基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，該電系統(tǒng)包括主控電路、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置、太陽(yáng)能電池板、載體。主控電路包括單片機(jī)、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置、蓄電電路、多能源切換模塊、時(shí)鐘電路六部分。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：此跟蹤裝置可根據(jù)太陽(yáng)能光強(qiáng)的強(qiáng)弱自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽(yáng)能電池板，使得太陽(yáng)能電池板始終面向太陽(yáng)光最強(qiáng)的方向，從而提高了太陽(yáng)能的利用率。被供電系統(tǒng)不僅可以通過(guò)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化的電能獲取能源，且可通過(guò)蓄電池獲取能源。蓄電池能源既可來(lái)源于太陽(yáng)能電池板，也可來(lái)源于電能?；诙喙╇娫垂芾砼c優(yōu)化控制電路通過(guò)對(duì)光線強(qiáng)弱和蓄電池電壓的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)的全自動(dòng)跟蹤和蓄電池的充電。
【專利說(shuō)明】
基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能由于具有可再生性、清潔型等優(yōu)勢(shì)，近些年來(lái)，越來(lái)越受到人們的重視。但由于太陽(yáng)能密度較低，有間歇性并且分布空間時(shí)刻在變化等缺點(diǎn)，使得太陽(yáng)能利用率不高。為了解決此問(wèn)題，人們提出了太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，然而在解決太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率偏低這個(gè)問(wèn)題上，光線的自動(dòng)追蹤系統(tǒng)效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多供電源管理與優(yōu)化，采用基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制器和太陽(yáng)能電池板蓄電電路，通過(guò)主控電路不僅可驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)追光和以浮充方式向蓄電池蓄電的能力，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與蓄電池間的能源供給切換，達(dá)到對(duì)相關(guān)系統(tǒng)裝置長(zhǎng)期供電的目的。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，該電系統(tǒng)包括主控電路、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置、太陽(yáng)能電池板、載體。主控電路包括單片機(jī)、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置、蓄電電路、多能源切換模塊、時(shí)鐘電路六部分;太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置包括AD轉(zhuǎn)換模塊、傳感器、舵機(jī)、太陽(yáng)能電池板蓄電電路與部分主控電路，太陽(yáng)能電池板蓄電電路的蓄電電路與單片機(jī)的Pl.4端口和P3.7端口相連，單片機(jī)的P3.7端口經(jīng)三極管與太陽(yáng)能電池板蓄電電路連接，單片機(jī)Pl.4端口與蓄電池連接;多能源切換模塊通過(guò)電路與蓄電電路的開關(guān)SI連接;傳感器由四個(gè)光敏電阻組成，安裝于太陽(yáng)能電池板蓄電電路上;傳感器與單片機(jī)的Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3 口連接;傳感器通過(guò)電路與主控電路連接;單片機(jī)定時(shí)器的輸出腳P2.0、P2.1與舵機(jī)相連由定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖頻率來(lái)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);時(shí)鐘電路的三個(gè)引腳1^、1/0、30^與單片機(jī)的？2.2、？2.3、？2.4接口相連;單片機(jī)的40端口與傳感器連接。
[0005]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:此跟蹤裝置可根據(jù)太陽(yáng)能光強(qiáng)的強(qiáng)弱自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽(yáng)能電池板，使得太陽(yáng)能電池板始終面向太陽(yáng)光最強(qiáng)的方向，從而提高了太陽(yáng)能的利用率。被供電系統(tǒng)不僅可以通過(guò)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化的電能獲取能源，且可通過(guò)蓄電池獲取能源。蓄電池能源既可來(lái)源于太陽(yáng)能電池板，也可來(lái)源于電能?；诙喙╇娫垂芾砼c優(yōu)化控制電路通過(guò)對(duì)光線強(qiáng)弱和蓄電池電壓的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)的全自動(dòng)跟蹤和蓄電池的充電。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)各部件關(guān)系框圖；
[0007]圖2單片機(jī)主控電路原理圖；
[0008]圖3太陽(yáng)能電池板蓄電電路原理圖；
[0009]圖4傳感器電路原理圖；
[0010]圖5時(shí)鐘電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]—種基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)包括主控電路O1、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置12、太陽(yáng)能電池板02、載體O 3。主控電路OI包括單片機(jī)11、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置12、蓄電電路13、多能源切換模塊14、時(shí)鐘電路15六部分。太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置12包括AD轉(zhuǎn)換模塊121、傳感器122、舵機(jī)123、太陽(yáng)能電池板蓄電電路124與部分主控電路01。太陽(yáng)能電池板蓄電電路124、蓄電電路13與單片機(jī)11的Pl.4端口和P3.7端口相連，單片機(jī)11的P3.7端口經(jīng)三極管用來(lái)控制太陽(yáng)能電池板蓄電電路124是否向蓄電池04充電，單片機(jī)11的Pl.4端口用來(lái)檢測(cè)蓄電池04的電壓，太陽(yáng)能電池板蓄電電路124對(duì)其進(jìn)行浮充方式的蓄電；多能源切換模塊14對(duì)蓄電電路13所含開關(guān)SI的控制完成供電裝置的選取。傳感器122由四個(gè)光敏電阻組成，安裝于太陽(yáng)能電池板蓄電電路124上判斷其轉(zhuǎn)向是否與光強(qiáng)垂直以及光強(qiáng)大小。傳感器122與單片機(jī)11的Pl.0、P1.1、P1.2、P1.3口連接;傳感器122根據(jù)光強(qiáng)的強(qiáng)弱改變光敏電阻的阻值，阻值的變化驅(qū)使主控電路01發(fā)出脈沖頻率控制舵機(jī)123轉(zhuǎn)動(dòng)。單片機(jī)11定時(shí)器的輸出腳P2.0、P2.1與舵機(jī)123相連由定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖頻率來(lái)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；時(shí)鐘電路15的三個(gè)引腳RST、I/0、SCLK與單片機(jī)的P2.2、P2.3、P2.4接口相連。單片機(jī)11的AD 口直接處理讀取傳感器122所含光敏電阻的數(shù)值大小，再由單片機(jī)進(jìn)行判斷，輸出控制舵機(jī)123在平行和豎直方向旋轉(zhuǎn)的控制脈沖，在經(jīng)過(guò)幾次的輸出控制之后，通過(guò)舵機(jī)123旋轉(zhuǎn)，使太陽(yáng)能電池板蓄電電路124正對(duì)光線，完成追光。舵機(jī)123的控制，當(dāng)單片機(jī)11的輸出腳P2.0、P2.1接收到時(shí)鐘電路15的信號(hào)時(shí)，開始啟動(dòng)判斷傳感器122四個(gè)光敏電阻的電壓是否一樣大，當(dāng)一樣大時(shí)，傳感器122開始發(fā)出脈沖控制舵機(jī)123轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)偏差時(shí)舵機(jī)123停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽(yáng)能電池板平面發(fā)生變化。
[0012]蓄電池04在沒(méi)有光照時(shí)向載體03以及主控電路01提供穩(wěn)定電源，蓄電池04的選型，需考慮載體03所需的功率、額定電流電壓等計(jì)算正常工作時(shí)間所需電能容量，蓄電池容量一般應(yīng)超出計(jì)算值的30%。在載體03野外工作時(shí)，太陽(yáng)能電池板蓄電裝置向蓄電池04充電。蓄電池04能源即可來(lái)自傳統(tǒng)供電電源也可來(lái)自太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換電能。
[0013]太陽(yáng)能電池板與其蓄電單元向系統(tǒng)供電同時(shí)向蓄電池充電，傳感器單元通過(guò)獲取主控電路發(fā)送的信號(hào)驅(qū)使舵機(jī)，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)電池板轉(zhuǎn)向，主控電路向傳感器發(fā)送信號(hào)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，通過(guò)軟件部分實(shí)現(xiàn)多電源切換。
[0014]本實(shí)用新型通過(guò)太陽(yáng)能電池板02獲取能源為主，通過(guò)為載體03提供電能，通過(guò)電池板以浮充電方式為蓄電池04供電。主控電路OI控制多能源間的合理切換。
[0015]將需長(zhǎng)期在外作業(yè)的系統(tǒng)或需要長(zhǎng)期供電的載體03放入外界環(huán)境中，當(dāng)太陽(yáng)出來(lái)時(shí)，光敏電阻感應(yīng)到光強(qiáng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送到主控電路01，主控電路01獲得信息后，發(fā)送相應(yīng)的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)123轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)能電池板02在舵機(jī)123的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，通過(guò)角度比較信號(hào)確定是否轉(zhuǎn)到光強(qiáng)最強(qiáng)的角度。太陽(yáng)能電池板02角度確定后將不再旋轉(zhuǎn)，主控電路01將能源切換到太陽(yáng)能電池板02，太陽(yáng)能電池板02將為載體03供電并通過(guò)蓄電電路13向蓄電池04充電，轉(zhuǎn)到期望角度后，主控電路01發(fā)送信號(hào)給電機(jī)，關(guān)閉對(duì)舵機(jī)123控制，時(shí)鐘電路15開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束，主控電路01再次啟動(dòng)傳感器122，循環(huán)以上步驟驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池板02的角度，旋轉(zhuǎn)到期望角度后停止運(yùn)行。當(dāng)時(shí)鐘電路15時(shí)鐘顯示夜間模式或主控電路Ol發(fā)出使用蓄電池04請(qǐng)求時(shí)，主控電路Ol將供電系統(tǒng)切換到載體03工作。
[0016]—種多能源供電系統(tǒng)，通過(guò)單片機(jī)主控電路實(shí)現(xiàn)多供電源的管理與優(yōu)化，采用基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制器和太陽(yáng)能電池蓄電控制器，通過(guò)主控電路發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)追光或以浮充方式向蓄電池蓄電，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與蓄電池間的能源供給切換，達(dá)到對(duì)載體長(zhǎng)期供電的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置及其蓄電池的多能源供電系統(tǒng)，其特征在于:該電系統(tǒng)包括主控電路(01)、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置(12)、太陽(yáng)能電池板(02)、載體(03);主控電路(01)包括單片機(jī)(11)、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置(12)、蓄電電路(13)、多能源切換模塊(14)、時(shí)鐘電路(15)六部分;太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置(12)包括AD轉(zhuǎn)換模塊(121)、傳感器(I22)、舵機(jī)(123)、太陽(yáng)能電池板蓄電電路(124)與部分主控電路(01)，太陽(yáng)能電池板蓄電電路(124)的蓄電電路(13)與單片機(jī)(11)的Pl.4端口和P3.7端口相連，單片機(jī)(11)的P3.7端口經(jīng)三極管與太陽(yáng)能電池板蓄電電路(124)連接，單片機(jī)(Il)Pl.4端口與蓄電池(04)連接;多能源切換模塊(14)通過(guò)電路與蓄電電路(13)的開關(guān)SI連接;傳感器(122)由四個(gè)光敏電阻組成，安裝于太陽(yáng)能電池板蓄電電路(124)上;傳感器(122)與單片機(jī)(11Μ^Ρ1.0、Ρ1.1、Ρ1.2、Ρ1.3Π連接;傳感器(122)通過(guò)電路與主控電路(01)連接;單片機(jī)(II)定時(shí)器的輸出腳Ρ2.0、Ρ2.1與舵機(jī)(123)相連由定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖頻率來(lái)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；時(shí)鐘電路(15)的三個(gè)引腳RST、1/0、SCLK與單片機(jī)(11)的Ρ2.2、P2.3、Ρ2.4接口相連;單片機(jī)(I I)的AD端口與傳感器(122)連接。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK205680003SQ201620461846
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日 公開號(hào)201620461846.X, CN 201620461846, CN 205680003 U, CN 205680003U, CN-U-205680003, CN201620461846, CN201620461846.X, CN205680003 U, CN205680003U
【發(fā)明人】周煥銀, 汪文楷, 李剛
【申請(qǐng)人】東華理工大學(xué)