Designmethode des Lichtquellensteuerungssystems basierend auf ATMEGA16

2022/04/08

Autor: Iflowpower –Anbieter von tragbaren Kraftwerken

1. Vorwort einhergehend mit immer schwerer werdenden energiekrisen wird die erschließung und nutzung nachwachsender ressourcen zu einem zentralen gegenstand der forschung. Solarenergie zeichnet sich durch universelle, langfristige, sichere und weitere Vorteile aus.

Gegenwärtig wird Solarenergie auf einer Reihe von Gebieten verwendet, wie etwa Batteriesektoren, aber es gibt ein Problem, das bei der Nutzung nicht hoch ist. Es gibt viele Fälle, in denen das Panel entweder in einem festen Winkel oder nur in einem festen Winkel installiert ist, nein Das Sonnenlicht wird vollständig auf die Batterieplatine gestrahlt und verringert die Nutzung der Sonnenenergie. 2.

Das Designprinzip ist so konzipiert, dass es der Sonnenquelle nachgeführt wird. Die gesamte Maschine umfasst: Solarpanel, Energieverwaltungsschaltung, optische Röhre, Einzelchip, Motorantriebsschaltung, Schrittmotor und mechanische Rotationsplattform. Die Systemstruktur ist in Abbildung 1 dargestellt.

Gemäß Abbildung 2 wird das Funktionsprinzip des Systems an der Zwischenposition der Solarzellenkante installiert, und der Winkel der beiden Fotoröhren wird entsprechend dem Sonnenlicht zur Seite des Batteriepanels bestrahlt (wie in der Abbildung gezeigt).α,βUngleich, so dass die Lichtintensität der Fotoröhre 1, 2 von der Größe des optischen Stroms abweicht, wird der optische Strom in ein Spannungssignal umgewandelt, und der Schrittmotor wird in Richtung der Spannung zur Spannung gedreht. 3.

System-Hardware-Design 3.1 Die optische Intensitätserfassungsschaltung verwendet eine 3DU33-Fotoröhre mit hoher Empfindlichkeit als Lichtintensitätserfassungsvorrichtung, und ihr Fotostrom ist größer als 2 mA, und der Emitter kann durch einen kleinen elektrischen Widerstand gesammelt werden, um eine Spannung zu erhalten. Darüber hinaus ist die Reaktionszeit "1 ms, die Reaktionsgeschwindigkeit schnell.

Es sollte beachtet werden, dass der Photostrom bei starkem Licht groß ist. Dabei sollte der Emitterwiderstand der Lichtschranke nicht zu groß sein [2], da sonst die jeweiligen Ausgangsspannungen der Lichtschranken gegen 5 V tendieren, das System zwei gegenüberliegende Lichtschranken nicht erkennen kann. Die Ausgangsspannung ist schlecht.

In diesem Design verwendet R1 330 ω. Unter der Wintereinstrahlung im Winter hat die Ausgangsspannung 3,6 V erreicht.3.

2 Schrittmotordesign mit dem 5-zeiligen Vierphasen-Schrittmotor 28Byj-48, das Verzögerungsverhältnis beträgt 1: 64, der Bellral-Winkel beträgt 5,625°/ 64 = 0,08789°Es ist weit weniger als ein Schrittmotor ohne Verzögerungsverhältnis, was eine gute Wahl ist, um die Tracking-Genauigkeit zu verbessern.

In Bezug auf den Vier-Phasen-Schritt in den Motor kann seine Arbeitsweise in einzelne 4-Schüsse, doppelte 4-Schüsse, 8-Schüsse drei Arbeitsweisen unterteilt werden. Einzelne 4-Schüsse sind gleich dem Schrittwinkel der doppelten 4-Schüsse, aber der Drehimpuls von einzelnen 4-Schüssen ist klein. 8 Nehmen Sie einen Gehwinkel des Arbeitsmodus ein halber einzelner 4-Schuss und doppelter 4-Schüsse, sodass 8-Schüsse hohe Drehmomente aufrechterhalten und die Steuergenauigkeit verbessern können.

Das Design verwendet 8 Arbeitsschüsse, dann hat 1 Schuss einen Drehwinkel von 0,08789°/2=0,043945°Tracking-Genauigkeit weiter verbessern.

3.3 Energieverwaltungsschaltkreise Damit das System im Freien normal betrieben werden kann, ist die Stromversorgung so ausgelegt, dass es das System mit Strom versorgt. Wenn die Ausgangsleistung des Solarpanels nicht ausreicht, wird der Strom von der Lithium-Ionen-Batterie gespeist; wenn die Spannung der Lithium-Ionen-Batterie unter 3 liegt.

5V, das Solarpanel lädt den Lithium-Ionen-Akku auf; andernfalls Stromversorgung durch das Solarpanel. Test, das System läuft zur normalen Zeit mit einer Eingangsleistung von fast 2,5 W (5 V / 480 mA).

Unter Berücksichtigung des Wetters und saisonaler Faktoren ist es im Allgemeinen erforderlich, dass die maximale Ausgangsleistung des Panels 3 W beträgt. Daher ist es darauf ausgelegt, mit 8 Solarzellen (0,5 V / 1,0 V) in Reihe geschaltet zu werden.

2A), um eine Ausgangsleistung von 4 V / 1,2 A (maximale Ausgangsleistung 4,8 W) zu erhalten, Stromversorgung des Systems über eine DC-DC-Boost-Schaltung.

4. Flussdiagramm der Systemsoftware-Entwurfssoftware Wie in Fig. 3 gezeigt, wird das System zuerst durch eine Grobeinstellung betrieben, um den ungefähren Ort der Sonnenquelle zu bestimmen. Die Idee ist: Unterteilen Sie die horizontale Ebene in 12 Regionen, und messen Sie die Lichtintensität 8-mal in jedem Bereich und akkumulieren Sie die Konservierung.

Betreten Sie den nächsten Bereich, messen Sie 8 Mal und akkumulieren Sie, vergleichen Sie die Größe des kumulierten Werts des angrenzenden Bereichs und drehen Sie den Motor in Richtung des kumulativen Werts, bis der größte Bereich des akkumulierten Werts gefunden wird, der anzeigt, dass die Sonne Position ist in diesem Bereich Inside. Nachdem die Grobeinstellung abgeschlossen ist, wird die Stromversorgung des Systems verwaltet und die Spannungsabtastung des Solarmoduls und der Lithium-Ionen-Batterie analysiert, und das richtige Schalterpaar wird angemessen mit elektrischer Energie ausgestattet. Micromondension-Gedanken: Passen Sie die X-Richtung an, nach Abschluss die Y-Richtung.

Um glattere Abtastdaten zu erhalten, wird die Fotoröhre 64 Mal abgetastet, und dann wird der Mittelwert des Mittelwerts, der Mittelwert der seitlichen Fotoröhre verglichen und die Drehrichtung der Schrittmaschine bestimmt. Die Justierung wird abgeschlossen, bis die beiden Abtastwerte der Lichtschranke in x-Richtung und in Y-Richtung gleich sind, und die Justierung ist abgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Quelle in der Mitte der Batterieplatine.

5. Führen Sie die Testbedingungen durch: Die Lichtquelle ist 105 cm vom Laser entfernt, der Laserstift ist in der Mitte der Batterieplatine installiert und der Laserstift ist von der Lichtquelle abgelenkt.±30°Im Sortiment.

Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. 6. Schlussfolgerung Die Testergebnisse zeigen, dass die Lichtquelle von der Lichtquelle abweicht±45°In der Reichweite kann das System die Quelle innerhalb von 9S lokalisieren, und die Abweichung beträgt nicht mehr als 4 cm.

Bei der eigentlichen Anwendung hält sich das System in Echtzeit an der Sonne, und es gibt keinen großen Sonnenwinkel, der die Batterieplatine plötzlich ablenkt, sodass der Laserstift von der Lichtquellenentfernung abweicht. Der von diesem Design gemessene Abweichungsabstand überschreitet 4 cm nicht, und die Designanforderungen werden erfüllt.

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