俯仰光電傳感器及其相配合的俯仰遮光器結(jié)構(gòu)實物如圖6所示。用俯仰光電傳感器檢測俯仰遮光器產(chǎn)生的陰影來確定太陽能利用裝置與太陽的俯仰相對位置。

遮光器配合下光電傳感器檢測電路主要由光電傳感器、電阻、電位器以及LM393芯片組成。當光電傳感器接受的光照強度大于設(shè)定值時，LM393芯片-IN管腳電位低于+IN管腳電位，此時，LM393芯片OUT管腳輸出高電平;當光電傳感器接受的光照強度小于設(shè)定值時，LM393芯片-IN管腳電位高于+IN管腳電位，此時，LM393芯片OUT管腳輸出低電平。LM393芯片-INT管腳和+IN管腳分別與單片機的P2.0和P2.1口相連。兩光電傳感器的檢測電路如圖7所示。

根據(jù)太陽的運動軌跡，執(zhí)行模塊在水平方向上的轉(zhuǎn)動角度為180度，執(zhí)行模塊水平方向上裝有兩個位置傳感器，用來限定執(zhí)行模塊的水平運動范圍;執(zhí)行模塊在俯仰方向上的轉(zhuǎn)動角度為90度，執(zhí)行模塊俯仰方向上也裝有兩個限位傳感器，用來限定執(zhí)行模塊的的俯仰運動范圍。

2.3 控制模塊設(shè)計

控制模塊以一片STC89C52芯片為核心，接受檢測模塊傳遞的信號后，通過對信號處理使執(zhí)行模塊的兩個步進電機動作，從而保證太陽能利用裝置接受最大強度光照?？刂颇K中應(yīng)用的單片機系統(tǒng)由STC89C52RC芯片、供電電路、復(fù)位電路、晶振電路四部分組成。

3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計

該控制系統(tǒng)的軟件主要由一個主程序及一些子程序組成。主程序由一些狀態(tài)選擇語句、循環(huán)語句組成，主要是在系統(tǒng)復(fù)位后重新檢測執(zhí)行模塊與太陽的相對位置。當傳感器傳回相應(yīng)的光照、位置等信息后，STC89C52響應(yīng)相應(yīng)信號，控制步進電機轉(zhuǎn)動。子程序的主要作用是通過電機正反轉(zhuǎn)控制執(zhí)行模塊的動作，使太陽能利用裝置在水平與俯仰方向上組合運動。

程序流程圖如圖8所示。

4 結(jié)束語

太陽追蹤系統(tǒng)創(chuàng)新之處在于仿照向日葵，遵循太陽運動規(guī)律，采用采用光電傳感器檢測太陽照射下遮光器的陰影精確定位太陽與太陽能利用裝置相對位置，通過單片機智能控制，實現(xiàn)太陽能利用裝置的全程太陽追蹤。本系統(tǒng)的主要功能是提高太陽光能的利用率，以緩解當前能源緊張的現(xiàn)狀。將其應(yīng)用在太陽能發(fā)電站、太陽能路燈、太陽能熱水器、太陽灶以及所有固定式太陽能電池板等處，能夠大大提高這些裝置的利用率。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的不斷提高，它將被應(yīng)用到更廣泛的場合。