太阳自动追踪器设计
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计引言：太阳能光伏发电已经成为可再生能源中最受关注的一种技术。
光伏发电效率受到太阳光照的影响，传统的固定光伏发电系统效率较低。
为了优化光伏发电系统的效率，设计了一种单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，能够根据太阳位置自动调整光伏板的角度，最大限度地提高太阳能的利用效率。
一、系统工作原理：该单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统由光敏电阻、测量电路、控制电路和执行机构组成。
光敏电阻负责感应太阳光照强度，传递给测量电路进行电信号转换。
控制电路接收到转换后的信号，并与事先设定的峰值进行比较。
然后，根据比较结果来控制执行机构，使光伏板按需自动调整角度。
二、光敏电阻的选择：光敏电阻是该系统中最重要的一个元件，因为它直接影响到系统的准确度和稳定性。
在选择光敏电阻时，需要考虑以下因素：光敏电阻的特性曲线、光敏电阻的响应时间、光敏电阻的阻值范围等。
一般建议选择具有较高灵敏度和稳定性的光敏二极管。
三、测量电路设计：测量电路的作用是将光敏电阻的电信号转换为适合控制电路处理的电信号。
测量电路一般由信号放大器、滤波器和模数转换器构成。
信号放大器用于放大光敏电阻产生的微弱电信号，滤波器用于去除噪声和杂散信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
在设计过程中，需要合理设置放大系数和滤波参数，以确保测量电路的准确性和稳定性。
四、控制电路设计：控制电路是系统的核心部分，其功能是根据光敏电阻测量电路输出的信号，与事先设定的峰值进行比较，并根据比较结果来控制执行机构进行角度调整。
控制电路一般由比较器、运算放大器和逻辑电路构成。
比较器用于将输入信号与参考信号进行比较，运算放大器用于放大比较结果的差别，逻辑电路用于判断角度调整方向，并控制执行机构的运动。
五、执行机构设计：执行机构是该系统中最关键的部分，其功能是根据控制电路的指令，使光伏板按需自动调整角度。
常见的执行机构有两种：电动执行机构和气动执行机构。
基于PLC的二维极轴太阳光自动追踪系统的设计
郑 晓斌 林 立 生 （ 福建船政交 ７ ）
摘 要
太 阳 光 自动 追 踪 系统 的追 踪 策 略 采 用程 序 控 制 和 传 感 器控 制 相 结合 的方 法 ， 使 用粗 追 踪 和 精 确 追 踪 两种 模 式 ， 实现 对
ｔ ａ ｇｅ ｓ ｓ ｕ ｃｈ ａｓ Ｋ ｅｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ｐｒ ｏｇｒ ａｍｍ ａ ｂｌ ｅ ｌ ｏｇｉ ｃ ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ， ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｔ ｒ ａｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ， ｉ ｎ ｔ ｅｌ ｌ ｉ ｇｅ ｎｔ ｌ ｉ ｇｈ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏｒ
太 阳 光 线 方位 角与 高度 角 的精 确 追踪 。将 全 年 每 半 个 月的 太 阳追 踪 参数 为标 准值 ， 粗追踪就是利用 Ｐ Ｌ Ｃ 查表 的 方 式 来 实 现； 同 时也 对 光 强智 能 传 感 器 硬 件 合 理 设 计 以及 电机 拖 动 模 块 进 行 了重 点 的探 讨 ， 使 得 系统 具 有 较 小 的 追踪 精 度 误 差 ， 抗
干扰 能 力越 强等 诸 多优 点 。 关键 词 ： 可 编程 序 控 制 器 ， 自动 追 踪 系统 ， 光 强智 能 传 感 器
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ｓ ｏｌ ａｒ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａｔ ｉ ｃ ｔ ｒ ａ ｃｋ ｉ ｎｇ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏｒ ｔ ｒ ａｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅｇ ｙ ａ ｄｏ ｐｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｄｕ ｃｅ ｒ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏｄｓ ， ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ａｒ ｓ ｅ ｔ ｒ ａｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ａｎ ｄ ｐｒ ｅ ｃｉ ｓ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｋ ｉ ｎ ｄｓ ｏ ｆ ｍｏ ｄｅ， ｒ ｅａ ｌ ｉ ｚ ｅｓ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｙ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｎ ａ ｚ ｉ ｍｕ ｔ ｈ ａｎ ｄ ｅｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｉ ｏｎ ａｎ ｇｌ ｅ ｐｒ ｅ —
地面自动跟踪太阳暴晒设备的设计
； ａｕｔ ｏｍ ａｔｃ ｉ ｆｏｌ ｌ ； ｏｗ
风沙的影响老化速度 更快 。为了研 究物品的老化与 中物 品会随着时间的推 更是 由于光照 、雨水 、
器 ＩＥｅ ｔｃ ｌｃ ｒ ａｌ ｉ Ａｐｐｉ ｃ ｓ ｌ ａｎ ｅ
光照的关系 ，须研制一种 自动 跟踪太阳设备 ，捆绑 物 品于设备上 ，使物 品在单位 面积 、单位 时间内接
太阳暴晒 自动跟踪器的运用使须暴 晒物 品实时垂直太 阳光 ，有效提 高暴晒物品老化试验 效率。 自动跟踪控 制器 的核心 是单 片控 制器 ＭＣＵ，关键 元件是 光敏传 感器及双
轴 电机 。 其 基 本 工 作 原 理 ：ＭＣＵ对 光 敏 信 号 进 行 采 集 、 运 用 多 种 算 法和 校 正 技 术 综 合 处 理 ，准 确 判 断 太 阳方 向 ，
■ 技 术创 新 ・ 日用 电 器
受最 大 的 太 阳 辐射 能量 ，加 快 物 品 的 老化 速度 。
左（ ） （ ） 东 右 西 方向光敏组 ，分别检测 四个方向太阳光照
强度 ，另外两组光敏信号 为运 行控制信号。光敏信号经转 换 电路变成 ＭＣＵ可处理的 电压信号 ，ＭＣＵ收集该信 号等 待下一步处理 。该 装置外观工艺设计 优劣对整套设备太 阳 跟踪精度 和有 效性有至 关重 要影响。设计原则 ：一 、排 它 性 ，某一方 向光敏传 感器只能检测该 方向太阳光 ，排除检 测到反方 向光线 ：二、捕捉性 ，当任何一 方的光线都不能
多能动机面 功互人界
限位保护装置
Ｃ Ｍ
Ｕ
Ｊ
双 轴双 向 电机
太阳方位 ，输 出控制双轴双向电机运行 ，使设备指向太阳。
其 基 本 原理 ：四 方光 敏 被 固 定 在 一 段 长 ５ ｍｍ 方形 不 锈 钢 ０
太阳位置自动追踪系统的设计
太阳位置自动追踪系统的设计太阳位置自动追踪系统的设计引言：太阳是地球上一切生命的源泉，因此研究太阳的运动轨迹对于各个领域都具有重要意义。
然而，由于地球自转和公转的复杂性，太阳的位置是不断变化的。
为了更好地利用太阳能、实现太阳能追踪和降低能源消耗，设计一套太阳位置自动追踪系统是非常有必要的。
一、系统概述太阳位置自动追踪系统是一种通过感知和控制技术实现的系统，可以实时获取太阳的位置信息，并使太阳能装置随之自动调整方向。
该系统利用传感器获取地球上某一特定位置的太阳的位置信息，并通过控制器控制电机或其他执行机构来实现太阳能装置的自动追踪。
二、系统组成1. 光照传感器：光照传感器的作用是感知太阳的强度和位置信息。
利用传感器测量太阳光的强度，可以得到太阳的位置角度信息，并将其输入控制器进行分析和处理。
2. 控制器：控制器是系统的核心部分，它接收光照传感器的输入，并通过计算和判断决定太阳能装置的转动角度。
控制器还可以根据设定的参数，调整正在工作的执行机构，使其按照预定方向追踪太阳的运动。
3. 执行机构：执行机构是通过控制器发出的信号，控制太阳能装置的转动。
常用的执行机构有电机、液压缸等。
通过控制执行机构的运动，太阳能装置可以实现自动追踪太阳，最大限度地接收太阳能。
三、系统工作原理光照传感器感知到太阳的位置和光强度后，将信息传递给控制器。
控制器根据预设参数和算法分析这些数据，并产生相应的控制信号，驱动执行机构转动。
通过与预设目标进行比对，控制器可以精确地控制执行机构的运动，使太阳能装置随着太阳的运动而不断调整自身位置和方向。
四、系统设计与实施在设计太阳位置自动追踪系统时，需要考虑以下几个方面：1. 传感器选择与性能：选择合适的光照传感器，具备感知太阳位置和强度的功能，并具有高精度、高灵敏度的特点。
2. 控制器算法：设计适用于太阳位置自动追踪的控制算法，能够实时分析光照传感器的数据，并根据算法输出相应的控制信号。
太阳跟踪器课程设计
太阳跟踪器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解太阳的运动规律及其对地球的影响。
2. 学生能掌握太阳跟踪器的原理和制作方法。
3. 学生能了解太阳能在日常生活中的应用。
技能目标：1. 学生能运用所学的物理知识，设计并制作简单的太阳跟踪器。
2. 学生能通过实验和观察，分析太阳跟踪器的效果，提出改进方案。
3. 学生能运用科学探究的方法，解决太阳跟踪器制作过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自然科学的好奇心和探索精神，增强对物理学科的兴趣。
2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通和协作，培养团队精神。
3. 学生通过了解太阳能的利用，增强环保意识，认识到可再生能源在可持续发展中的重要性。
课程性质：本课程为动手实践课程，结合物理知识和实际操作，让学生在制作太阳跟踪器的过程中，学习物理知识，提高实践能力。
学生特点：六年级学生具备一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢动手操作，但需要引导他们运用所学知识解决实际问题。
教学要求：教师需引导学生运用物理知识，设计并制作太阳跟踪器，关注学生在实践过程中的表现，及时给予指导和鼓励，提高学生的实践能力和科学素养。
通过课程目标的实现，为学生提供展示自我、锻炼能力的平台。
二、教学内容1. 太阳运动规律：地球自转、公转，太阳高度角和方位角的变化。
教材章节：第二章第一节《地球和太阳》2. 太阳跟踪器的原理：介绍太阳跟踪器的工作原理，如光电转换、电机驱动等。
教材章节：第三章第三节《太阳能的利用》3. 太阳跟踪器制作：设计并制作简易太阳跟踪器，包括材料准备、电路连接、程序编写等。
教材章节：第四章第二节《动手制作太阳能装置》4. 实验与观察：通过实验和观察，分析太阳跟踪器的效果，提出改进方案。
教材章节：第五章第一节《实验与观察》5. 太阳能应用：了解太阳能电池、太阳能热水器等在生活中的应用。
教材章节：第三章第四节《太阳能产品的应用》教学安排与进度：第一课时：讲解太阳运动规律，引导学生思考太阳跟踪器的原理。
太阳追踪器控制系统设计
南京信息职业技术学院毕业设计论文系部专业题目太阳追踪器控制系统设计指导教师评阅教师完成时间： 20**年 4月19日毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要目录一绪论 (1)二太阳能自动追踪器的现状 (2)2.1 压差式太阳能跟踪器 (2)2.2 控放式太阳追踪器 (2)2.3 时钟跟踪器 (2)2.4 比较控制式太阳跟踪器 (2)三太阳能自动跟踪器存在的问题 (4)四结构设计 (5)五传感器 (6)5.1高精度传感器 (6)5.2大角度传感器 (7)六控制策略及程序设计 (8)七触摸屏控制界面设计 (10)结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附件1：PLC控制程序 (15)一绪论太阳能光伏发电是改善生态环境、提高人类生存质量的绿色能源之一，研究太阳能发电技术意义重大。
如何提高太阳能电池光电转换率则是光伏发电能否推广应用的根本所在。
太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有本质上的区别。
这就对太阳能的收集与利用提出了更高的要求。
提高太阳能电池光伏电池最大功率，可以从太阳能电池的材质上入手，或从逆变电源设计上入手[1]；另一途径是让太阳能电池跟着阳光旋转，使太阳能电池与阳光入射角保持垂直，以达到光能最大获取率[2]。
这要依靠太阳跟踪器来实现。
太阳跟踪器[3~5]，故名思意，基本功能就是使光伏阵列随着太阳而转动。
太阳能跟踪器根据结构和控制原理不同有单轴控制和双轴控制。
一般双轴系统可提高发电量35%左右，单轴系统可提高2O%左右，聚光型跟踪系统会更高[6]。
本文主要阐述一种双轴太阳跟踪器控制系统的设计方案。
二太阳能自动追踪器的现状2.1 压差式太阳能跟踪器压差式跟踪器的原理是：当入射太阳光发生偏射时，密闭容器的两侧受光面积不同，会产生压力差，在压力的作用下，使装跟踪器重新对准太阳。
根据密闭容器内所装介质的不同，可分为重力差式，气压差式，和液压式。
该机构结构简单，制作费用低，纯机械控制，不需要电子控制部分及外接电源。
太阳光直射自动跟踪器项目毕业设计_图文(精)
毕业设计指导书课题项目:太阳光直射自动跟踪器一、设计目的1、通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、利用所掌握的基本技能，锻炼分析和解决实际问题的能力。
2、使学生接受单片机系统开发的综合训练，达到能够进行单片机最小化系统设计和实施方案的目的。
3、掌握以单片机为核心的机电一体化产品控制系统工作原理和设计思路。
二、课题介绍1.设计内容：设计、制作的实物是一种能自动跟踪太阳的装置；可应用于太阳能充电路灯、太阳能充电站等设施中。
它能探测太阳光，自动调整角度、始终面向太阳光直射的方向；而在晚上或阴、雨天时则会自动休息。
1硬件电路设计设计一个按阵列排布的光敏电阻组（Rgz），阵列组四周遮光密封，只有上方正中央开一小孔，小孔盖上薄玻璃（透光）并做防水密封处理。
这就构成一个探测太阳光方向的探光器。
在薄玻璃板范围内开另一小孔，在紧贴玻璃的内侧密封安装一个光敏电阻（Rgo），用作探测外界的光线强度。
探光器内的Rgz及Rgo接至探光电路板，输出光藕隔离信号给单片机主板。
除了探光器，还要设计配套的探光电路板，以及连接到单片机主板的接口电路。
2机械部分设计设计一个有两自由度的机械架：它由两个互相垂直的蜗轮蜗杆减速器叠架起来，最上面架设上述探光器。
两减速器都由单片机分别控制的两个步进电机驱动，使得探光器内Rgz阵列中央元件与透光孔的连线，可以一年四季都能全方位对准太阳。
3单片机控制程序设计设计控制程序，使单片机根据探光电路板输入的信号，判断光线强弱和太阳光的方向，自动启停系统、和输出脉冲信号给执行机构→使两个步进电机分别运转→驱动机械架动作→达到能判断白天/黑夜/阴、雨天，自动跟踪太阳光直射方向的目的。
2.控制要求：1、通电后能判断光线的强弱。
光线够强才启动系统电源运行，不调整角度时则会自动断开执行机构的电源。
要求光线强弱的启动值可调。
而在晚上、阴/雨天时整个系统（除Rgo对应的测光电路以外）全部断电。
2、在白天光线好的时候，都能自动探测太阳光的方向，并适时调整角度，自动面向太阳光直射的方向；三、设计步骤与安排(11年１1月10日～12年3月30日（一）收集资料及方案确定时间：2011年11月10日～2011年11月20日分好组选定设计课题后，查找与课题相关资料：如单片机、光敏电阻、电子电路原理等各方面的专业知识与产品资料。
太阳光自动跟踪设计_图文(精)
摘要通过分析全国日照时数表得出 : 开环系统在太阳能光伏工程中效率不高而并不适合采用。
为合理地利用太阳能 , 提高其跟踪效率而采用混合控制系统。
文中着重分析了双轴跟踪的原理提出了手动式方位角跟踪和自动式八方位高度角跟踪 , 引出了分级接收跟踪原理 , 设计了软件流程并和一套任意方位跟踪系统。
运行结果表明 , 该系统能实现太阳光任意方位检测并迅速跟踪有效降低系统运行功耗 ,减少机械结构损耗 ,跟踪精度可调 , 可望在太阳能光伏工程中获得应用。
并促进太阳光的接收效率。
【关键词】太阳能跟踪系统；时空控制；光强控制；跟踪传感器AbstractThe open system is not suitable for adoption in solar photovoltaic engineering because of its inefficiency through analyzing the national sunshine duration ing the mixture control system can enhance its track efficiency and make full use of solar energy reasonably.The paper analyzed the two axle track principle emphatically,then proposed the manual azimuth tracking and the automatic altitude angle tracking of 8positions,educed hierarchical receive track principle,designed the software flow and a suit of arbitrariness azimuth track system.Running results indicated that the system can accomplish solar arbitrariness azimuth detection and tracking rapidly,fall running power consume efficiently,reduce consume of mechanical structure,and have adjustable tracking precision.It may obtain applications in solar photovoltaic engineering.【Key words】solar Automatic tracking system；time and space contro；l light intensity control；solar tracking sensor目录第一章引言 11.1 综述1 1.2 太阳能自动跟踪系统现状11.2.1压差式太阳能跟踪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11.2.2时钟式跟踪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11.2.3控放式太阳能跟踪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21.3 我国光伏太阳能发电前景2第二章自动跟踪器的结构与原理 4第三章机械控制部分 73.1 主要结构73.1.1探测头⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .73.1.2跟踪控制器 (LM339 及89C51⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1.3机械传动机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.2 机械系统的组成83.3 机械系统的安装83.3.1电机的固定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.3.2电机的摆放⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 93.3.3电机的平衡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 93.3.4双轴跟踪系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 9第四章电子控制部分 114.1电路主要组成部分114.2软件设计11附录 13参考文献 16致谢 18第一章引言1.1 综述随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能这个清洁的可再生能源，已受到许多国家的高度重视和利用。
基于单片机的双轴太阳光追踪器设计
基于单片机的双轴太阳光追踪器设计太阳能作为一种洁净的能源，是一种可再生能源，有着化石能源无法比拟的优越性，但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍人们对太阳能的利用，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了人们对太阳能的利用率。
本设计采用光电跟踪的方法，利用步进电机驱动，设计了双轴独立自动太阳跟踪控制系统。
通过对跟踪机构进行水平、垂直两个自由度的控制，调整太阳能电池板的角度实现对太阳的跟踪。
采用单片机来实现的太阳能追踪系统能有效提高太阳板的光电转化效率，并具有较广泛的应用前景。
标签：太阳能；跟踪；光敏二极管；单片机；步进电机太阳能作为一种清洁的可再生的新型能源，受到了人们的广泛重视，目前利用太阳发电的方式主要有光伏发电、光热发电等，它们均为固定安装，无法根据太阳光的不断变化，来调整迎光面，做不到太阳光的实时垂直照射，这样就会使太阳能资源得不到充分利用，所以有必要研究如何最大程度地提高太阳能的利用率。
要提高太阳能的利用率，应从两个方面入手，一是提高太阳能的接收效率，二是提高太阳能装置的能量转换率。
其中，太阳能的接收效率与太阳光的照射角度有关，已经有人研究了太阳光角度与太阳能的接收效率的关系，理论分析表明：太阳的非跟踪与跟踪，能量的接收率相差37.7%，精确的跟踪太阳可使太阳能接收装置的热效率大为提高，进而可以提高太阳能的利用率。
现阶段市场上使用的跟踪系统有单轴太阳能自动跟踪器、步进式太阳能自动跟踪、可自动跟踪的太阳灶、五像限法太阳自动跟踪仪、单轴液压式自动跟踪、极轴式跟踪。
它们存在结构复杂、跟踪精度不高、不能全自动跟踪等不足。
1 设计方案本设计可使太阳光永远垂直照射在接收面上，提高了太阳能的吸收率和转化率，设计结构简单，成本低廉，单片机控制稳定，能自动跟踪阳光，最大面积地吸收太阳光能，合理利用了资源。
追日性能良好的太阳能电池板双轴自动追踪系统，使太阳能电池板在南北、东西两个方向追踪太阳，提高太阳能利用率。
太阳自动追踪器设计
太阳自动追踪器设计二章太阳能电池板的自动寻光电路2．1寻光元件光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。
当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
一般光敏电阻器结构如图2.1所示。
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、图2.1 光敏电阻器结构硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。
锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
2．2 电压比较元件2.2.1 LM358 双运算放大器概述LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358 的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
2.2.2 LM358特性✓内部频率补偿✓直流电压增益高(约 100dB)✓单位增益频带宽(约 1MHz)✓电源电压范围宽：单电源(3—30V); 双电源(±1.5 一±15V)✓低功耗电流，适合于电池供电✓低输入偏流✓低输入失调电压和失调电流✓共模输入电压范围宽，包括接地✓差模输入电压范围宽，等于电源电压范围✓输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)图2.2 LM358引脚图2.3 继电器工作原理2.3.1继电器（relay）的工作原理和特性当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。
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太阳自动追踪器设计
二章太阳能电池板的自动寻光电路
2．1寻光元件
光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将
光的变化转换为电的变化）。
通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更
多的光能。
当它受到光的照射时，半导体片（光
图2.1 光敏电阻器结构
敏层）就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
一般光敏电阻器结构如图2.1所示。
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：
紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、
硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。
锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等
国防、科学研究和工农业生产中。
可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
2．2 电压比较元件
2.2.1 LM358 双运算放大器概述
LM358 部包括有两个独立的、高增益、部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358 的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
2.2.2 LM358特性
✓部频率补偿
✓直流电压增益高(约100dB)
✓单位增益频带宽(约1MHz)
✓电源电压围宽：单电源(3—30V); 双电源(±1.5 一±15V)
✓低功耗电流，适合于电池供电
✓低输入偏流
✓低输入失调电压和失调电流
✓共模输入电压围宽，包括接地
✓差模输入电压围宽，等于电源电压围
✓输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)
图2.2 LM358引脚图
2.3 继电器工作原理
2.3.1继电器（relay）的工作原理和特性
当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。
可分为电气量(如电流、电
压、频率、功率等)继电器及非电量(如
温度、压力、速度等)继电器两大类。
具
有动作快、工作稳定、使用寿命长、体
积小等优点。
广泛应用于电力保护、自动
化、运动、遥控、测量和通信等装置中。
图2.3 电磁式继电器原理图继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器如图2.3所示,一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2、热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。
它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。
热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。
恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。
固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。
按开关型式可分为常开型和常闭型。
按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。
2.3.2 继电器主要产品技术参数
1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。
根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。
3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。
在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。
而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。
当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。
这时的电流远远小于吸合电流。
5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。
它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
2.4 寻光执行机构
本设计采用5V直流电机用来调整太阳能电池板的支架,直流电机具有以下特点:
1、调速性能好。
所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，根
据需要，人为地改变电动机的转速。
直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速围较宽。
2、起动力矩大。
可以均匀而经济地实现转速调节。
因此，凡是在重负载下
起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机拖动。
为了得到理想的转速,本设计没有直接用直流电机输出的动力来控制电池板支架,而是通过一个简易的变速箱来调整传输比.进而达到速度理想、扭距大的效果.
2.5寻光电路分析
太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。
在太阳能利用中，必须使太阳能电池板从日出到日落跟踪太阳，而在太阳能光电中，相同条件下，自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%，成本下降25%。
因此在太阳能利用中，进行跟踪装置的控制方式进行研究是一项很有意义的工作。
自动跟踪式太阳能交通灯可以自动跟踪太线调整角度。
如下图2.4所示,可以实现太阳能电池板自动寻光功能.
图2.4 太阳能电池板自动寻光电路
功能分析:如图所示,双运放LM358与R1,R2构成两个电压比较器,参考电压为VDD(+12V)的1/2.光敏电阻RT1、RT2与电位器RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动的补偿。
将RT1和RT3安装在垂直面板的一侧，RT4和RT2安装在另一侧。
当RT1、RT2、RT3、和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变。
如果只有RT1、RT3受太的照射，RT1的阻减小，LM358的3脚电位升高，1脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触电3与触电1闭合，同时RT3阻减小，LM358的5脚电位下降，K2不动作，其转换触电3与静触点2闭合，电机M正转；
同理，如果只有RT2、RT4受太的照射，继电器K2导通，K1断开，电机M 反转。
当转到垂直面板两侧，面的光照度相同时，继电器K1、K2都导通，电机M才停转。
在太阳不停地偏移过程中，垂直面板两侧光强度的强弱不断地交替变化，电机M转-停，转-停，使太阳能接受装置始终面朝太阳。
4只光敏电阻这样交叉安排的优点是：LM358的3脚电位升高时，5脚的电位则降低，LM358的5脚电位升高时，3脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠。
可直接用安装电路板的外壳兼作面板，避免将光敏电阻RT2、RT3引至蔽阴处的麻烦。
使用该装置，不必担心第二天早晨它能否自动返回。
早晨太阳升起时，垂直面板两侧的光照度不可能正好相等，这样，上述控制电路就会控制电机，从而驱动接收装置向东旋转，直至太阳能接受装置对准太阳为止。
第三章机械设计
3 .1光敏电阻安装
利用硬纸板制作斜面平台，并且接上挡板，挡板两侧分别放置1，3和2，4光敏电阻。
最后将导线引出焊接在电路板上。
3.2电机驱动光敏电阻部件制作
先将电机固定并加上皮带传送装置，然后将其再次固定在硬纸盒中，之后将光敏电阻与电机整合完毕。
第四章调试
凋试时，首先不让太阳直接照到四只光敏电阻上，然后调节RP1、RI2，使LM358两正向输人端的电位相等且高于反向输人端0.5V－1V。
调试完毕后，让照到垂直遮阳板上，接收装置即可自动跟踪太阳了。