專利名稱：微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，所屬領(lǐng)域?yàn)楣鈾C(jī)電結(jié)合。
本實(shí)用新型的原理是利用地球以每小時(shí)自轉(zhuǎn)15度的規(guī)律，采用微電腦的控制裝置使太陽(yáng)射線以接近0度的入射角進(jìn)入太陽(yáng)能裝置，以提高太陽(yáng)能裝置的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率。微電腦每10分鐘驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)對(duì)太陽(yáng)能裝置進(jìn)行一次角度調(diào)整，每次調(diào)整耗時(shí)1秒。調(diào)整完畢后對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路寫入10分鐘的時(shí)間作為定時(shí)時(shí)間，而后進(jìn)入休眠狀態(tài)。待10分鐘后，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路產(chǎn)生一個(gè)脈沖，這個(gè)脈沖通過(guò)微電腦的中斷端喚醒微電腦，微電腦驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)對(duì)太陽(yáng)能裝置進(jìn)行第二次的角度調(diào)整。這樣周而復(fù)始，在每日9時(shí)到18時(shí)之間對(duì)太陽(yáng)能裝置進(jìn)行54次角度調(diào)整，使進(jìn)入太陽(yáng)能裝置的太陽(yáng)射線的入射角＜±2.5度。每次調(diào)整耗時(shí)1秒的54次角度調(diào)整加上太陽(yáng)能裝置的回調(diào)時(shí)間，微電腦驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的工作時(shí)間每日不大于2分鐘。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型是由一個(gè)步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和微電腦控制電路組成，其特征在于由一個(gè)步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)(1)的軸通過(guò)花鍵套筒與蝸桿(9)的一端緊配合連結(jié)，蝸輪(8)中心孔裝有一個(gè)軸承并套在太陽(yáng)轉(zhuǎn)換板(7)的軸上用螺帽固定，微電腦控制電路由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(2)、光電位置傳感器電路(3)、單片機(jī)芯片(4)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(5)和鍵盤顯示電路(6)組成，鍵盤顯示電路(6)的輸出數(shù)據(jù)電纜插頭插入單片機(jī)芯片(4)的輸入接口連結(jié)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(5)的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)印刷版上的引線接入單片機(jī)芯片(4)的輸入端連結(jié)，光電位置傳感器電路(3)的輸出數(shù)據(jù)電纜插頭插入單片機(jī)芯片(4)的輸入接口連結(jié)，單片機(jī)芯片(4)的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)印刷版上的引線接入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(2)的輸入接口連結(jié)。
所述的低功耗單片機(jī)芯片(4)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間采用了關(guān)光電耦合器隔離。
所述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(5)是由單片機(jī)芯片(4)寫入定時(shí)時(shí)間，到了定時(shí)時(shí)間后可輸出脈沖的微功耗芯片。
所述的低功耗的單片機(jī)芯片(4)可進(jìn)入休眠狀態(tài)并可由脈沖喚醒。
所述的微功耗太陽(yáng)跟蹤裝置中配置了一個(gè)可以拆卸的用于設(shè)置時(shí)間參數(shù)的鍵盤顯示部件。
所述的光電位置傳感器是一個(gè)可以調(diào)整的定位傳感器，以適應(yīng)不同經(jīng)度地區(qū)安裝的微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行準(zhǔn)確跟蹤。步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)蝸輪蝸桿變速機(jī)構(gòu)和軸承組成。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)具有自鎖性能用以保證電機(jī)在無(wú)電流驅(qū)動(dòng)的情況下微功耗太陽(yáng)跟蹤裝置的角度位置得到穩(wěn)定。電機(jī)為非電刷驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的角位移精確控制為本實(shí)用新型的工作可靠性提供了保證。采用封閉式的蝸輪蝸桿變速機(jī)構(gòu)和軸承可以保證本實(shí)用新型在任何惡劣的氣候環(huán)境下工作。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了微電腦自動(dòng)控制裝置，使電機(jī)每10分鐘驅(qū)動(dòng)一次，每次驅(qū)動(dòng)時(shí)間1秒鐘的方式工作，每日工作時(shí)間累計(jì)為2分鐘，其余時(shí)間處為休眠狀態(tài)，使微電腦控制的裝置自身的每日耗能不大于0.03AH。同時(shí)，使太陽(yáng)射線以接近0度的入射角射入太陽(yáng)能裝置，提高了太陽(yáng)能裝置的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率。能在任何惡劣的氣候環(huán)境下工作且使用壽命長(zhǎng)。


圖1微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置的電路方框圖。
圖2微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。
圖3微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置的太陽(yáng)裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖4微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置的電路圖。
如
圖1、2、3所示本實(shí)用新型由以下電路和另部件構(gòu)成1、步進(jìn)電機(jī) 2、MOSFET步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3、光電位置傳感器電路 4、單片機(jī)芯片5、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 6、鍵盤顯示電路7、太陽(yáng)轉(zhuǎn)換板 8、蝸輪9、蝸桿 10、微電腦單片機(jī)控制箱本實(shí)用新型以驅(qū)動(dòng)一個(gè)50W的太陽(yáng)能電池組件為例，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流為600mA，每日耗電僅0.02AH。本實(shí)用新型采用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)蝸輪蝸桿變速機(jī)構(gòu)和軸承組成。微電腦通過(guò)光電耦合器驅(qū)動(dòng)MOSFET步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，微電腦發(fā)出的脈沖序列可使步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針或是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)通過(guò)一個(gè)具有自鎖性能的蝸輪蝸桿裝置以通軸的方式驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置。這樣，一方面可以提供足夠的力矩驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置，另一方面可以保證在無(wú)電流驅(qū)動(dòng)的情況下微功耗太陽(yáng)跟蹤裝置的角度位置得到穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，它是由一個(gè)步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和微電腦控制電路組成，其特征在于由一個(gè)步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)(1)的軸通過(guò)花鍵套筒與蝸桿(9)的一端緊配合連結(jié)，蝸輪(8)中心孔裝有一個(gè)軸承并套在太陽(yáng)轉(zhuǎn)換板(7)的軸上用螺帽固定，微電腦控制電路由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(2)、光電位置傳感器電路(3)、單片機(jī)芯片(4)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(5)和鍵盤顯示電路(6)組成，鍵盤顯示電路(6)的輸出數(shù)據(jù)電纜插頭插入單片機(jī)芯片(4)的輸入接口連結(jié)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(5)的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)印刷版上的引線接入單片機(jī)芯片(4)的輸入端連結(jié)，光電位置傳感器電路(3)的輸出數(shù)據(jù)電纜插頭插入單片機(jī)芯片(4)的輸入接口連結(jié)，單片機(jī)芯片(4)的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)印刷版上的引線接入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(2)的輸入接口連結(jié)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，其特征在于低功耗單片機(jī)芯片(4)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間采用了關(guān)光電耦合器隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，其特征在于實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(5)是由單片機(jī)芯片(4)寫入定時(shí)時(shí)間，到了定時(shí)時(shí)間后可輸出脈沖的微功耗芯片。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，其特征在于低功耗的單片機(jī)芯片(4)可進(jìn)入休眠狀態(tài)并可由脈沖喚醒。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，其特征在于配置了一個(gè)可以拆卸的用于設(shè)置時(shí)間參數(shù)的顯示鍵盤部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，其特征在于光電位置傳感器是一個(gè)可以調(diào)整的定位傳感器。
專利摘要微功耗定時(shí)太陽(yáng)跟蹤裝置，由一個(gè)步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和微電腦控制電路部分組成。步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)(1)、蝸輪(8)和蝸桿(9)組成。微電腦控制電路部分由MOSFET步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(2)、光電位置傳感器電路(3)、單片機(jī)芯片(4)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(5)和鍵盤顯示電路(6)組成。它利用地球以每小時(shí)自轉(zhuǎn)15度的規(guī)律，通過(guò)微電腦控制系統(tǒng)和步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使太陽(yáng)射線以接近0度的入射角進(jìn)入太陽(yáng)能裝置，提高太陽(yáng)能裝置的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)F24J2/38GK2562135SQ0222276
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者楊景常, 楊帆, 江於勤 申請(qǐng)人:楊景常, 楊帆, 江於勤