一種基于FPGA的太陽(yáng)跟蹤器的設計及實(shí)現

　　3 基于FPGA的太陽(yáng)跟蹤系統各模塊設計

　　太陽(yáng)跟蹤系統模塊圖如圖4所示。這里對基于FPGA的太陽(yáng)實(shí)時(shí)跟蹤系統建立的計時(shí)模塊、日出日落時(shí)間計算模塊、高度角方位角計算模塊、步進(jìn)電機脈沖產(chǎn)生模塊的設計及結果進(jìn)行詳細的介紹。

　　3．1 計時(shí)模塊

　　視日運動(dòng)跟蹤方法需要時(shí)間和地理緯度信息，一般的太陽(yáng)跟蹤系統的位置固定，可以自行設定其地理緯度值。對于時(shí)間建立了計時(shí)模塊，通過(guò)對時(shí)鐘進(jìn)行多級分頻輸出視日運動(dòng)跟蹤算法所需的間信息。

　　3．2 太陽(yáng)日出日落時(shí)間計算模塊

　　此模塊計算每天太陽(yáng)的日出日落時(shí)間，據此保證在太陽(yáng)的照射時(shí)間范圍內，太陽(yáng)跟蹤系統正常運行，在非照射時(shí)間，太陽(yáng)跟蹤系統處于休眠狀態(tài)。太陽(yáng)的日出日落時(shí)間即太陽(yáng)的高度角為零的時(shí)間。由高度角計算公式(8)和時(shí)角計算公式(9)推出太陽(yáng)的日出日落時(shí)間公式(10)。

　　太陽(yáng)日出日落時(shí)間計算模塊仿真波形如圖5所示，輸出為10 b Q4格式，dn為時(shí)間序號，其中richu代表日出時(shí)刻，riluo代表日落時(shí)刻。對太陽(yáng)日出日落模塊輸出結果分析如表1所示，dn為仿真隨機選取的日期，太陽(yáng)日出日落時(shí)間只與dn有關(guān)。對該模塊輸出的10 b Q4格式的時(shí)間計算其實(shí)際的代表值，并與理論計算值做比較，經(jīng)計算其輸出時(shí)間誤差很小，該模塊能夠準確計算出日出日落時(shí)間。