一种太阳辐射自动跟踪电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种太阳辐射自动跟踪电路，包括电源电路、光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路，光感探头组件与信号处理电路电连接，信号处理电路与主控制电路电连接，主控制电路与驱动电路电连接，电源电路分别与光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路电连接，驱动电路分别与用于驱动光感探头组件转动的水平电机和垂直电机电连接。本实用新型专利技术通过光感探头组件将太阳光转换为电信号，并由信号处理电路进行信号处理，并反馈给主控制电路，由主控制电路生成驱动信号，并通过驱动电路驱动水平电机和垂直电机电连接转动，以使得光感探头组件实现太阳辐射跟踪并保持与太阳光并行，控制简单，跟踪精度高，不受天气影响。

An automatic tracking circuit for solar radiation

【技术实现步骤摘要】
一种太阳辐射自动跟踪电路
本技术涉及电子电路
，尤其涉及一种太阳辐射自动跟踪电路。
技术介绍
太阳辐射是地球能量的主要来源，它的准确测量是研究太阳辐射的重要手段之一。从上个世纪五十年代开始，我国气象观测台站就把太阳辐射作为重要的观测要素之一，所用仪器是由前苏联进口或仿制前苏联的，测量项目有太阳直接辐射、总辐射、散射辐射和反射辐射。九十年代初期，气象台站的辐射仪器全部换型，启用我国自行研制开发的遥测太阳辐射测量仪器，测量包括太阳直接辐射、总辐射、天空散射辐射、地球反射辐射和净全辐射等要素。与五十年代的仪器相比，在测量准确度和自动化程度等方面都有了很大提高。自动采样加大了数据的收集量，从原来的每小时一次人工读数改为测量每小时的瞬时值、累计量，每天的最大值、最小值和全天累计量等等，直接辐射对太阳的跟踪也由完全的人工调节改进为半自动跟踪，而且填补了我国净全辐射测量的空白。跟踪太阳的方法有光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪两种方式。光电跟踪法是利用光敏器件(如、硅光电池)被安装的靠近遮光板，当遮光板正对太阳时、硅光电池等光敏器件完全处于阴影区；太阳的偏移会引起遮光板下的阴影偏移，光敏器件如光电池会接收到阳光辐射，利用光电池输出的微电流值作为偏差给定，再经过运算放大器进行信号放大，得到的信号；驱动伺服机构调整跟踪角度，完成跟踪机构对太阳的准确跟踪。光电跟踪方式的特点是灵敏度高，控制系统的结构较为方便，但受阴雨天等天气气象环境的影响很大，会出现无法找到太阳的方位，严重的情况甚至会造成控制器执行机构发生误动作。视日运动轨迹跟踪方法是根据太阳能物理学理论计算得到的太阳方位角，控制器输出控制信号，实现反射镜绕轴作俯仰转动跟踪太阳方位。优点是结构简单，但是由于入射光线不能始终与主光轴平行，收集太阳能的效果并不理想。目前的自动跟踪光伏仪的设备存在灵敏度不够高，受天气干扰较大，容易出现天气状况误判甚至错判的情况，从而影响了直接辐射表的测量。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种太阳辐射自动跟踪电路。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种太阳辐射自动跟踪电路，包括电源电路、光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路，所述光感探头组件与所述信号处理电路电连接，所述信号处理电路与所述主控制电路电连接，所述主控制电路与所述驱动电路电连接，所述电源电路分别与所述光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路电连接，所述驱动电路分别与用于驱动所述光感探头组件转动的水平电机和垂直电机电连接。本技术的有益效果是：本技术的太阳辐射自动跟踪电路，通过所述光感探头组件将太阳光转换为电信号，并由信号处理电路进行信号处理，并反馈给所述主控制电路，由主控制电路生成驱动信号，并通过所述驱动电路驱动水平电机和垂直电机电连接转动，以使得所述光感探头组件实现太阳辐射跟踪并保持与太阳光并行，控制简单，跟踪精度高，不受天气影响。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进：进一步：所述电源电路包括电源芯片U1、电容C3、电容C6、电容C11、电感L1、稳压二极管D2、电容C16、电容C18、电阻R2、电阻R3、稳压芯片U2、电容C12和电容C15，所述电源芯片U1的电源输入端与外部电源电连接，所述电源芯片U1的电源输入端与地之间并联有所述电容C3和电容C6，所述电源芯片U1的接地端接地，所述电源芯片U1的源极与栅极驱动端之间电连接有所述电容C11，所述电源芯片U1的源极与所述稳压二极管D2的负极电连接，所述稳压二极管D2的正极接地，所述电源芯片U1的源极与地之间顺次串联有所述电感L1、电阻R2和电阻R3，所述电感L1与所述电阻R2的公共端作为第一输出端分别与所述稳压芯片U2的输入端、光感探头组件电源输入端和驱动电路的电源输入端电连接，所述第一输出端与地之间并联有所述电容C16和电容C18，所述电阻R2和电阻R3的公共端与所述电源芯片U1的反馈电压调节端电连接，所述稳压芯片U2的接地端接地，所述稳压芯片U2的输出端与地之间并联有所述电容C12和电容C15，所述稳压芯片U2的输出端作为第二输出端分别与所述信号处理电路的电源输入端和主控制电路的电源输入端电连接。上述进一步方案的有益效果是：通过所述电源电路的第一输出端和第二输出端可以分别输出5V电压和3.3V电压，并分别为所述光感探头组件和驱动电路，以及所述信号处理电路和主控制电路提供电源。进一步：所述光感探头组件包括遮光筒和至少一个光敏三极管，所述光敏三极管设置在所述遮光筒内，且所述光敏三极管的光接收窗口位于所述遮光筒一端的端口内，所述光敏三极管的集电极与所述电源电路的第一输出端电连接，所述光敏三极管的发射极与所述信号处理电路的输入端电连接。上述进一步方案的有益效果是：通过所述光感探头组件可以根据太阳光强度产生感应电流，以便根据所述感应电流的大小实时检测不同方位的光强。进一步：所述信号处理电路包括信号转换放大电路和采样处理电路，所述信号转换放大电路分别与所述光感探头组件和采样处理电路电连接，所述采样处理电路与所述主控制电路电连接。上述进一步方案的有益效果是：通过所述信号转换放大电路可以对所述光感探头组件输出的电流信号转化为电压信号，并进行放大跟随处理，所述采样处理电路对经过放大跟随处理的电压信号进行采样处理后输出至所述主控制电路便于主控制电路根据采样处理后的信号确定太阳光的强度。进一步：所述信号转换放大电路包括多个信号转换放大单元，每个所述信号转换放大单元均包括运算放大器U2、电阻R15、电阻R13、电阻R17、电容C4、电阻R14和电容C5，所述光感探头组件的输出端与所述运算放大器U2的第一级的同相输入端电连接，所述运算放大器U2的第一级的同相输入端通过所述电阻R15接地，所述运算放大器U2的第一级的反相输入端与输出端电连接，所述运算放大器U2的第一级的输出端与所述第二级的同相输入端电连接，所述运算放大器U2的第二级的反向输入端通过所述电阻R13接地，所述运算放大器U2的第二级的反向输入端与输出端之间电连接有所述电阻R17，所述运算放大器U2的第二级的输出端与地之间顺次串联有所述电阻R14和电容C5，且所述电阻R14与所述电容C5的公共端作为输出端与所述采样处理电路的输入端电连接，所述运算放大器U2的正电源输入端与所述电源电路的第一输出端电连接，所述运算放大器U2的正电源输入端通过所述电容C4接地。上述进一步方案的有益效果是：通过电阻R15作为取样电阻将所述光感探头组件根据光照强度产生的小电流转化为电压信号，并经过所述运算放大其U2的第一级进行电压跟随处理，然后经过所述运算放大器U2的第二级进行放大处理，并输出至所述采样处理电路。进一步：所述采样处理电路采用STM32系列单片机。进一步：所述主控制电路采用STM32系列单片机。进一步：所述的太阳辐射自动跟踪电路还包括串口通讯电路，所述串口通讯电路电连接在所述信号处理电路和主控制电路之间。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳辐射自动跟踪电路，其特征在于：包括电源电路、光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路，所述光感探头组件与所述信号处理电路电连接，所述信号处理电路与所述主控制电路电连接，所述主控制电路与所述驱动电路电连接，所述电源电路分别与所述光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路电连接，所述驱动电路分别与用于驱动所述光感探头组件转动的水平电机和垂直电机电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳辐射自动跟踪电路，其特征在于：包括电源电路、光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路，所述光感探头组件与所述信号处理电路电连接，所述信号处理电路与所述主控制电路电连接，所述主控制电路与所述驱动电路电连接，所述电源电路分别与所述光感探头组件、信号处理电路、主控制电路和驱动电路电连接，所述驱动电路分别与用于驱动所述光感探头组件转动的水平电机和垂直电机电连接。


2.根据权利要求1所述的太阳辐射自动跟踪电路，其特征在于：所述电源电路包括电源芯片U1、电容C3、电容C6、电容C11、电感L1、稳压二极管D2、电容C16、电容C18、电阻R2、电阻R3、稳压芯片U2、电容C12和电容C15，所述电源芯片U1的电源输入端与外部电源电连接，所述电源芯片U1的电源输入端与地之间并联有所述电容C3和电容C6，所述电源芯片U1的接地端接地，所述电源芯片U1的源极与栅极驱动端之间电连接有所述电容C11，所述电源芯片U1的源极与所述稳压二极管D2的负极电连接，所述稳压二极管D2的正极接地，所述电源芯片U1的源极与地之间顺次串联有所述电感L1、电阻R2和电阻R3，所述电感L1与所述电阻R2的公共端作为第一输出端分别与所述稳压芯片U2的输入端、光感探头组件电源输入端和驱动电路的电源输入端电连接，所述第一输出端与地之间并联有所述电容C16和电容C18，所述电阻R2和电阻R3的公共端与所述电源芯片U1的反馈电压调节端电连接，所述稳压芯片U2的接地端接地，所述稳压芯片U2的输出端与地之间并联有所述电容C12和电容C15，所述稳压芯片U2的输出端作为第二输出端分别与所述信号处理电路的电源输入端和主控制电路的电源输入端电连接。


3.根据权利要求1所述的太阳辐射自动跟踪电路，其特征在于：所述光感探头组件包括遮光筒和至少一个光敏三极管，所述光敏三极管设置在所述遮光筒内，且所述光敏三极管的光接收窗口位于所述遮光筒一端的端口内，所述光敏三极管的集电极与所述电源电路的第一输出端电连接，所述光敏三极管的发射极与所述信号处理电路的输入端电连接。


4.根据权利要求1所述的太阳辐射自动跟踪电路，其特征在于：所述信号处理电路包括信号转换放大电路和采样处理电路，所述信号转换放大电路分别与所述光感探头组件和采样处理电路电连接，所述采样处理电路与所述主控制电路电连接。


5.根据权利要求4所述的太阳辐射自动跟踪电路，其特征在于：所述信号转换放大电路包括多个信号转换放大单元，每个所述信号转换放大单元均包括运算放大器U2、电阻R15、电阻R13、电阻R17、电容C4、电阻R14和电容C5，所述光感探头组件的输出端与所述运算放大器U2的第一级的同相输入端电连接，所述运算放大器U2的第一级的同相输入端通过所述电阻R15接地，所述运算放大器U2的第一级的反相输入端与输出端电连接，所述运算放大器U2的第一级的输出端与第二级的同相输入端电连接，所述运算放大器U2的第二级的反向输入端通过所述电阻R13接地，所述运算放大器U2的第二级的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝忍，刘俊，
申请(专利权)人：武汉新普惠科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42