率的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下 狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟(1)，初始化參數(shù)，即在單片機(jī)中設(shè)定當(dāng)前受光照射的光敏器件的編號(hào)采用P 表示，并對(duì)P賦值為零；以及設(shè)定前一時(shí)刻受光照射的光敏器件的編號(hào)采用M表示，并對(duì)M 賦值為負(fù)一； 步驟(2)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信號(hào)輸 入到該單片機(jī)，若檢測(cè)結(jié)果為否，則返回步驟(2)重新進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入 下一個(gè)步驟(3); 步驟(3)，對(duì)P賦值為零，S卩P = 0 ; 步驟(4)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第一輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(5);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P二
P+l，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(5); 步驟(5)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第二輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(6);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P二 P+2，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(6); 步驟(6)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第三輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(7);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P二P+4，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(7); 步驟(7)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第四輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(8);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P二
P+8，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(8); 步驟(8)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第五輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(9);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P二 P+16，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(9); 步驟(9)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第六輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(10);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P 二P+32，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(10); 步驟(10)，單片機(jī)檢測(cè)P的值與M的值是否相等，如果檢測(cè)結(jié)果為是，則返回步驟 (2)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(11); 步驟(ll)，單片機(jī)發(fā)出控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)P減M個(gè)步進(jìn)角命令，該命令執(zhí)行完畢 后，將P的值賦給M，即M二P，賦值完成后轉(zhuǎn)入步驟(12);
步驟(12)，返回步驟(1)。 采用上述方案的的優(yōu)點(diǎn)在于首先，通過(guò)光信號(hào)采集裝置采集光信號(hào)后送至編碼 系統(tǒng)，編碼系統(tǒng)將該信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)分析計(jì)算后確定太陽(yáng)光照 射到具體的光敏器件上，單片機(jī)發(fā)出使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)角數(shù)的命令，以使太陽(yáng)能電池板 能夠產(chǎn)生最大電流。其次，光信號(hào)采集裝置時(shí)刻接受太陽(yáng)的照射，其采集信號(hào)也是連續(xù)的， 因此，不存在信號(hào)誤差積累的問(wèn)題，并能使控制曲線變得較為簡(jiǎn)單。第三，在太陽(yáng)能電池板 獲得最大電流之前，步進(jìn)電機(jī)無(wú)需帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)單片機(jī)的控制進(jìn)行分 析，得知最大電流值的位置后，向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送最大電流點(diǎn)位置信息使太陽(yáng)能電池板一次 性轉(zhuǎn)到該位置。不但效率和精度都很高，而且這種裝置并不會(huì)浪費(fèi)系統(tǒng)的電能。
進(jìn)一步的，在步驟(1)中，還設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的回轉(zhuǎn)步進(jìn)角數(shù)采用st印表示，并對(duì) st印賦值為X;當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行完步驟(11)后，程序轉(zhuǎn)入步驟(110)，用于檢測(cè)M的值是否與 X減l的值相等，如果檢測(cè)結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入步驟(12)，如果為否，則返回步驟(2)。通過(guò)判 斷步進(jìn)角數(shù)與M存儲(chǔ)的值是否相等，可以得出太陽(yáng)光是否照射在最后一個(gè)光敏器件上，以 使步進(jìn)電機(jī)是否需要回到初始位置。 再進(jìn)一步的，還包括步驟(111)，步驟(111)用于重新檢測(cè)單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的 優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，若檢測(cè)結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入步 驟(111);若檢測(cè)結(jié)果為否，則進(jìn)入下一個(gè)步驟(12)。通過(guò)步驟(111)可以檢測(cè)出最后一個(gè) 編號(hào)的光敏器件上是否還有光照，如果有光照，則使太陽(yáng)能電池板保持與太陽(yáng)正對(duì)，如果沒(méi) 有光照，則進(jìn)入到步驟(12)使步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板回到初始位置，準(zhǔn)備下一天的工 作。 進(jìn)一步的，還包括步驟(200)，步驟(200)延時(shí)Y秒后，再次檢測(cè)編碼系統(tǒng)的優(yōu)先 編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，若檢測(cè)結(jié)果為否，則返回步驟(2) 重新進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入下一個(gè)步驟(3)。當(dāng)光敏二極管受到干擾光照信號(hào) 時(shí)，引起光敏二極管瞬時(shí)導(dǎo)通的情況下，通過(guò)步驟(200)的檢測(cè)，在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)使單片機(jī) 檢測(cè)到編碼系統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端沒(méi)有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，則單片機(jī)可以判定該光照信號(hào)為干擾信號(hào)，單片機(jī)不會(huì)發(fā)出使后序步驟執(zhí)行的命令，這樣利于提高系 統(tǒng)的抗干擾性。


圖1為本發(fā)明的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為光信號(hào)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2a為圖2的P部放大圖； 圖3為編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明方法的流程圖； 圖5為本發(fā)明方法的一種實(shí)施方式的流程圖； 圖6為本發(fā)明方法的另一種實(shí)施方式的流程圖； 圖7為編碼器真值表示意圖； 附圖中，13為單片機(jī)，14為透光體，15為隔板，16為狹縫，17為光敏器件，18為編 碼器組，19為與門(mén)器組，20為編碼裝置，21為第一與門(mén)，22為第二與門(mén)，23為第三與門(mén)，24 為步進(jìn)電機(jī)，25為光信號(hào)采集裝置，26為編碼系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 在圖1至圖3以及圖2a所示的硬件圖，其適用于64個(gè)信號(hào)輸入端和6個(gè)輸出端 的跟蹤系統(tǒng)，在此以64個(gè)信號(hào)輸入端和6個(gè)輸出端的硬件結(jié)構(gòu)為例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
在圖1至圖3以及圖2a所示的硬件，其包括驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī) 24，以及設(shè)有若干個(gè)光敏器件的光信號(hào)采集裝置25，還包括編碼系統(tǒng)26和單片機(jī)13，在編 碼系統(tǒng)與光信號(hào)采集裝置之間，插入一個(gè)高電平VCC，該電高平VCC通過(guò)電阻R連接于編碼 系統(tǒng)與光信號(hào)采集裝置之間。其中編碼系統(tǒng)26包括編碼器組18，編碼器組中的各個(gè)編碼 器的輸入端均連接有一個(gè)光敏器件，編碼器組中的各編碼器把任意時(shí)刻受到光照的光敏器 件轉(zhuǎn)化為具有代數(shù)意義的低電平輸出，由于通過(guò)單片機(jī)將光敏器件按順序進(jìn)行編號(hào)，因此 代數(shù)意義即代表光敏器件的編號(hào)。以及與編碼器組連接的與門(mén)器組19，與門(mén)器組與單片機(jī) 連接。以及與編碼器組連接的編碼裝置20，編碼裝置與單片機(jī)連接13，編碼裝置20將編碼 器組18中的各個(gè)編碼器輸出到該編碼裝置的電信號(hào)進(jìn)行編碼，并將該編碼信號(hào)發(fā)送到單 片機(jī)13。單片機(jī)13還與步進(jìn)電機(jī)24連接，單片機(jī)13將編碼裝置20輸出的編碼信號(hào)，通 過(guò)計(jì)算得出編碼器組中具體輸出低電平的編碼器；以及通過(guò)接收到編碼裝置20和與門(mén)器 組19輸出的電信號(hào)，計(jì)算出受到太陽(yáng)光照射的光敏二極管的具體編號(hào)，以發(fā)出使步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)角數(shù)的命令。 參照?qǐng)D2以及圖2a，在圖1中，將光信號(hào)采集裝置25進(jìn)行簡(jiǎn)化畫(huà)法，即簡(jiǎn)化為一個(gè) 光敏器件的模樣。而在圖2中的光信號(hào)采集裝置25采用較為詳細(xì)的畫(huà)法，光信號(hào)采集裝置 25包括半球面的透光體14，透光體中均布有若干個(gè)隔板15，兩兩隔板之間的部分為一個(gè)狹 縫16，當(dāng)光照射到某一狹縫中時(shí)，通過(guò)隔板可以防止光透射的相鄰的狹縫中。各個(gè)狹縫中設(shè) 有采集光信號(hào)的光敏器件17，光敏器件為光敏二極管，每個(gè)光敏器件按順序通過(guò)導(dǎo)線連接 編碼器組18中編碼器的一個(gè)引腳，光敏器件將光照信號(hào)傳遞到編碼器組18。在本發(fā)明示出的光信號(hào)采集裝置25中，有64個(gè)狹縫，兩個(gè)相鄰的狹縫之間的弧度之間為2. 8125度。每 個(gè)狹縫中均裝有一個(gè)光敏器件，因此有64個(gè)光敏器件。通過(guò)圖l可以得出，當(dāng)所有光敏器 件上均沒(méi)有光照時(shí)，結(jié)點(diǎn)Ei處的電壓為電源VCC的電壓，即為高電平，各個(gè)編碼器均有高電 平輸入。當(dāng)任何一個(gè)光敏器件上有光照時(shí)，該光敏器件導(dǎo)通，這時(shí)結(jié)點(diǎn)Ei的電壓為VCC減 去光每器件導(dǎo)通電壓，得到低電平，編碼器中有低電平輸入。 參照?qǐng)D3，編碼器組18中包含八個(gè)編碼器，每個(gè)編碼器有8個(gè)輸入端，八個(gè)編碼器 共64個(gè)輸入端。每個(gè)輸入端連接一個(gè)光敏器件，因此，光敏器件共為64個(gè)。在這些光敏器 件中，通過(guò)單片機(jī)對(duì)每個(gè)光敏器件進(jìn)行編號(hào)，第一個(gè)光敏器件的編號(hào)為O，第二個(gè)為l，直至 最后一個(gè)為63。編碼器組18中的每個(gè)編碼器的第一編碼輸出端a0均連接到與門(mén)器組19 中的第一與門(mén)21，第一與門(mén)21的輸出端為A0，第一與門(mén)21的輸出端AO連接單片機(jī)的接口 Pl. 0 ;編碼器組中每個(gè)編碼器的第二編碼輸出端al均連接到與門(mén)器組的第二與門(mén)22，第二 與門(mén)的輸出端為Al，第二與門(mén)22的輸出端Al連接單片機(jī)的接口 Pl. 1 ;編碼器組中每個(gè)編 碼器的第三編碼輸出端a2連接到與門(mén)器組的第三與門(mén)23，第三與門(mén)的輸出端為A2，第三與 門(mén)23的輸出端A2連接單片機(jī)的接口 Pl. 2。編碼器組中的每個(gè)編碼器的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志 端Gs連接到編碼裝置20的輸入端，編碼裝置的輸出端以及優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端均連接到 單片機(jī)。當(dāng)編碼裝置20將其優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端的信號(hào)輸出到單片機(jī)時(shí)，單片機(jī)計(jì)算后可 以得知具體輸出低電平的編碼器組中編碼器。編碼裝置20至少包含一個(gè)優(yōu)先編碼器。與 門(mén)器組中有3個(gè)用于計(jì)算光敏器件編號(hào)的輸出端，即A0、A1、A2 ;而編碼裝置20也有3個(gè)用 于計(jì)算光敏器件編號(hào)的輸出端，即A3、 A4、 A5，其中，A3連接單片機(jī)的接口 Pl. 3， A4連接單 片機(jī)的接口 Pl. 4， A5連接單片機(jī)的接口 Pl. 5，而Gs連接單片機(jī)的接口 Pl. 6或Pl. 7或P2. 0 等均可。這樣本發(fā)明共有6個(gè)編碼輸出端。而根據(jù)前述本發(fā)明的狹縫跟蹤裝置為64個(gè)輸 入端，即輸入端為輸出端的2的N次方。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，還可以將整個(gè)裝置擴(kuò)展到128 個(gè)輸入端，7個(gè)輸出端；或者256個(gè)輸入端，8個(gè)輸出端。而這些擴(kuò)展只是增加相應(yīng)的部件即 可達(dá)到目的，即增加編碼器組中的編碼器，以及增加編碼裝置20中的編碼器。
參照?qǐng)D4，根據(jù)對(duì)硬件進(jìn)行描述后，對(duì)于本發(fā)明的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，該方法 是針對(duì)上述的64個(gè)信號(hào)輸入端和6個(gè)輸出端而言的，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)
步驟l，初始化參數(shù)，即在單片機(jī)13中設(shè)定當(dāng)前受光照射的光敏器件的編號(hào)采用P 表示，并對(duì)P賦值為零；以及設(shè)定前一時(shí)刻受光照射的光敏器件的編號(hào)采用M表示，并對(duì)M 賦值為負(fù)一 ；在步驟1中，還設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的回轉(zhuǎn)步進(jìn)角數(shù)采用st印表示，并對(duì)st印賦值 為X，本實(shí)施例中X為64。由于P和M分別代表了不同的光敏器件的編號(hào)，將P及M的值存 儲(chǔ)起來(lái)，以便于單片機(jī)對(duì)具體受光照的光敏器件進(jìn)行判斷。 步驟2，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端Gs是否有低電平信號(hào)輸 入到該單片機(jī)，優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端Gs是編碼裝置20的一個(gè)輸出端，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到 該輸出端有低電平信號(hào)輸出到單片機(jī)，可供單片機(jī)判斷出編碼系統(tǒng)26中具體那一個(gè)編碼 器有低電平輸出。若檢測(cè)結(jié)果為否，說(shuō)明沒(méi)有光照射到光敏器件上，則返回步驟2重新進(jìn)行 檢測(cè)，直到有光照射到光敏器件上，使有低電平輸出到單片機(jī)。若檢測(cè)結(jié)果為是，證明有光 照射到光敏器件上，這時(shí)程序轉(zhuǎn)入步驟200，步驟200延時(shí)Y秒后，用于再次檢測(cè)編碼系統(tǒng)的 優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，若步驟200檢測(cè)結(jié)果為否， 則返回步驟2重新進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入下一個(gè)步驟3。
步驟3，對(duì)P賦值為零，即P = 0 ;對(duì)P進(jìn)行清零，可使致單片機(jī)準(zhǔn)確計(jì)算出受到太 陽(yáng)光照射的光敏器件的編號(hào)。 步驟4至步驟9用于計(jì)算受到光照的光敏器件的編號(hào)，這種計(jì)算是通過(guò)累加得到 的，每檢測(cè)到一個(gè)端口有低電平，則執(zhí)行相應(yīng)的累加。其中步驟4，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第 一輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟5 ;如果 檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P = P+l，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟5。
步驟5，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第二輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如 果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟6 ;如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P = P+2， 賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟6 。 步驟6，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第三輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如 果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟7 ;如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P = P+4， 賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟7。 步驟7，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第四輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如 果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟8 ;如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P = P+8， 賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟8 。 步驟8，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第五輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟9 ;如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P = P+16，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟9。 步驟9，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第六輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟10 ;如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P = P+32，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟10。 步驟10，單片機(jī)檢測(cè)P的值與M的值是否相等，如果檢測(cè)結(jié)果為是，則返回步驟2， 如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟11。 步驟11，單片機(jī)發(fā)出控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)P減M個(gè)步進(jìn)角命令，該命令執(zhí)行完畢后， 將P的值賦給M，即M = P。通過(guò)判斷P是否等于M，其目的在于判斷太陽(yáng)光是否發(fā)生轉(zhuǎn)移。 如果發(fā)生了轉(zhuǎn)移則P不等于M，太陽(yáng)光轉(zhuǎn)移了 P-M步進(jìn)角，需要控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)P-M個(gè)步 進(jìn)角以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光的實(shí)時(shí)跟蹤，如果太陽(yáng)光沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)移，則P等于M，重新返回步驟(2) 進(jìn)行新一輪的檢測(cè)。 當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行完步驟11后，程序轉(zhuǎn)入步驟110。用于檢測(cè)M的值是否與X減1的
值相等，如果檢測(cè)如果為否，則表明還有太陽(yáng)光照射到光敏器件上，返回步驟2，繼續(xù)檢測(cè)與
編碼裝置的工作標(biāo)志端連接的單片機(jī)端口是否為低電平。結(jié)果為是，則表明太陽(yáng)光已照射
在最后一個(gè)光敏器件上，這時(shí)程序轉(zhuǎn)入步驟lll，步驟111用于重新檢測(cè)單片機(jī)檢測(cè)編碼系
統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，若檢測(cè)結(jié)果為是，則還
有低電平輸入到單片機(jī)，表明太陽(yáng)光還照射在最后一個(gè)光敏器件上，繼續(xù)進(jìn)行步驟111。若
檢測(cè)結(jié)果為否，則表明沒(méi)有太陽(yáng)光照射到該最后一個(gè)光敏器件上，則進(jìn)入下一個(gè)步驟12。這
樣可以避免直接將程序轉(zhuǎn)回初始位置，而使太陽(yáng)光正照射到最后一個(gè)光敏器件上可能導(dǎo)致
太陽(yáng)能電池板來(lái)回翻轉(zhuǎn)造成錯(cuò)誤，浪費(fèi)電能源。 步驟12，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)X個(gè)步進(jìn)角后返回步驟1。 參照?qǐng)D5，本發(fā)明方法的不局限于64個(gè)信號(hào)輸入端和6個(gè)輸出端，其還適用于128個(gè)信號(hào)輸入端和7個(gè)輸出端。在上述64個(gè)信號(hào)輸入端和6個(gè)輸出端的基礎(chǔ)上，首先改變步 進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角數(shù)st印，即將X值的改變?yōu)?28，并通過(guò)設(shè)置步驟90，步驟90用于單片機(jī)檢 測(cè)編碼系統(tǒng)的第七輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入 下一步驟10 ;如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P = P+64，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一 步驟10。 參照?qǐng)D6，本發(fā)明方法的不局限于64個(gè)信號(hào)輸入端和6個(gè)輸出端以及128個(gè)信號(hào) 輸入端和7個(gè)輸出端，其還適用于256個(gè)信號(hào)輸入端和8個(gè)輸出端的方法。在上述128個(gè) 信號(hào)輸入端和7個(gè)輸出端方法的基礎(chǔ)上，首先改變步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角數(shù)st印，即將X值的 改變?yōu)?56，并設(shè)置步驟901，步驟901用于單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第八輸出端是否有低電 平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟10 ;如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì) P重新進(jìn)行賦值，即P = P+128，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟10。 參照?qǐng)D1至圖7以及圖2a，在圖7的表格中，打叉的符號(hào)可以為高電平l，也可以 為低電平O。下面以編碼器組中8個(gè)編碼器(即編碼系統(tǒng)為64個(gè)輸入端，6個(gè)輸出端)舉 例說(shuō)明本發(fā)明的工作情況 為避免特殊性，假設(shè)此時(shí)太陽(yáng)光照到37號(hào)狹縫，這樣37號(hào)光敏器件接受到光照， 使得編碼器組中的X37號(hào)引腳輸入低電平0(也就是第五個(gè)編碼器25的輸入引腳15輸入 低電平0，此時(shí)經(jīng)第五個(gè)編碼器25編碼，輸出結(jié)果a2ala0 = 010)，而其它(除了第五個(gè)編 碼器25)七個(gè)編碼器各自的第一、第二、第三編碼輸出端輸出都是高電平1。由于每個(gè)編碼 器的第一編碼輸出端aO均連接到與門(mén)器組19中的第一與門(mén)21，每個(gè)編碼器的第二編碼輸 出端al均連接到與門(mén)器組的第二與門(mén)22，每個(gè)編碼器的第三編碼輸出端a2連接到與門(mén)器 組的第三與門(mén)23。與門(mén)器組中的三個(gè)與門(mén)的輸出分別為新的編碼即A2A1A0 = 010。(與 門(mén)特性決定與門(mén)電路的輸入引腳只要有一個(gè)為低電平為O則輸出為O)。而這時(shí)，編碼器 組中的各個(gè)編碼器的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端Gs引腳輸出的電平，從第八個(gè)編碼器到第一個(gè)編 碼器的排列為11101111，該編碼經(jīng)編碼裝置輸送到單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)計(jì)算后，獲知編碼 器組中第五個(gè)編碼器上有低電平輸出。編碼裝置20的三個(gè)輸出端輸出的編碼為A5A4A3 =011。最終整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出的結(jié)果為A5A4A3A2A1A0 = 011010。編碼系統(tǒng)18輸出的 011010的編碼到單片機(jī)相應(yīng)的6個(gè)輸入口，程序開(kāi)始執(zhí)行。初始化參數(shù)使得St印=X = 64，P = 0，M = -1 ;隨后檢測(cè)單片機(jī)的Pl. 6 口 (編碼器裝置的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端Gs 口與 單片機(jī)Pl. 6相連)是否為0。只要64個(gè)狹縫中有任何一個(gè)光敏器件受到光照，Gs端就為 0。如果此時(shí)Gs二0，執(zhí)行步驟3，即P二0。隨后檢測(cè)單片機(jī)的P1.0端口是否等于0，由于 輸出的6位結(jié)果為011010，按照該編碼，最低位為0，即Pl. 0 = 0，所以執(zhí)行步驟4的是語(yǔ) 句，艮卩P = P+l = 0+1 = 1。由于Pl. 2 = 0，執(zhí)行步驟6的是語(yǔ)句，即P = P+4 = 1+4 = 5。 由于Pl. 5 = O，執(zhí)行步驟6的是語(yǔ)句，即P = P+32 = 5+32 = 37。可見(jiàn)最終經(jīng)單片機(jī)執(zhí)行 程序計(jì)算其值為37，準(zhǔn)確的計(jì)算出受到光照狹縫的編號(hào)。假設(shè)前一時(shí)刻太陽(yáng)光照射的光敏 器件為34號(hào)，即M = 34，而這時(shí)太陽(yáng)照射在37號(hào)光敏器件，這時(shí)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn) 3個(gè)步進(jìn)角，使太陽(yáng)能電池板與太陽(yáng)正面相對(duì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)追蹤。 對(duì)采用128個(gè)光敏器件的硬件系統(tǒng)進(jìn)行舉例(最后整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出的7位從
低位到高位依次接到單片機(jī)的Pl. 0， Pl. 1， Pl. 2， Pl. 3， Pl. 4， Pl. 5， Pl. 6): 同樣假設(shè)此時(shí)任意情況為編號(hào)對(duì)應(yīng)為100的狹縫接受到光照，即X100號(hào)引腳輸
9入低電平0(也就是第13個(gè)編碼器的14引腳輸入低電平O，此時(shí)經(jīng)第13個(gè)編碼器編碼，輸 出結(jié)果a2ala0 = 001)，而其它(除了第13個(gè)編碼器)15個(gè)編碼器各自的a2ala0輸出都是 高電平l。由于每個(gè)編碼器的第一編碼輸出端a0均連接到與門(mén)器組19中的第一與門(mén)21，每 個(gè)編碼器的第二編碼輸出端al均連接到與門(mén)器組的第二與門(mén)22，每個(gè)編碼器的第三編碼 輸出端a2連接到與門(mén)器組的第三與門(mén)23。與門(mén)器組中的三個(gè)與門(mén)的輸出分別為新的編碼 即A2A1A0 = Oll，而這三位作為最后整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出7位中的低3位。在X100引腳輸入 0時(shí)，編碼系統(tǒng)的16個(gè)編碼器的各個(gè)Gs引腳電平輸從高到低依次為1110111111111111， 這16位接到第17個(gè)由兩個(gè)編碼器組成的16位輸入4位輸出的編碼器的16個(gè)輸入口 ，經(jīng) 編碼輸出A6A5A4A3 = 0011，這四位作為最后整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出7位中的高4位。最終整個(gè) 編碼系統(tǒng)輸出的7位結(jié)果為0011011。編碼系統(tǒng)18輸出的0011001的編碼到單片機(jī)相應(yīng) 的7個(gè)輸入口，程序開(kāi)始執(zhí)行。初始化參數(shù)使得St印=X = 128， p = 0， M = -1 ;隨后檢 測(cè)單片機(jī)的P1.7 口 (編碼器裝置優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端Gs 口與單片機(jī)P1.7相連)是否為 0。只要128個(gè)狹縫中任何一個(gè)光敏器件受到光照，Gs端就為0。因?yàn)榇藭r(shí)^ = 0，執(zhí)行步驟 4，即P = 0。隨后檢測(cè)Pl. 0至Pl. 6這7個(gè)口哪個(gè)輸入口為0，為0的輸入口執(zhí)行相應(yīng)的加 法，因?yàn)檩敵龅?位結(jié)果為OOllOll，所以輸入為0的有Pl. 2， Pl. 5， Pl. 6，分別依照流程圖 執(zhí)行相應(yīng)的力口法p = p+4 = 0+4 = 4， p = p+32 = 4+32 = 36， p = p+64 = 32+64 = 100。 可見(jiàn)最終經(jīng)單片機(jī)執(zhí)行程序計(jì)算其值為100，準(zhǔn)確的計(jì)算出受到光照狹縫的編號(hào)。
對(duì)采用256個(gè)光敏器件的硬件舉例(最后整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出的7位從低位到高 位依次接到單片機(jī)的Pl. 0， Pl. 1， Pl. 2， Pl. 3， Pl. 4， Pl. 5， Pl. 6， Pl. 7):
同樣假設(shè)此時(shí)任意情況為編號(hào)對(duì)應(yīng)為160的狹縫接受到光照，即X160號(hào)引腳輸 入低電平0(也就是第21個(gè)編碼器的10引腳輸入低電平O，此時(shí)經(jīng)第21個(gè)編碼器編碼，輸 出結(jié)果a2ala0 = 111)，而其它(除了第21個(gè)編碼器)31個(gè)編碼器各自的A2A1A0輸出都是 高電平1。由于每個(gè)編碼器的第一編碼輸出端aO均連接到與門(mén)器組19中的第一與門(mén)21， 每個(gè)編碼器的第二編碼輸出端al均連接到與門(mén)器組的第二與門(mén)22，每個(gè)編碼器的第三編 碼輸出端a2連接到與門(mén)器組的第三與門(mén)23。與門(mén)器組中的三個(gè)與門(mén)的輸出分別為新的編 碼即A2A1A0二 lll，而這三位作為最后整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出8位中的低3位。在X160引腳 輸入0時(shí)，編碼系統(tǒng)的32個(gè)編碼器的Gs引腳電平輸出從高到低依次為1111111111110111 1111111111111111 ，這32位接到第33個(gè)由4個(gè)編碼器組成的32位輸入5位輸出的編碼器 的32個(gè)輸入口，經(jīng)編碼輸出A7A6A5A4A3 = 01011，這5位作為最后整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出8位 中的高5位。最終整個(gè)編碼系統(tǒng)輸出的編碼為01011111。編碼系統(tǒng)18輸出的01011111 編碼到單片機(jī)相應(yīng)的8個(gè)輸入口，程序開(kāi)始執(zhí)行。初始化參數(shù)使得St印=X = 256， P = O，M = -1。隨后檢測(cè)該單片機(jī)的P2. 0 口是否為0。只要256個(gè)狹縫中任何一個(gè)受到光照， Gs端就為O。因?yàn)榇藭r(shí)Gs = 0，執(zhí)行步驟4，即P = 0。隨后檢測(cè)P1.0至P1.7這8個(gè)口哪 個(gè)輸入口為O，為0的輸入口執(zhí)行相應(yīng)的加法，因?yàn)檩敵龅?位結(jié)果為OlOlllll，所以輸入 為0的有Pl. 5， Pl. 7，分別依照流程圖執(zhí)行相應(yīng)的加法p = p+32 = 0+32 = 32， p = p+128 =32+128 = 160?？梢?jiàn)最終經(jīng)單片機(jī)執(zhí)行程序計(jì)算其值為160，準(zhǔn)確的計(jì)算出受到光照狹 縫的編號(hào)。 顯然，在權(quán)利要求1的基礎(chǔ)上，將本發(fā)明的方法很容易的擴(kuò)展到了具有128個(gè)光敏 器件輸入，7個(gè)輸出端；或者具有256個(gè)光敏器件輸入，8個(gè)輸出端。因此，也很容易擴(kuò)展到具有512個(gè)光敏器件輸入，9個(gè)輸出端等等，而這些擴(kuò)展均會(huì)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍'
權(quán)利要求
狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟(1)，初始化參數(shù)，即在單片機(jī)中設(shè)定當(dāng)前受光照射的光敏器件的編號(hào)采用P表示，并對(duì)P賦值為零；以及設(shè)定前一時(shí)刻受光照射的光敏器件的編號(hào)采用M表示，并對(duì)M賦值為負(fù)一；步驟(2)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，若檢測(cè)結(jié)果為否，則返回步驟(2)重新進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入下一個(gè)步驟(3)；步驟(3)，對(duì)P賦值為零，即P＝0；步驟(4)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第一輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(5)；如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P＝P+1，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(5)；步驟(5)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第二輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(6)；如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P＝P+2，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(6)；步驟(6)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第三輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(7)；如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P＝P+4，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(7)；步驟(7)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第四輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(8)；如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P＝P+8，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(8)；步驟(8)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第五輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(9)；如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P＝P+16，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(9)；步驟(9)，單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第六輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(10)；如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P＝P+32，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(10)；步驟(10)，單片機(jī)檢測(cè)P的值與M的值是否相等，如果檢測(cè)結(jié)果為是，則返回步驟(2)，如果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(11)；步驟(11)，單片機(jī)發(fā)出控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)P減M個(gè)步進(jìn)角命令，該命令執(zhí)行完畢后，將P的值賦給M，即M＝P，賦值完成后轉(zhuǎn)入步驟(12)；步驟(12)，返回步驟(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，其特征在于還包括步驟(90)，步驟 (90)用于單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第七輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如果檢測(cè) 結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(10);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P二P+64，賦 值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(10)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，其特征在于還包括步驟(901)， 步驟(901)用于單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的第八輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，如 果檢測(cè)結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)入下一步驟(10);如果檢測(cè)結(jié)果為是，則對(duì)P重新進(jìn)行賦值，即P二 P+128，賦值完成后，轉(zhuǎn)入下一步驟(10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，其特征在于在步驟 (1)中，還設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的回轉(zhuǎn)步進(jìn)角數(shù)采用st印表示，并對(duì)st印賦值為X;當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行完步驟(11)后，程序轉(zhuǎn)入步驟(110)，用于檢測(cè)M的值是否與X減1的值相等，如果檢測(cè)結(jié) 果為是，則轉(zhuǎn)入步驟(12)，如果為否，則返回步驟(2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，其特征在于還包括步驟(lll)，步 驟(111)用于重新檢測(cè)單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信 號(hào)輸入到該單片機(jī)，若檢測(cè)結(jié)果為是，則轉(zhuǎn)入步驟(111);若檢測(cè)結(jié)果為否，則進(jìn)入下一個(gè) 步驟(12)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，其特征在于還包括 步驟(200)，步驟(20)延時(shí)Y秒后，用于再次檢測(cè)編碼系統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否 有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)，若檢測(cè)結(jié)果為否，則返回步驟(2)重新進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)結(jié) 果為是，則轉(zhuǎn)入下一個(gè)步驟(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法，包括初始化參數(shù)；單片機(jī)檢測(cè)編碼系統(tǒng)的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志輸出端是否有低電平信號(hào)輸入到該單片機(jī)；對(duì)P賦值為零，即P＝0；計(jì)算具體受光照射的光敏器件的編號(hào)；單片機(jī)檢測(cè)P的值與M的值是否相等；單片機(jī)發(fā)出控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)P減M個(gè)步進(jìn)角命令，該命令執(zhí)行完畢后，將P的值賦給M，即M＝P。本發(fā)明能使太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，以提高太陽(yáng)能利用效率的狹縫跟蹤太陽(yáng)能的方法。
文檔編號(hào)G05D3/10GK101697082SQ20091003570
公開(kāi)日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者朱曉東, 金明 申請(qǐng)人:常州佳訊光電系統(tǒng)工程有限公司;