專利名稱：太陽(yáng)定位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)自然光源方向進(jìn)行定位的傳感和驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代國(guó)家社會(huì)的發(fā)展越來越依賴于能源的開發(fā)與利用，而傳統(tǒng)的能源-一煤炭、石油、天然氣在可預(yù)見的時(shí)間里將被開采枯竭，同時(shí)傳統(tǒng)能源使用帶來的嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，加快改變能源結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代社會(huì)最重要的問題，而太陽(yáng)能做為最直接最環(huán)保得綠色能源正在被認(rèn)同，并廣泛的被應(yīng)用。如何更高效得利用太陽(yáng)能，除了使用高光電轉(zhuǎn)換效率的材料外，能否實(shí)時(shí)正面捕捉太陽(yáng)能量也是提高接收效率的重要手段。
目前用于捕捉太陽(yáng)能的光源定位傳感器一般采用雙(多)太陽(yáng)能硅電池帶夾角組合拼裝而成，利用太陽(yáng)光不同夾角入射的光電轉(zhuǎn)換效率不同，產(chǎn)生的光電流差別來進(jìn)行太陽(yáng)方位的判定。但是這樣設(shè)計(jì)方法在要求高精度對(duì)準(zhǔn)時(shí)，太
陽(yáng)能硅電池面積勢(shì)必要用很大，這樣才來保證光電流差別能被探測(cè)出來；同時(shí)因?yàn)閭鞲衅鞯慕邮彰娣e增大后，容易附著異物或偶然出現(xiàn)的陰影，導(dǎo)致傳感器誤判，影響精度與浪費(fèi)效率。
或者而現(xiàn)有的太陽(yáng)追蹤系統(tǒng)一般使用電腦控制，依賴于事先設(shè)定的參數(shù)，成本高昂，兼容性差并且控制并不靈敏
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)以上問題，提出一種靈敏的太陽(yáng)追蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)是不需要事先設(shè)定任何參數(shù)的，靈敏的，能夠在未知的環(huán)境中即時(shí)調(diào)整太陽(yáng)能利用裝置使其對(duì)正太陽(yáng)的。
本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
本實(shí)用新型的太陽(yáng)定位器，包括
太陽(yáng)定位光電傳感器，被配置為接受太陽(yáng)光照，并比較判斷出太陽(yáng)的方位信號(hào)，并將信號(hào)輸出連接至無線收發(fā)電路；
主控制電路，通過無線收發(fā)電路接收太陽(yáng)定位光電傳感器發(fā)送的無線信號(hào)，利用內(nèi)嵌控制軟體對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，輸出電機(jī)控制信號(hào)，并通過無線收發(fā)電路將控制信號(hào)傳至電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；
無線收發(fā)電^各，^皮配置為兩個(gè)或兩個(gè)以上無線收發(fā)電^各之間的通信，可以形成主控電路與單節(jié)點(diǎn)光電傳感器的通信，也可以與多個(gè)節(jié)點(diǎn)形成網(wǎng)絡(luò)拓樸，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)通信；
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，被配置為驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)裝置，連接無線收發(fā)電路與電機(jī)。進(jìn)一步的，所述的太陽(yáng)定位光電傳感器包括
外殼，提供所述的太陽(yáng)定位光電傳感器的機(jī)械殼體；光敏傳感器組，設(shè)置于所述的外殼內(nèi)。
更進(jìn)一步的，所述的光敏傳感器組是l個(gè)光敏元件。所述的光敏傳感器組是2個(gè)光敏元件。
進(jìn)一步的，所述的無線收發(fā)電路是2. 4GHz無線發(fā)射器、lGHz無線發(fā)射器、935MHz無線發(fā)射器、藍(lán)牙無線發(fā)射器、FM無線發(fā)射器或紅外無線發(fā)射器。本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)1. 通過轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)或雙個(gè)光敏元件替代3個(gè)以上光敏元件，不僅是節(jié)省成本，最重要的是避免了因光敏元件性能不一致導(dǎo)致的精度降低。
2. 信號(hào)經(jīng)過編碼后，通過無線收發(fā)電路發(fā)送至主控系統(tǒng)。使用了無線裝置，避免了設(shè)備安裝時(shí)復(fù)雜的布線與線路的維護(hù)。同時(shí)改善安裝的簡(jiǎn)便度。

圖l是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖2是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
如圖1所示的第一實(shí)施方式，主控端由主控制電路、太陽(yáng)定位傳感器、其它傳感器(如環(huán)境光亮傳感器、風(fēng)速傳感器等)、無線收發(fā)電路組成。該主控端主要執(zhí)行以下功能
i. 主控制電紹，接收太陽(yáng)能定位傳感器信號(hào)及其它環(huán)境傳感器信號(hào)。
n. 主控制電路比較傳感信號(hào)，結(jié)合時(shí)控軟件計(jì)算出最佳動(dòng)作控制信號(hào)。
iii.控制信號(hào)通過無線收發(fā)電路發(fā)射。
終端由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、無線收發(fā)電路組成。該終端主要執(zhí)行以下功能
i. 接收主控端傳輸至的控制信號(hào)。
ii. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路依據(jù)控制信號(hào)控制高度角、方位角電機(jī)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置使太陽(yáng)能收集器正對(duì)太陽(yáng)。
iii. 檢測(cè)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)裝器的運(yùn)行狀態(tài)，將檢測(cè)信號(hào)通過無線收發(fā)電路發(fā)射至主纟空端。本方案中，終端可以是l個(gè)或者多個(gè)，可以同時(shí)與主控端實(shí)時(shí)通信。主控端與終端通過無線收發(fā)電路傳遞信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制。同時(shí)只使用一個(gè)太陽(yáng)定位傳感器，就完成太陽(yáng)能裝置的集群控制。
如圖2所示的第二實(shí)施方式，主控端由主控制電路、其它傳感器(環(huán)境光亮傳感器、風(fēng)速傳感器等)、無線收發(fā)電路組成。該主控端主要執(zhí)行以下功能
i. 主控制電路接收終端太陽(yáng)能定位傳感器信號(hào)及其它環(huán)境傳感器信號(hào)。
ii. 主控制電路比較傳感信號(hào)，結(jié)合時(shí)控軟件計(jì)算出最佳動(dòng)作控制信號(hào)。
iii. 控制信號(hào)通過無線收發(fā)電路發(fā)射。
終端由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、太陽(yáng)定位傳感器、無線收發(fā)電路組成。該終端主要
執(zhí)行以下功能
i. 接收主控端傳輸至的控制信號(hào)。
ii. 實(shí)時(shí)傳輸太陽(yáng)定位傳感信號(hào)至主控端。
iii. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路依據(jù)控制信號(hào)控制高度角、方位角電機(jī)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置使太陽(yáng)能收集器正對(duì)太陽(yáng)。
iv. 檢測(cè)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)裝器的運(yùn)行狀態(tài)，將檢測(cè)信號(hào)通過無線收發(fā)電路發(fā)射至主控端。
本方案中，終端可以是l個(gè)或者多個(gè)，可以同時(shí)與主控端實(shí)時(shí)通信。主控端與終端通過無線收發(fā)電路傳遞信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制。同時(shí)只使用一個(gè)太陽(yáng)定位傳感器，就完成太陽(yáng)能裝置的集群控制。
本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)定位光電傳感器包括外殼，^是供所述的太陽(yáng)定位光電傳感器的機(jī)械殼體；光敏傳感器組，設(shè)置于所述的外殼內(nèi)。光敏傳感器組既可以由2個(gè)光l丈元件組成，也可以只用1只光每丈元件。^吏用2個(gè)光敏元件時(shí)，兩個(gè)元件應(yīng)落于轉(zhuǎn)動(dòng)軸心兩邊，其三點(diǎn)連線為一直線。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置接受信號(hào)處理器控制在按90度周期步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，則在東南西北處形成4個(gè)點(diǎn)，信號(hào)處
理器接收4個(gè)點(diǎn)的光信號(hào)并處理，判定太陽(yáng)方向，并將處理后信號(hào)通過無線發(fā)
射器發(fā)射至主控器系統(tǒng)，由主控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整系統(tǒng)的狀態(tài)。
具體的判定原理如下當(dāng)太陽(yáng)光通過圓孔直射至外殼底部時(shí)，光每文元件在4個(gè)方向上接收的光能量是一樣的，則表示太陽(yáng)正對(duì)裝置。當(dāng)太陽(yáng)斜射入圓孔，則在光敏元件在四個(gè)方向上所接收的光強(qiáng)是不一樣的，通過轉(zhuǎn)化出來的光信號(hào)強(qiáng)度的差異，經(jīng)信號(hào)處理器處理后，輸出執(zhí)行信號(hào)。
無線發(fā)射電路，被配置為將所述的信號(hào)處理器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻無線信號(hào)并發(fā)射出去，其輸入端連接于所述的信號(hào)處理器。無線發(fā)射器包括各種可傳遞信息的載波發(fā)射。例如2. 4GHz無線發(fā)射器、lGHz無線發(fā)射器、935細(xì)z無線發(fā)射器、藍(lán)牙無線發(fā)射器、FM無線發(fā)射器或紅外無線發(fā)射器等等。
控制主機(jī)根據(jù)接收到的無線信號(hào)，對(duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)機(jī)械裝置可以使用雙層結(jié)構(gòu)， 一層控制東西方向調(diào)整， 一層控制南北方向調(diào)整。因?yàn)闁|西方向調(diào)整的角度范圍較大并且是每天都進(jìn)行的，并且調(diào)整頻繁，所以最好將它置于上層。以東西方向調(diào)整為例，太陽(yáng)能利用裝置的東西方向調(diào)整使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用其他裝置控制，例如液壓系統(tǒng)。
當(dāng)電信號(hào)控制系統(tǒng)發(fā)出向西運(yùn)動(dòng)的信號(hào)時(shí)，該電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能利用裝置向西轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到最佳采光角度；當(dāng)達(dá)到最佳采光角度時(shí)，電信號(hào)控制系統(tǒng)的電信號(hào)消失，電動(dòng)機(jī)停止。反之，當(dāng)電信號(hào)控制系統(tǒng)發(fā)出向東運(yùn)動(dòng)的信號(hào)時(shí)，該電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能利用裝置向東轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到最佳采光角度，當(dāng)達(dá)到最佳采光角度時(shí)，電信號(hào)控制系統(tǒng)的電信號(hào)消失，電動(dòng)機(jī)停止。同理，南北方向調(diào)整也是利用電信號(hào)控制系統(tǒng)的電信號(hào)作為指令控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。使用液壓控制則是利用液壓系統(tǒng)的工作液體的壓入與放出控制機(jī) 械裝置向不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
在這個(gè)太陽(yáng)追蹤系統(tǒng)中，最好另加裝一個(gè)在夜里控制轉(zhuǎn)動(dòng)裝置向東轉(zhuǎn)動(dòng)， 并且轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的電路，其開關(guān)啟閉用光敏元件來控制，有一 定光照強(qiáng)度時(shí)開關(guān)斷開，電路不工作；光照強(qiáng)度低于設(shè)定閥值時(shí)，開關(guān)閉合，
電路控制轉(zhuǎn)動(dòng)裝置向東轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到向東方向的設(shè)定角度時(shí)，斷開 一個(gè)限位開關(guān)，停止工作。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)， 在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)定位器，其特征在于包括太陽(yáng)定位光電傳感器，被配置為接受太陽(yáng)光照，并比較判斷出太陽(yáng)的方位信號(hào)，并將信號(hào)輸出連接至無線收發(fā)電路；主控制電路，通過無線收發(fā)電路接收太陽(yáng)定位光電傳感器發(fā)送的無線信號(hào)，利用內(nèi)嵌控制軟體對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，輸出電機(jī)控制信號(hào)，并通過無線收發(fā)電路將控制信號(hào)傳至電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；無線收發(fā)電路，被配置為兩個(gè)或兩個(gè)以上無線收發(fā)電路之間的通信，可以形成主控電路與單節(jié)點(diǎn)光電傳感器的通信，也可以與多個(gè)節(jié)點(diǎn)形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)通信；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，被配置為驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)裝置，連接無線收發(fā)電路與電機(jī)。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)定位器，其特征在于所述的太陽(yáng)定位光電傳感器包括外殼，提供所述的太陽(yáng)定位光電傳感器的機(jī)械殼體；光敏傳感器組，設(shè)置于所述的外殼內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)定位器，其特征在于所述的光敏傳感器組是1個(gè)光每1元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)定位器，其特征在于所述的光敏傳感器組是2個(gè)光敏元件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)定位器，其特征在于所述的無線收發(fā)電路是(2. 4GHz無線發(fā)射器、lGHz無線發(fā)射器、935MHz無線發(fā)射器、藍(lán)牙無線發(fā)射器、FM無線發(fā)射器或紅外無線發(fā)射器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及光傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)自然光源方向進(jìn)行定位的傳感和驅(qū)動(dòng)裝置。本實(shí)用新型的太陽(yáng)定位器，包括太陽(yáng)定位光電傳感器，被配置為接受太陽(yáng)光照，并比較判斷出太陽(yáng)的方位信號(hào)，并將信號(hào)輸出連接至無線收發(fā)電路；主控制電路，通過無線收發(fā)電路接收太陽(yáng)定位光電傳感器發(fā)送的無線信號(hào)，利用內(nèi)嵌控制軟體對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，輸出電機(jī)控制信號(hào)，并通過無線收發(fā)電路將控制信號(hào)傳至電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；無線收發(fā)電路，被配置為兩個(gè)或兩個(gè)以上無線收發(fā)電路之間的通信，可以形成主控電路與單節(jié)點(diǎn)光電傳感器的通信；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，被配置為驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)太陽(yáng)能利用裝置跟隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接無線收發(fā)電路與電機(jī)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約成本。
文檔編號(hào)G05D3/12GK201429798SQ20092013776
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者鵬 陳 申請(qǐng)人:芯銳電(廈門)光電科技有限公司