基于51单片机的太阳自动跟踪系统的研究
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本控制系统中所采用光电传感器为6块相同的硅光电池，其中4块用来制作四象限硅光电池，进行误差校正。2块作为判断光照强弱的信号输出传感器。
太阳跟踪传感器是本系统的关键部件。为了保证太阳能板的受光面始终与太阳光线保持垂直而不发生偏离，采用特制的四象限硅光电池作为太阳跟踪误差校正用传感器。
如图3所示为四象限跟踪太阳传感器原理图。当光轴对准太阳时，光斑的中心在光轴上。四个象限接收到相同的光功率，输出相同的电压信号。当光轴未对准太阳时即太阳光与光轴成一角度θ时，光线经光学系统照射到四象限光电池上形成的光斑必然发生偏移即(x≠O，y≠O)。由于各象限的光功率与各象限的光斑面积成正比，每个象限被光斑覆盖的面积不同，因此各象限光电池产生的电压不尽相同。根据上述将Vx，Vy进行模数转换，然后送入单片机。单片机通过驱动设备可控制俯仰角电机和方位角电机转动，直到Vx=Vy=O，即x=O，y=O，则表明系统光轴已经对准太阳，根据以上原理即可对太阳能板位置误差进行校正。
判断光强信号传感器由两块光电池组成，一块接受太阳辐射，另外一块受光面背光。如图4所示，前一块光电池的作用是：判断太阳直射辐射的强度，在直射辐射较弱时不启动跟踪程序，从而避免多云天气的盲目跟踪。后一块光电池的作用是当长时间阴天或多云转晴后太阳重新出现时，判断太阳直射辐射的强度，来决定是否启动跟踪程序。
1．3 采样保持与A／D转换电路
本系统选用的A／D转换为MAXIM公司生产的MAXl86转换器，是串行输出CMOS芯片。其转换速度快，精度高，耗电省，接线简单，适用于各种仪器仪表和自动控制系统中的数据采集。MAXl86转换器自带有采样保持器，因而系统不再设计采样保持电路。而且与AT89C51为串行连接，接口电路如图5所示。
1．4 时钟芯片DSl302
DSl302与AT89C51单片机接口采用3线(RST，SCLK和I／O)连接，AT89C51为主芯片负责控制2芯片之间的数据通讯。RST为数据通讯的使能信号，为O则允许通讯；为1则禁止通讯。SCLK为数据通讯的位同步脉冲信号，I／O是双向串行数据传输线。RST，SCLK都是单片机发出的控制信号，如图6所示。
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