基于51單片機的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統的研究
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本控制系統中所采用光電傳感器為6塊相同的硅光電池，其中4塊用來(lái)制作四象限硅光電池，進(jìn)行誤差校正。2塊作為判斷光照強弱的信號輸出傳感器。
太陽(yáng)跟蹤傳感器是本系統的關(guān)鍵部件。為了保證太陽(yáng)能板的受光面始終與太陽(yáng)光線(xiàn)保持垂直而不發(fā)生偏離，采用特制的四象限硅光電池作為太陽(yáng)跟蹤誤差校正用傳感器。
如圖3所示為四象限跟蹤太陽(yáng)傳感器原理圖。當光軸對準太陽(yáng)時(shí)，光斑的中心在光軸上。四個(gè)象限接收到相同的光功率，輸出相同的電壓信號。當光軸未對準太陽(yáng)時(shí)即太陽(yáng)光與光軸成一角度θ時(shí)，光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)系統照射到四象限光電池上形成的光斑必然發(fā)生偏移即(x≠O，y≠O)。由于各象限的光功率與各象限的光斑面積成正比，每個(gè)象限被光斑覆蓋的面積不同，因此各象限光電池產(chǎn)生的電壓不盡相同。根據上述將Vx，Vy進(jìn)行模數轉換，然后送入單片機。單片機通過(guò)驅動(dòng)設備可控制俯仰角電機和方位角電機轉動(dòng)，直到Vx=Vy=O，即x=O，y=O，則表明系統光軸已經(jīng)對準太陽(yáng)，根據以上原理即可對太陽(yáng)能板位置誤差進(jìn)行校正。
判斷光強信號傳感器由兩塊光電池組成，一塊接受太陽(yáng)輻射，另外一塊受光面背光。如圖4所示，前一塊光電池的作用是：判斷太陽(yáng)直射輻射的強度，在直射輻射較弱時(shí)不啟動(dòng)跟蹤程序，從而避免多云天氣的盲目跟蹤。后一塊光電池的作用是當長(cháng)時(shí)間陰天或多云轉晴后太陽(yáng)重新出現時(shí)，判斷太陽(yáng)直射輻射的強度，來(lái)決定是否啟動(dòng)跟蹤程序。
1．3 采樣保持與A／D轉換電路
本系統選用的A／D轉換為MAXIM公司生產(chǎn)的MAXl86轉換器，是串行輸出CMOS芯片。其轉換速度快，精度高，耗電省，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，適用于各種儀器儀表和自動(dòng)控制系統中的數據采集。MAXl86轉換器自帶有采樣保持器，因而系統不再設計采樣保持電路。而且與AT89C51為串行連接，接口電路如圖5所示。
1．4 時(shí)鐘芯片DSl302
DSl302與AT89C51單片機接口采用3線(xiàn)(RST，SCLK和I／O)連接，AT89C51為主芯片負責控制2芯片之間的數據通訊。RST為數據通訊的使能信號，為O則允許通訊；為1則禁止通訊。SCLK為數據通訊的位同步脈沖信號，I／O是雙向串行數據傳輸線(xiàn)。RST，SCLK都是單片機發(fā)出的控制信號，如圖6所示。
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