太阳能电池板自动跟踪系统设计
第6章 实验及结论
本文设计的太阳能跟踪系统，系统通过RS232模块串行接口，控制数表写入EEPROM中，然后通过单片机从数表中读出数据，控制步进电机的转动。
针对该测试系统，进行了电机转动测试实验。测试数据一部分(电机转动角度)如表所示。实验结果表明，本文设计的跟踪器，可以实现准确的角度输出，输出信号的可以通过电脑通讯改变。电机转动角度还要经过减速机构减速比30:1所以电机的转动角度与电池板角度有30倍的关系。角度误差小于1%。系统具有精度高控制灵活等优点，能够满足设计要求。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 时间 6：00 6：30 7：00 7：30 8：00 8：30 9：00 9：30 理论角度 实测角度 11° 17° 23° 28° 34° 40° 45° 51° 10° 18° 22° 28° 33° 40° 45° 53° 57°
图6.1 6月1日太阳高度角实验数据表
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高度角偏V3与V4差角度 0.2° 0.3° 0.3° 0.2° 0.5° 0.8° 0.4° 0.6° 1° 电压差 0.1V 0.15V 0.15V 0.1V 0.25V 0.4V 0.2V 0.24V 0.4V 电机转动角度 5° 9° 9° 5° 14° 24° 12° 19° 33° 10：00 56°华北科技学院
第7章 总结及展望
7.1 总结
本文的主要工作总结如下：
（1）详细分析比较了常见太阳追踪方式，确立了视日运动轨迹跟踪和光强跟踪相结合的二级跟踪方法；
（2）对目前常用的控制器进行了分析对比，考虑到系统成本及采用跟踪系统的意义，采用单片机作为主控制芯片。结合本文提出的跟踪方法，进行了硬件的总体设计和各个模块的电路设计，实现了光电跟踪和视日运行轨迹跟踪的有效结合。
（3）对自动跟踪装置控制系统的软件进行了设计。按照已提出的跟踪策略，设计了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪模块软件流程。
本设计提出的基于STC12C5A60S2单片机的太阳能电池板自动跟踪系统，集计算机测控技术、大规模集成电路技术于一体，系统具有精度高、控制灵活、成本低廉、性能稳定可靠等特点。本设计的创新点在于，充分结合硬件、软件的优势，设计并实现了一种高精度、抗干扰能力强的跟踪系统。基于五象限光敏传感器和程序数据可调的跟踪系统,结果显示系统软硬件电路设计的正确性和可靠性。同时视日运动轨迹粗跟踪的选择，使得系统的成本大为降低，便于进行普遍推广
7.2 展望
由于本系统的实现技术要求比较高，而且课题研究的时间仓促，以及本人能力有限，因此还有很多地方需要进一步研究：
（1）自动跟踪控制部分只做了简单的设计，基本完成了自动跟踪的功能，但是仍旧需要更精细的设计，更加完善的控制系统；
（2）由于气象资料和环境条件的限制，光强检测实验还不充分，需要进一步的完善；
（3）粗跟踪所需的数表还需细化及设备要求还有待优化。
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太阳能电池板自动跟踪系统设计
第8章 附录
8.1 控制板原理图
LIGHT电源供电模块控制板V1+5PWR+24GND步进电机1光电传感器V2SIGNALV3V4V5控制面板CN1GND594837261ARS232BCGNDRxDTxDMOTORMOTOR电脑GNDABC步进电机2
8.2 部分数据结构
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1月1日高度角及方位角数据结构 数据 字节 高度角 BYTE1~3 BYTE4~6 BYTE7~9 BYTE10~12 BYTE13~15 BYTE16~18 BYTE19~21 BYTE22~24 BYTE25~27 BYTE28~30 BYTE31~33 BYTE34~36 BYTE37~39 BYTE40~42 BYTE43~45 BYTE46~48 BYTE49~51 BYTE52~54 BYTE55~57 BYTE58~60 BYTE61~63 BYTE64~66 BYTE67~69 BYTE70~72 BYTE73~75 BYTE76~78 BYTE79~81 BYTE82~84 BYTE85~87 BYTE88~90 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 3° (03H) 8°(08H) 12° (0CH) 16° (10H) 19° (13H) 22° (16H) 24° (18H) 26° (1AH) 27° (1BH) 27° (1BH) 26° (1AH) 25° (19H) 22° (16H) 20° (14H) 16° (10H) 13° (0DH) 8° (08H) 4° (04H) 0° (00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 方位角符号 0(+)，1(-) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 时间段 方位角大小 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 56°(38H) 51° (33H) 45°(2DH) 39° (27H) 33° (21H) 27° (1BH) 19° (13H) 12° (0CH) 4° (04H) 3° (03H) 11° (0BH) 18° (12H) 25° (19H) 32° (20H) 38° (28H) 44° (2CH) 50° (32H) 55° (37H) 60° (3CH) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 6：00 6：30 7：00 7：30 8：00 8：30 9：00 9：30 10：00 10：30 11：00 11：30 12：00 12：30 13：00 13：30 14：00 14：30 15：00 15：30 16：00 16：30 17：00 17：30 18：00 18：30 19：00
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太阳能电池板自动跟踪系统设计 1月2日高度角及方位角数据结构 数据 字节 高度角 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 3° (03H) 8°(08H) 12° (0CH) 16° (10H) 19° (13H) 22° (16H) 24° (18H) 26° (1AH) 27° (1BH) 27° (1BH) 26° (1AH) 25° (19H) 23° (17H) 20° (14H) 16° (10H) 13° (0DH) 8° (08H) 4° (04H) 0° (00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 方位角符号 0(+)，1(-) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 1(01H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 0(00H) 第 44 页 共 54 页
方位角大小 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 56°(38H) 51° (33H) 45°(2DH) 40° (28H) 33° (21H) 27° (1BH) 20° (14H) 12° (0CH) 4° (04H) 3° (03H) 10° (0AH) 18° (12H) 25° (19H) 32° (20H) 38° (28H) 44° (2CH) 50° (32H) 55° (37H) 60° (3CH) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 0°(00H) 时间段 BYTE1~3 BYTE4~6 BYTE7~9 BYTE10~12 BYTE13~15 BYTE16~18 BYTE19~21 BYTE22~24 BYTE25~27 BYTE28~30 BYTE31~33 BYTE34~36 BYTE37~39 BYTE40~42 BYTE43~45 BYTE46~48 BYTE49~51 BYTE52~54 BYTE55~57 BYTE58~60 BYTE61~63 BYTE64~66 BYTE67~69 BYTE70~72 BYTE73~75 BYTE76~78 BYTE79~81 BYTE82~84 BYTE85~87 BYTE88~90
6：00 6：30 7：00 7：30 8：00 8：30 9：00 9：30 10：00 10：30 11：00 11：30 12：00 12：30 13：00 13：30 14：00 14：30 15：00 15：30 16：00 16：30 17：00 17：30 18：00 18：30 19：00