基于单片机的太阳能最大照度跟踪装置的设计

基于单片机的太阳能最大照度跟踪装置的设计(毕业论文23000字,cad图纸11张合一)
摘  要：当今世界能源短缺、环境污染、化石能源濒临枯竭。太阳能以其储量的无限性、存在的普遍性、开发利用的清洁性等优势为最终解决能源短缺、环境污染和温室效应等问题提供有效途径。太阳每时每刻都是在运动着，如果它的能量转换部分能始终保持与太阳光线垂直，那么它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。太阳能设备的能量转换部分若想保持与太阳光垂直，就必须要跟踪太阳。本文在分析总结太阳能利用方式和国内外太阳能利用水平的基础上,运用相关的理论,提出和设计了一种基于单片机的太阳能最大照度跟踪装置。该装置综合利用光电检测模式和视日轨迹运动模式的优点以实现无障碍的跟踪方式，并且功率比较小,结构相对简单,效率较高,成本低。
关键词：太阳能；跟踪；强度检测；单片机；照度；

Design of Solar Maximum Illumination Tracking Device Based on MCU
Abstract: Today's world energy shortage, environment pollution, fossil energy is on the verge of exhaustion. Solar with its reserves limitless, existing universality, development, utilization of clean provides the effective way that finally solve the conventional energy especially fossil energy brought energy shortage, environment pollution problems and greenhouse effect. The sun is in motion all the time, no matter what kind of solar equipment, if its energy conversion parts can maintain the sun's rays vertical, so it can gather in more solar energy limited using area. If the part of the energy conversion of solar equipment need keep vertical with sunlight, you'll have to track the sun. Based on the analysis of the way of solar energy utilization and the level of solar utilization through home and abroad , on the basis of the theory of using the related, puts forward and designs solar maximum illumination tracking device based on MCU. This device use comprehensively the advantages of photoelectric detection mode and trajectory model to realize the disabled tracking mode. Meanwhile the power of this device is small, structure relatively simple, low cost, high efficiency.
Key words: Solar; Tracking; Strength testing; MCU; Luminous intensity

化为生产力、形成高技术含量的产品，能够推动太阳能的普及利用，拓宽太阳能的利用领域。
1.4  课题研究内容
设计基于51系列单片机的太阳能最大照度跟踪装置。要求能够实现对太阳位置的实时检测，保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线垂直照射太阳能电池板的动力装置，从而提高太阳能光伏组件的发电效率。该系统主要包含以下内容：
（1）微处理器单元
利用MCS-51系列单片机进行各项工作的处理，包括信号的采集和数据的处理及对控制对象的控制。
（2）按键控制模块
利用按键实现人机交互。
（3）太阳能强度检测模块
实现对太阳强度的实时检测，并将光照强度信息提供给处理器。
（4）电机控制单元
结合太阳强度检测信号，控制电机旋转，始终保持光照强度的最大值。
 

目  录
摘 要    1
关键词    1
1  前言    2
    1.1  课题的提出和研究意义    2
    1.2  国内外研究现状及发展趋势    3
    1.3  存在的问题    8
    1.4  课题研究内容    8
2  基于单片机的太阳能自动跟踪装置整体方案的确定    9
    2.1  实现跟踪控制的方案选择    9
    2.2  跟踪装置执行机构方案的选择    10
    2.3  装置的基本工作原理和组成    13
    2.4 光电检测追踪模型方案    13
        2.4.1  传感器类型的确定    14
        2.4.2  光电检测装置结构模型的确定    14
    2.5  视日运动轨迹追踪模型方案    15
    2.6  小结    16
3  光电检测装置的设计    16
    3.1  光电二级管的选择    17
    3.2  光电检测装置尺寸的确定    18
    3.3  小结    20
4  系统硬件电路设计    20
    4.1  LM324芯片简介    20
    4.2  太阳光线信号检测电路的设计    20
        4.2.1  光电检测模式中的检测部分电路设计    20
        4.2.2  光照强度检测（阴雨天）电路设计    22
        4.2.3  光照强度检测（白天、黑夜）电路设计    23
    4.3  电机控制电路的设计    23
        4.3.1  电路中电气元件的介绍    24
        4.3.2  电机控制电路工作原理    24
    4.4  外部时钟电路    25
        4.5.1  复位电路的设计    26
        4.5.2  振荡电路的设计    28
5  跟踪系统程序设计    29
    5.1  系统主程序的设计    29
    5.2  光电检测跟踪模式的程序设计    30
    5.3  视日跟踪模式的程序设计    31
    5.4  时钟模块部分的程序设计    31
    5.5  小结    32
6  结论    32
参考文献    33
致  谢    34