基于比较器lm324的光电探测器控制电路的设计与实现

来源:网络整理 作者:2017年12月09日 10:09
  传统的燃料能源正在一天天减少,能源问题已经成为不容忽视的全球性问题,寻找新能源,已经成为当务之急。很快人们把目光聚焦在了身边的可再生能源,水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、生物质发电等等,这些新能源都成为替代传统一次性能源的新目标。而每天丰富的太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,并且又有着无污染、廉价的优点,在人们的生活、工作中都有着广泛的应用。   实验表明,在相同情况下,自动跟踪太阳集热装置可以提高集热温度和集热效率,太阳能光电自动跟踪发电设备的发电量要比固定发电设备的发电量高30%。因此,高精度太阳自动跟踪技术也成为了当今的热点研究技术。本文在对当前各种跟踪技术方案论证的基础上,开发了一种成本低、跟踪精度高、实用性强的双轴太阳跟踪控制系统。

  1、光电式太阳跟踪系统的结构

  本文设计的光电式太阳跟踪系统是由光电探测器、控制电路和机械传动机构三部分组成,系统结构如图1所示。   基于比较器lm324的光电探测器控制电路的设计与实现

  1.1、光电探测器

  将太阳在天空位置的改变归结为两个相互垂直的方向,即沿东西方向的变化(从日出到日落的变化)和沿南北方向的变化,分别用方位角和高度角来描述。用一对光电探测器检测方位角的变化;用另一对光电探测器检测高度角的变化。当一对光电探测器受到的光照度一样时,说明太阳光与太阳能电池板法线的夹角为零,太阳光是垂直入射到太阳能电池板上的;当一对光电探测器受到的光照度不一样时,说明太阳光与太阳能电池板法线间的夹角不为零,太阳光偏离了垂直入射方向,则需要调整太阳能电池板的方位。

  1.2、控制电路

  本设计的控制电路由信号采集、信号比较两部分构成。控制电路如图2所示。   基于比较器lm324的光电探测器控制电路的设计与实现   本电路的特点是每组由两只光敏电阻组成,一组检测东西方向的光照,另外一组检测南北方向的光照。光敏电阻随光照的变化产生电阻变化,然后转换为相应的电信号送至比较器LM324的输入端,LM324输出相应的控制信号,控制驱动电机工作,及时调整电池板的角度,实现电池板的实时跟踪,从而提高太阳能的转换效率。所以,本文设计的控制电路能够根据太阳所处的具体位置对太阳进行实时跟踪,而且调试简单,成本低,使用方便。

  1.3机械执行机构

  本设计结构简单,刚性较好,成本低廉,可在各种环境下使用,克服了其他阳光跟踪系统中机械传动部分结构复杂笨重的问题。因此在机械执行机构中,在驱动装置上使用了功率较小的直流减速电机,降低了驱动部分的能源损耗。   此外,为了实现全方位控制的目的,本文设计了两块控制电路来驱动两个直流减速电机,这样能够实现方位角和高度角的双跟踪。

  2、电路工作原理

 基于比较器lm324的光电探测器控制电路的设计与实现
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