太陽(yáng)能跟蹤控制器的工作原理

現有的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制器無(wú)外乎兩種：一是使用一只光敏傳感器與施密特觸發(fā)器或單穩態(tài)觸發(fā)器，構成光控施密特觸發(fā)器或光控單穩態(tài)觸發(fā)器來(lái)控制電機的停、轉；二是使用兩只光敏傳感器與兩只比較器分別構成兩個(gè)光控比較器控制電機的正反轉。由于一年四季、早晚和中午環(huán)境光和陽(yáng)光的強弱變化范圍都很大，所以上述兩種控制器很難使大陽(yáng)能接收裝置四季全天候跟蹤太陽(yáng)。這里所介紹的控制電路也包括兩個(gè)電壓比較器，但設在其輸人端的光敏傳感器則分別由兩只光敏電阻串聯(lián)交叉組合而成。每一組兩只光敏電阻中的一只為比較器的上偏置電阻，另一只為下偏置電阻；一只檢測太陽(yáng)光照，另一只則檢測環(huán)境光照，送至比較器輸人端的比較電平始終為兩者光照之差。所以，本控制器能使太陽(yáng)能接收裝置四季全天候跟蹤太陽(yáng)，而且調試十分簡(jiǎn)單，成本也比較低。

　　電路原理

　　電路原理圖如圖1所示，雙運放LM358與R1、R2構成兩個(gè)電壓比較器，參考電壓為VDD（＋12V）的 1/2。光敏電阻 RT1、RT2與電位器 RP1和光敏電阻RT3、RT4與電位器RP2分別構成光敏傳感電路，該電路的特殊之處在于能根據環(huán)境光線(xiàn)的強弱進(jìn)行自動(dòng)補償。如圖2所示，將RT1和RT3安裝在垂直遮陽(yáng)板的一側，RT4和RT2安裝在另一側。當RT1、RT2、RT3和RT4同時(shí)受環(huán)境自然光線(xiàn)作用時(shí)，RP1和RP2的中心點(diǎn)電壓不變。如果只有RT1、RT3受太陽(yáng)光照射，RT1的內阻減小，LM358的③腳電位升高，①腳輸出高電平，三極管VT1飽和導通，繼電器K1導通，其轉換觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)1閉合。同時(shí)RT3內阻減小，LM358的⑤腳電位下降，K2不動(dòng)作，其轉換觸點(diǎn)3與靜觸點(diǎn)2閉合，電機M正轉；同理，如果只有RT2、RT4受太陽(yáng)光照射，繼電器K2導通，K1斷開(kāi)，電機M反轉。當轉到垂直遮陽(yáng)板兩側的光照度相同時(shí)，繼由器K1、K2都導通，電機M才停轉。在太陽(yáng)不停地偏移過(guò)程中，垂直遮陽(yáng)板兩側光照度的強弱不斷地交替變化，電機M轉——停、轉——停，使太陽(yáng)能接收裝置始終面朝太陽(yáng)。4只光敏電阻這樣交叉安排的優(yōu)點(diǎn)是：（l）LM358的③腳電位升高時(shí)，⑤腳電位則降低，LM358的⑤腳電位升高時(shí)，③腳電位則降低，可使電機的正反轉工作既干脆又可靠；（2）可直接用安裝電路板的外殼兼作垂直遮陽(yáng)板，避免將光敏電阻RT2、RT3引至蔽陰處的麻煩。

　　使用該裝置，不必擔心第二天早晨它能否自動(dòng)退回。早晨太陽(yáng)升起時(shí)，垂直遮陽(yáng)板兩側的光照度不可能正好相等，這樣，上述控制電路就會(huì )控制電機，從而驅動(dòng)接收裝置向東旋轉，直至太陽(yáng)能接收裝置對準太陽(yáng)為止。

　　安裝調試

　　整個(gè)太陽(yáng)能接收裝置的結構如圖2。兼作垂直遮陽(yáng)板的外殼最好使用無(wú)反射的深顏色材料，四只光敏電阻的參數要求一致，即亮、暗電阻相等且成線(xiàn)性變化。安裝時(shí)，四只光敏電阻不要凸出外殼的表面，最好凹進(jìn)一點(diǎn)，以免散射陽(yáng)光的干擾；垂直遮陽(yáng)板（即控制盒）裝在接收裝置的邊緣，既能隨之轉動(dòng)又不受其反射光的強烈照射。凋試時(shí)，首先不讓太陽(yáng)直接照到四只光敏電阻上，然后調節RP1、RI2，使LM358兩正向輸人端的電位相等且高于反向輸人端0.5V－1V。調試完畢后，讓陽(yáng)光照到垂直遮陽(yáng)板上，接收裝置即可自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)了。