开发的高效太阳能电池板自动太阳跟踪器

文摘

太阳能跟踪器是一个太阳能电池板的设备上安装跟踪太阳的运动确保最大的阳光照射量板。从太阳能电池输出功率将最大面对太阳时即其表面的夹角和太阳光是90度。组件用于其建设是伺服电机、单片机芯片接口328,异地恋。主动传感器不断监控阳光和旋转面板朝着阳光的方向强度最大。

关键字

太阳能跟踪器、光检测电阻,Arduino接口328,伺服电机

介绍

迅速获得重要性太阳能作为能源资源由于其通用性方面的提高,成本效益,提高运营效率和无限的储备,太阳。太阳能电池板,现代科技的替代电源,旨在吸收最大的太阳光量并转换为可用的电力,从而实现自实现化石燃料的缺点越来越受欢迎。

我们的项目包括设计和施工的基于单片机的单轴太阳能跟踪器。当光线落在贷款存款比率,,其电阻变化和潜在的分频器电路用于取得相应的电压值从异地恋的阻力。这个电压信号发送给单片机。基于电压信号,相应的PWM信号发送给伺服电机使它旋转,最后达到一个位置强度的光落在太阳能电池板是最大的。

电路设计

Arduino Uno是一个基于单片机板ATmega328(数据表)。它有14个数字输入/输出针(6可以作为PWM输出),6个模拟输入,16兆赫陶瓷谐振器,一个USB连接,电源杰克,ICSP头和重置按钮。

特点:

328年接口:接口328是一个高性能Atmel 8位AVR基于risc微控制器。通过执行强大的指令在一个时钟周期内,设备达到吞吐量接近1 MIPS / MHz,平衡能源消耗和处理速度。AVR的核心工作结合了丰富的指令集和32个通用寄存器。所有32个寄存器直接连接到算术逻辑单元(ALU),允许两个独立的寄存器访问在一个单指令在一个时钟周期内执行。

328接口提供了以下特点:32 kb ISP闪存与read-while-write功能,1 kb eepm 2 kb SRAM, 23日通用I / O线,32个通用寄存器,工作三个灵活的定时器/计数器与比较模式,内部和外部中断,串行编程USART,面向字节的2线串行接口,SPI串行端口,6通道10位a / D转换器(TQFP和QFN / MLF包8路),可编程看门狗定时器内部振荡器,和五个软件选择节电模式。空闲模式停止CPU允许SRAM、定时器/计数器、USART, 2线串行接口,SPI端口和中断系统继续运作。掉电模式保存寄存器内容但冻结振荡器,禁用所有其他芯片功能,直到下一个中断或硬件复位。ADC降噪模式停止CPU和I / O模块除了异步定时器和ADC,以减少开关噪声在ADC转换。在待机模式下,晶体谐振器/振荡器运行而其他的设备是睡觉。这允许快速启动结合低功耗。

设备制造使用Atmel的高密度非易失性内存技术。芯片上的ISP Flash允许将程序内存重新编程,系统通过SPI串行接口,由传统的非易失性内存的程序员或一个芯片上的启动程序运行在AVR的核心。引导程序可以使用任何接口下载应用程序中的应用程序闪存。在Flash引导部分软件将继续运行,而应用程序Flash部分更新,提供真正Read-While-Write操作。通过结合一个8位RISC CPU与自我在系统可编程单片芯片Flash, Atmega328是一个功能强大的单片机,它提供了一个高度灵活的和成本有效的解决许多嵌入式控制应用程序。

伺服电机:伺服电动机是一种扶轮致动器,允许角位置的精确控制。它使用一个反馈机制来维持其轴位置误差最小。伺服电机有三个电线。其中3线,2线为电动机提供电源和一个用于发送信号所需的电机轴的位置。这些信号是PWM信号的不同的工作周期。伺服轴旋转了一个角度根据准时和停止时间的脉搏。

传感器:贷款存款比率(光敏电阻)作为传感器。异地恋是一个可变电阻器的电阻是入射光的强度成反比。被动传感器,一个潜在的分频器电路用于获得相应的电压值的贷款存款比率。光的强度越高,降低存贷比电阻,从而降低输出电压(电压输出),反之亦然。

输入(ADC): Arduino有内置的10位模拟数字转换器(ADC),因此它可以提供数字值从0 - 1023。

输出(PWM): Arduino 8位PWM发生器,产生PWM信号基于所需的伺服角,伺服控制的旋转。首先设置一个初始角伺服的胳膊,然后根据异地恋的输出递增或递减。

电路的实现

在这个项目的角度计算了发现异地恋的影子。如:如果光源是正确的w.r.t.平台然后对异地恋会收到最大的光和异地恋会留在阴影。我们将使用If语句看到异地恋在阴影和旋转平台在相反的方向,再次面临的来源。在上面的例子中,平台将在正确的方向旋转。

程序有两部分即设置部分和循环部分。设置执行一部分只有一次,一遍又一遍地循环执行部分。首先光明与黑暗的传感器校准值。自校准是只做一次校准所需的代码放在设置部分。

无效的设置:

1。初始化伺服和写90。当轴转向90度然后立刻把可移动平台伺服平台应该是完美的水平和面临的光源,现在在跟踪期间,双方的平台可以移动+ / -900。然后写750伺服,平台将从正常到-150年。在这一点上两传感器的值是读取和保存在两个独立的变量(x1, y1)。当平台是150年从正常(或从750年的水平),那么传感器1的影子,另一个是接收最大的光。

2。然后写1050伺服,现在伺服将会从正常和传感器2 + 150是在阴影和1一个是接收马克斯光。又值采样和保存在另一组变量(x2&y2)。

3所示。现在变量x1, x2 & y1, y2将光线和阴影的值对传感器和使用该值平均值计算并存储在另一组变量。

X = (x1 + x2) / 2。

Y = (y1 + y2) / 2。

4所示。X和Y是声明为全局变量即void_setup之前他们将初始化部分,可用于设置和循环的一部分。

•Void_Loop:

1。读取传感器。

2。值与平均值相比。

3所示。如果从传感器读取价值大于平均值就意味着传感器是在阴影和我们将增加伺服角度直到所读取的值小于平均值。

4所示。同样适用于其他传感器,如果是在阴影则递减,直到伺服角度传感器值低于平均值。

5。最后修正角值写入伺服。

结论

到目前为止,太阳能的使用迅速增加是由于燃料价格的上涨和电力危机。单轴太阳能跟踪器(原型),从太阳能获得最大效率。但会有轻微的变化所需的对齐的太阳能跟踪器的存在多个光源。还是这不会影响的顺利工作的太阳能跟踪器应用程序。我们希望我们的原型设备将有利于更多的改进版本

承认

我们在此表达我们诚挚的感谢电气电子工程系,教授k Radhakrishnan提供我们必要的安排完成我们的项目。我们也感谢我们学院顾问教授伊丽莎白·塞巴斯蒂安的有价值的指导。我们表达我们的诚挚的感谢我们的导游小姐Sini保罗,电气电子工程系,没有他们的有价值的指导和支持这个项目就不会是成功的。我们感谢她的善意和鼓励扩展到我们。

引用

布莱恩·埃文斯“Arduino编程”开始,然后出版社,2011 本杰明盐土,“介绍编程接口单片机”,2013年11月14日