基于STC12C5A32S2的太陽能跟蹤控制器的研究

【摘要】：隨著人們對環(huán)境污染及化石能源枯竭的擔(dān)憂,太陽能作為可再生清潔能源逐漸被人們所重視。但目前太陽能的光電的轉(zhuǎn)換效率普遍較低。采用跟蹤控制技術(shù)就可以有效提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率,故本文在雙軸記憶跟蹤控制器方面進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了基于四象限定位記憶跟蹤系統(tǒng)以提高轉(zhuǎn)換效率。該系統(tǒng)具有跟蹤精度高,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便等特點(diǎn)。 根據(jù)對太陽跟蹤的特點(diǎn)與要求,本文針對太陽能跟蹤控制器的電路與程序?qū)崿F(xiàn)做了深入研究。跟蹤部分采用了減速機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)較小功率電機(jī)驅(qū)動跟蹤裝置,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動采用的是SH-203A細(xì)分驅(qū)動器,有兩臺步進(jìn)電機(jī)分別實(shí)現(xiàn)方位角和高度角的跟蹤。在跟蹤裝置中安裝有兩個接近開關(guān)以便于防止在日常工作時跟蹤系統(tǒng)已至極限位置,電機(jī)仍在工作導(dǎo)致燒壞電機(jī)；另一個在裝置復(fù)位到位時能向單片機(jī)產(chǎn)生中斷請求信號,進(jìn)而讓電機(jī)停止工作。 為降低功耗,采用了以下措施。在跟蹤時間段之外關(guān)閉單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換電源來降低能耗同時將系統(tǒng)設(shè)置為空閑狀態(tài)亦可降低功耗；每次為步進(jìn)電機(jī)一次性送入100個脈沖,這樣使得在沒有送脈沖時電機(jī)相電流將降為工作時的一半。 控制方式采用光電跟蹤與記憶跟蹤相結(jié)合的方式,在跟蹤時間段內(nèi),光電跟蹤模式與記憶跟蹤模式可以相互切換。這樣一來既能保證系統(tǒng)對太陽跟蹤的準(zhǔn)確性,又可以避免天氣的不利影響,同時還可以避免時鐘式跟蹤所造成的累積誤差等缺點(diǎn)。該控制系統(tǒng)系統(tǒng)本身成本較低,可以把其廣泛的應(yīng)用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,具有較好的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。 【關(guān)鍵詞】：太陽自動跟蹤系統(tǒng) 雙軸跟蹤 光電式跟蹤 記憶式跟蹤 低壓檢測
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM571.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.1.1 課題研究背景10
• 1.1.2 課題研究的目的與意義10-11
• 1.2 太陽跟蹤技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 目前存在的主要問題12
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容12-13
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)13-14
• 2 太陽自動記憶跟蹤系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)14-18
• 2.1 太陽跟蹤方式的確定14-15
• 2.1.1 光電跟蹤模式14
• 2.1.2 程控跟蹤模式14
• 2.1.3 光電跟蹤與程控相結(jié)合模式14
• 2.1.4 本系統(tǒng)采用的跟蹤模式14-15
• 2.2 跟蹤裝置的確定15
• 2.3 控制芯片的確定15-16
• 2.4 系統(tǒng)的總體構(gòu)成與跟蹤原理16-17
• 2.5 本章小結(jié)17-18
• 3 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)18-38
• 3.1 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能18
• 3.2 STC12C5A32S2單片機(jī)控制器的應(yīng)用18-21
• 3.2.1 STC12C5A32S2單片機(jī)的特性18
• 3.2.2 STC12C5A32S2單片機(jī)的引腳分配18-19
• 3.2.3 STC12C5A32S2單片機(jī)外部接口19-20
• 3.2.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路20-21
• 3.3 四象限方位傳感器定位電路的設(shè)計(jì)21-25
• 3.3.1 光敏元件的選擇21-23
• 3.3.2 光電檢測跟蹤裝置的設(shè)計(jì)23-25
• 3.4 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動電路設(shè)計(jì)25-30
• 3.4.1 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)26
• 3.4.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇26-27
• 3.4.2.1 步進(jìn)電機(jī)的分類26
• 3.4.2.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇26-27
• 3.4.3 步進(jìn)電機(jī)線圈的連接方式27
• 3.4.4 SH-203A細(xì)分驅(qū)動器的工作原理27-29
• 3.4.4.1 軟件控制法27
• 3.4.4.2 硬件控制法27
• 3.4.4.3 細(xì)分驅(qū)動器原理27-28
• 3.4.4.4 SH-203A細(xì)分驅(qū)動器的使用28-29
• 3.4.5 步進(jìn)電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)29-30
• 3.5 低壓檢測電路的設(shè)計(jì)30-31
• 3.6 時鐘電路的設(shè)計(jì)31-33
• 3.6.1 DS1302芯片簡介31-32
• 3.6.2 DS1302引腳功能與結(jié)構(gòu)32
• 3.6.3 DS1302電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.7 外圍輔助電路的設(shè)計(jì)33-37
• 3.7.1 按鍵電路的設(shè)計(jì)33-34
• 3.7.2 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)34-35
• 3.7.3 接近開關(guān)電路的設(shè)計(jì)35-36
• 3.7.4 電源36-37
• 3.8 本章小結(jié)37-38
• 4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)38-55
• 4.1 程序整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.1 Keil uVision3簡介38
• 4.1.2 程序的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38-39
• 4.2 步進(jìn)電機(jī)工作模塊的程序設(shè)計(jì)39-41
• 4.2.1 與步進(jìn)電機(jī)相關(guān)的參數(shù)確定39-41
• 4.2.2 步進(jìn)電機(jī)工作流程圖41
• 4.3 光電跟蹤模塊的程序設(shè)計(jì)41-42
• 4.4 記憶跟蹤模塊的程序設(shè)計(jì)42-47
• 4.4.1 EEPROM的特點(diǎn)及扇區(qū)地址的分配42-44
• 4.4.2 對EEPROM扇區(qū)的讀、編程和擦除44-46
• 4.4.3 記憶跟蹤模式程序流程圖46-47
• 4.5 時鐘電路的程序設(shè)計(jì)47-49
• 4.6 系統(tǒng)節(jié)能的程序設(shè)計(jì)49
• 4.7 顯示模塊的程序設(shè)計(jì)49-50
• 4.8 按鍵電路的程序設(shè)計(jì)50-52
• 4.9 低壓檢測電路的程序設(shè)計(jì)52-53
• 4.10 系統(tǒng)的可靠性(WDT)53-54
• 4.12 本章小結(jié)54-55
• 5 程序聯(lián)合調(diào)試55-58
• 5.1 程序下載說明55
• 5.2 顯示電路測試55
• 5.3 光敏電阻電路輸出電壓測試55
• 5.4 按鍵電路測試55-56
• 5.5 記憶模式測試56
• 5.6 光電跟蹤模式測試56
• 5.7 系統(tǒng)綜合測試56
• 5.8 跟蹤系統(tǒng)各模塊實(shí)物及樣機(jī)圖56-57
• 5.9 本章小結(jié)57-58
• 6 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 全文總結(jié)58
• 6.2 展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-62

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

西班牙采用聯(lián)合投資形式開發(fā)太陽能電站    王志偉;

基于單片機(jī)的太陽能電池自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    薛建國

一種高精度全天候太陽跟蹤儀的設(shè)計(jì)    黃劍波;樸仁官;郭幫輝;王克軍;

用四象限硅光電池和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)太陽跟蹤    吳靜;楊懿;潘英俊;

用于太陽能集熱裝置的太陽跟蹤傳感器    張四全;任德志;徐莉萍;李楠;

采用四象限探測器的雙軸跟蹤控制技術(shù)    王岱,楊世洪

全自動太陽跟蹤器的研制和應(yīng)用    呂文華;賀曉雷;于賀軍;李建英;

基于并聯(lián)球面機(jī)構(gòu)的太陽跟蹤裝置研究    張順心,宋開峰,范順成

太陽自動跟蹤器的研究    孫茵茵,鮑劍斌,王凡

兩維程控太陽跟蹤器控制系統(tǒng)的研制    饒鵬,孫勝利,葉虎勇

自適應(yīng)復(fù)精度太陽跟蹤平臺    孫茵茵

基于DSP的太陽跟蹤控制系統(tǒng)研究    張翌翀

計(jì)算機(jī)控制雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)及其偏差檢測    廖錦城

主動式太陽跟蹤及驅(qū)動系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)    任松林

空心電抗器內(nèi)表面檢測儀傳動和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究    趙琳娜

基于AVR單片機(jī)的門禁控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    周斌;陳偉海;于守謙;

雙軸跟蹤裝置對太陽能發(fā)電系統(tǒng)增效的理論研究    盧育發(fā);李旗號;李倩;

智能型遮陽控制系統(tǒng)的研究及構(gòu)建    陳一飛

太陽能利用跟蹤技術(shù)的研究進(jìn)展    許啟明;馮俊偉;宮明;

太陽能供電與半導(dǎo)體制冷箱的設(shè)計(jì)    張曦;

太陽輻射量與光伏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件    楊金煥;葛亮;

光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及注意事項(xiàng)    王潤波;

大型集中并網(wǎng)光伏電站硬件設(shè)計(jì)要求及安全保護(hù)    王志剛;龍維緒;崔海昱;鄧菊蓮;劉祖明;廖華;涂潔磊;

淺談生態(tài)城市新發(fā)展    王海燕;

黔西南太陽能密集烤房烘烤節(jié)能效果研究    馬瑩;彭宇;王剛;何兵;李家俊;陳風(fēng)雷;王豐;楊雙劍;周長華;邵忠順;曹鵬;吳良學(xué);

基于機(jī)理模型的并網(wǎng)光伏電站實(shí)時效率分析    陳祥;

汽車空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)    朱昱;羅峰;孫澤昌;

基于單片機(jī)的標(biāo)記打印機(jī)字符輸出及顯示    張新敏;劉春哲;李雅峰;

基于單片機(jī)PWM控制逆變電源的設(shè)計(jì)    袁兆梅;張治國;

基于XC866的無刷直流電機(jī)驅(qū)動器    王洋;朱文;

雙向多樣本模擬微重力效應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺的研制    于建茹;譚映軍;聶捷琳;

潔凈能源發(fā)電裝置的研究與設(shè)計(jì)    高金波;劉暢;

基于C8051F020 SOC爬行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    王盛軍;

單級式光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略    趙國強(qiáng);宋占魁;

基于機(jī)理模型的并網(wǎng)光伏電站實(shí)時效率分析    陳祥;

光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究    徐曉冰

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)及決策研究    朱震宇

金屬帶式無級變速器控制系統(tǒng)和控制策略研究    楊新樺

基于Z拓?fù)涞墓夥⒕W(wǎng)逆變器研究    程如岐

有機(jī)基太陽能電池中有序結(jié)構(gòu)材料及其界面和性能    楊志勝

可再生能源發(fā)電政策與環(huán)境效益分析方法研究    秦湘靈

太陽能熱光伏系統(tǒng)機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究    陳雪

嚙合式電動機(jī)的基礎(chǔ)研究    呂新明

多輸入直流變換器電路拓?fù)浼翱刂撇呗匝芯?nbsp;   李艷

金屬帶式無級變速器控制系統(tǒng)與控制策略研究    楊新樺

用于礦燈充電的獨(dú)立光伏系統(tǒng)研究    毛娟

注塑機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究    丁鑒彬

智能輪式移動機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    李志欣

利用紅外熱像儀進(jìn)行光譜成像研究    蔣云鵬

大功率柴油機(jī)數(shù)字式電子調(diào)速器設(shè)計(jì)研究    王博

基于DSP轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    吳天柱

異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)    李志武

電控氣動換擋系統(tǒng)中換擋力控制策略的研究    孫斌

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT及孤島檢測新方法的研究    于希洋

基于GPRS的河套平原灌區(qū)水資源數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用研究    房永亮

西班牙采用聯(lián)合投資形式開發(fā)太陽能電站    王志偉;

干式空心電抗器電流分布與損耗    周書琴,楊力軍

太陽能熱水供應(yīng)的現(xiàn)狀與發(fā)展    韓晶,石久勝,高云峰

中國的太陽能資源及應(yīng)用潛力    由世俊,孫賀江,馬德剛,楊洪興

用四象限硅光電池和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)太陽跟蹤    吳靜;楊懿;潘英俊;

串行時鐘芯片DS1302的應(yīng)用    丁金華,孫秋花

2002-2003年國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)變壓器類設(shè)備事故統(tǒng)計(jì)與分析(二)    王夢云

電視跟蹤系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)    付曉煒,李久賢

用于電動機(jī)控制的幾種新型單片微處理器    楊耕;曾光;鐘彥儒;

干式空心電抗器的作用和使用壽命    李樹田;

碟式太陽能熱發(fā)電跟蹤機(jī)構(gòu)電路優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)    鄭飛

新型太陽跟蹤裝置機(jī)構(gòu)的研究    宋開峰

自適應(yīng)復(fù)精度太陽跟蹤平臺    孫茵茵

太陽自動追蹤系統(tǒng)的研究    趙麗偉

步進(jìn)電機(jī)細(xì)分電路在針型打印機(jī)中的應(yīng)用    朱江;

步進(jìn)電機(jī)數(shù)控裝置的糾錯問題    馬廣勝;

步進(jìn)電機(jī)的升降頻時間測量電路    李殿友,陳炳貴

CTC調(diào)速與螺紋的加工    胡承文;

微型電腦在低溫實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用    宋垚臻;計(jì)光華;吳業(yè)正;

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路的故障診斷技術(shù)    王繼唐 ,周清泉

步進(jìn)電機(jī)在艦載雷達(dá)波導(dǎo)轉(zhuǎn)換開關(guān)中的應(yīng)用    李清秀

電機(jī)驅(qū)動器UDN2998W的應(yīng)用    劉貴喜，謝仕聘

聲強(qiáng)法測量艦船噪聲的控制系統(tǒng)研究    張茂有,何鐘,李萬春,吳永昌

一種改進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源    黃吉勝

數(shù)控系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制的實(shí)現(xiàn)    王振臣;徐宇馨;

步進(jìn)電機(jī)對空間大慣量反射鏡驅(qū)動性能的研究    方丹;

微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)多級、可變細(xì)分原理及在數(shù)控線切割加工中的應(yīng)用    白基成;王蔚岷;趙萬生;劉晉春;

DSP在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究    黃楊暉;戴曙光;穆平安;常淞;

步進(jìn)電機(jī)在血液透析機(jī)中的應(yīng)用    汪多娣;柳力昌;

步進(jìn)電機(jī)的一種分度算法    王玉琳;

單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)式摩托車儀表    汪治華;潘英俊;胡新宇;胡順仁;

FS-100多幅相機(jī)維修兩例    周茂盛;

PC機(jī)并行打印接口在控制中的應(yīng)用    高宗海;侯一民;楊農(nóng)合;李大成;

基于AVR單片機(jī)的連續(xù)送樣系統(tǒng)    彭愛民;王廣祥;曾衛(wèi)華;

用觸摸屏仿真步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的方法    湖南 張政軍 錢麗霞

如何判斷步進(jìn)電機(jī)的相序及首尾端    廣東 肖正光

太陽能板塊再現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)股激情？    萬國測評 李榮昌

“太陽”指路伴你行    本報(bào)記者 英濤 實(shí)習(xí)生 楊淼 通訊員 王永強(qiáng)

中國成為世界太陽能市場新興力量    林西

首條陶瓷太陽能板生產(chǎn)線投產(chǎn)    記者 蔡忠仁

自制太陽能1W LED燈    合肥 顏德生

步進(jìn)電機(jī)解決方案    林宗輝

太陽能船將進(jìn)行環(huán)球首航    記者　 張亮

談數(shù)控驅(qū)動與步進(jìn)電機(jī)連線不匹配故障的處理    湖南 劉力豐

金屬帶式無級變速器數(shù)控液壓系統(tǒng)技術(shù)研究    謝飛

激光微加工系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊雷

仿人機(jī)器人關(guān)節(jié)用永磁球形步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置檢測及控制策略    雍愛霞

機(jī)器視覺球面孔位快速精密測量系統(tǒng)的研究    徐曉秋

基于可重構(gòu)的輪輞壓窩沖孔機(jī)的研究    田波

基于機(jī)器視覺的作物對行噴藥控制系統(tǒng)研究    饒洪輝

新生兒苯丙酮尿癥（PKU）熒光篩查系統(tǒng)的研究    劉鳳軍

膠鞋模具CAD/CAM一體化技術(shù)的研究    嚴(yán)曉光

XX衛(wèi)星熱控百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)及虛擬樣機(jī)協(xié)同仿真    賴一楠

仿人機(jī)器人關(guān)節(jié)用永磁球形步進(jìn)電動機(jī)的基礎(chǔ)研究    李爭

基于STC12C5A32S2的太陽能跟蹤控制器的研究    李健

數(shù)控加工模擬實(shí)驗(yàn)臺的研制    張克華

基于NIOS Ⅱ的步進(jìn)電機(jī)控制器的實(shí)現(xiàn)    汪博

基于Linux的往復(fù)走絲線切割機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的通訊及電機(jī)控制研究    范益民

車輛及機(jī)械設(shè)備測控關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用    艾思特

放射治療中的三維激光定位系統(tǒng)    張東風(fēng)

一種數(shù)字閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其PLC控制的研究    褚金利

一種摩擦輪驅(qū)動微位移工作平臺的研究    程常運(yùn)

基于DSP和FPGA的機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究    劉永鋒

汽車數(shù)字儀表總成的研究開發(fā)    李飛