主動式太陽能追日系統(tǒng)設(shè)計
3.3 電機(jī)驅(qū)動電路
步進(jìn)電機(jī)單靠交流供電或直流電源無法工作,必須與驅(qū)動電路同時使用才能發(fā)揮其功能,驅(qū)動器(驅(qū)動電路)由決定換向順序的控制電路(或稱為邏輯電路)與控制電機(jī)輸出功率的換相電路(或稱為功率電路)組成。
電機(jī)驅(qū)動電路是步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ),采用東芝公司的TB6560芯片作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動芯片,該芯片可以設(shè)置細(xì)分?jǐn)?shù)、輸出電流等參數(shù)。在該系統(tǒng)中,這些功能都通過跳線的形式來實現(xiàn)。驅(qū)動電路如圖5所示。本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/159420.htm
3.4 時鐘電路
時鐘電路可以向系統(tǒng)提供當(dāng)前的日期和時間,使控制系統(tǒng)可以結(jié)合自身所處的地理位置,通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄓ嬎愠鰬?yīng)該轉(zhuǎn)動的角度,從而獲得最佳的太陽照射。
時鐘電路采用具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實時時鐘芯片DS1302,芯片主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸,可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能,并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768 kHz晶振。芯片可以對年、月、日、時、分、秒進(jìn)行計時,且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。可以為追日系統(tǒng)提供實時時間。時鐘電路如圖6所示。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1 系統(tǒng)工作流程
系統(tǒng)上電后,首先完成機(jī)械裝置(云臺)的回零,然后,根據(jù)管理員輸入的工作地點參數(shù),實時采集時間,判斷天氣情況。若天氣為陰,隔1小時后重新檢測天氣;若天氣晴朗,則系統(tǒng)在當(dāng)前時間基礎(chǔ)上再加15分鐘,判斷是否在設(shè)定的工作時間內(nèi)。若在設(shè)定工作時間內(nèi),則計算太陽方位角和高度角,進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)完成任務(wù);否則,重新采集時間。系統(tǒng)工作流程圖如圖7所示。
4.2 主動式太陽能追日系統(tǒng)編程
(1)編程環(huán)境
使用廣州雙龍電子有限公司的ICCAVR編譯環(huán)境,通過選擇對應(yīng)的芯片、包含對應(yīng)的頭文件、書寫正確的C程序來實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。
(2)燒寫單片機(jī)
連接JTAG后,通過點擊界面中的AVR按鈕,就可以進(jìn)入燒寫界面。選擇需要燒寫的HEX文件后,即可開始燒寫,一般燒寫32 KB的文件需要10 s左右的時間。燒寫完成后,單片機(jī)會自動復(fù)位,開始運行程序。
結(jié)語
在ATmega32單片機(jī)硬件系統(tǒng)和追日系統(tǒng)云臺的基礎(chǔ)上,結(jié)合編制的程序,成功設(shè)計出了主動式太陽能追日系統(tǒng)。該系統(tǒng)達(dá)到了快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定跟蹤太陽的效果,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。此外,系統(tǒng)具有鍵盤輸入電路和LCD顯示界面,整個系統(tǒng)操作簡單、控制方便,大大提高了系統(tǒng)的自動化程度和實用性。
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