基于dsPIC30F的移動式太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘要】：新能源和可再生能源在我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中具有重要作用，是我國能源發(fā)展的重要內(nèi)容和組成部分。太陽能是大自然賜予人類的一種取之不盡，用之不竭的清潔、經(jīng)濟(jì)的寶貴能源。太陽能跟蹤系統(tǒng)能夠顯著提高太陽能光伏組件的發(fā)電效率。 課題的研究立足于移動物體的太陽光跟蹤，其主要目的是探究采用低成本、高效率的方法，使光伏電池組利用太陽能跟蹤系統(tǒng)在移動的物體上獲得最大的光能量，以提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，同時根據(jù)設(shè)備負(fù)載的變化使光伏電池輸出最大功率。 課題研究的意義在于推進(jìn)國內(nèi)太陽能光伏電池的應(yīng)用，使其朝著普及化的方向發(fā)展，本課題主要是研究在移動物體上如何獲得最大光功率，拓寬了其應(yīng)用場合。 論文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要解決：光敏元件的選擇，三維光敏傳感器的外形設(shè)計(jì)及內(nèi)部光敏管的安裝，跟蹤系統(tǒng)主控制器的設(shè)計(jì)，步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要解決: A/D轉(zhuǎn)換，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)換角的計(jì)算，跟蹤系統(tǒng)主程序等。 【關(guān)鍵詞】：太陽能自動跟蹤 三維光敏傳感器 光電跟蹤 dsPIC30F數(shù)字信號處理器 步進(jìn)電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4;TP212
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題研究的目的和意義8-9
• 1.1.1 課題研究的目的8
• 1.1.2 課題研究的意義8-9
• 1.2 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的驅(qū)動方式9
• 1.2.2 自動跟蹤系統(tǒng)跟蹤太陽光的方式9-11
• 1.2.3 國內(nèi)外研究狀況11-12
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容12-15
• 1.3.1 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)組成及設(shè)計(jì)要求12-14
• 1.3.2 課題研究內(nèi)容14-15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 三維光敏傳感器設(shè)計(jì)16-26
• 2.1 常用光敏傳感器16-20
• 2.1.1 光敏電阻16-17
• 2.1.2 光電池17-19
• 2.1.3 光敏二極管和光敏三極管19-20
• 2.2 三維光敏傳感器的設(shè)計(jì)20-25
• 2.2.1 光電集成傳感器 LXD/GB5-A1DPH21-22
• 2.2.2 三維光敏傳感器的電路設(shè)計(jì)22-23
• 2.2.3 三維光電傳感器性能參數(shù)概述23-25
• 小結(jié)25-26
• 第三章 跟蹤系統(tǒng)主控制器的設(shè)計(jì)26-59
• 3.1 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2 基于 dsPIC30F4013 的硬件電路設(shè)計(jì)27-30
• 3.2.1 dsPIC30F4013 器件概述27-29
• 3.2.2 自動跟蹤系統(tǒng)的基本組成29-30
• 3.3 ADC 模塊接口設(shè)計(jì)30-34
• 3.3.1 dsPIC30F4013 A/D 模塊30-31
• 3.3.2 A/D 結(jié)果緩沖器31
• 3.3.3 轉(zhuǎn)換操作31-32
• 3.3.4 選擇轉(zhuǎn)換過程32-33
• 3.3.5 編程轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的啟動33
• 3.3.6 中止轉(zhuǎn)換33-34
• 3.4 LCD 液晶顯示屏設(shè)計(jì)34-39
• 3.4.1 SMG12864G2-ZK 液晶顯示模塊概述34-35
• 3.4.2 SPI 模塊35
• 3.4.3 SPI 功能描述35-36
• 3.4.4 字和字節(jié)通信36
• 3.4.5 禁止 SDOx36-37
• 3.4.6 幀 SPI 支持37
• 3.4.7 CPU 休眠模式下的 SPI 工作37
• 3.4.8 128*64LCD 與 dsPIC30F4013 器件的 SPI 通信37-39
• 3.5 dsPIC30F4013 器件的通用異步收發(fā)器（UART）模塊39-44
• 3.5.1 UART 模塊概述39
• 3.5.2 使能并設(shè)置 UART39-40
• 3.5.3 發(fā)送數(shù)據(jù)40-41
• 3.5.4 接收數(shù)據(jù)41-42
• 3.5.5 接收錯誤處理42
• 3.5.6 UART 通信程序42-44
• 3.6 dsPIC30F4013 的 I2C 通信44-58
• 3.6.1 dsPIC30F4013 的 I2C 模塊44
• 3.6.2 I2C 模式下的配置44-45
• 3.6.3 I2C 模塊地址45
• 3.6.4 I2C 主器件支持45
• 3.6.5 I2C 主控模式工作原理45-47
• 3.6.6 AT24C08 從器件操作47-48
• 3.6.7 器件尋址48
• 3.6.8 寫操作48-49
• 3.6.9 讀操作49-50
• 3.6.10 dsPIC30F4013 的 I2C 通信程序50-58
• 小結(jié)58-59
• 第四章 步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動電路59-63
• 4.1 控制及驅(qū)動芯片工作原理59-61
• 4.1.1 L297 的工作原理59-60
• 4.1.2 L298 的工作原理60-61
• 4.2 步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動電路61-62
• 小結(jié)62-63
• 第五章 自動跟蹤系統(tǒng)的軟件開發(fā)與調(diào)試63-77
• 5.1 MPLAB 集成開發(fā)環(huán)境簡介63-67
• 5.1.1 建立源文件63-65
• 5.1.2 建立一個工程選擇芯片65-67
• 5.1.3 程序編譯67
• 5.2 軟件設(shè)計(jì)67-76
• 5.2.1 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)換角的產(chǎn)生67-72
• 5.2.2 主程序設(shè)計(jì)72-76
• 5.3. 整機(jī)系統(tǒng)調(diào)試76-77
• 第六章 全文總結(jié)77-78
• 參考文獻(xiàn)78-80
• 致謝80

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