一種可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了光能利用領(lǐng)域中的一種可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)。其包括電源電路、恒流源降壓轉(zhuǎn)換電路、傳感器電路、微處理器電路、云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路和液晶顯示電路，其中：電源電路的輸出端分別接降壓轉(zhuǎn)換電路、傳感器電路、微處理器電路、云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路、液晶顯示電路的電源輸入端，降壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端接點(diǎn)光源的信號(hào)輸入端，傳感器電路的信號(hào)輸出端接微處理器電路的信號(hào)輸入端，微處理器電路的信號(hào)輸出端分別接云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路的信號(hào)輸入端、液晶顯示電路的信號(hào)輸入端。所述傳感器電路包含五個(gè)光敏傳感器，微處理器電路包含一個(gè)微控制器，云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路包含兩個(gè)舵機(jī)，液晶顯示電路包含一個(gè)LCD顯示屏。本實(shí)用新型應(yīng)用前景好，性價(jià)比高，超低功耗，同時(shí)能夠快速精確地實(shí)現(xiàn)光源跟蹤，跟蹤定位誤差小，提高了光能吸收效率。
【專利說(shuō)明】—種可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一個(gè)能夠檢測(cè)并指示點(diǎn)光源位置的光源跟蹤系統(tǒng)，屬于光的測(cè)量與跟蹤領(lǐng)域，在新型的能源領(lǐng)域和自動(dòng)化領(lǐng)域有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
【背景技術(shù)】
[0002]光的測(cè)量及跟蹤在新型的能源領(lǐng)域和圖像領(lǐng)域有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，基于光測(cè)量的快速精確地跟蹤定位技術(shù)在光能吸收系統(tǒng)中有著重要的應(yīng)用，點(diǎn)光源的跟蹤原理和自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)能設(shè)備是一樣的。然而，由于光學(xué)本身的復(fù)雜性，要實(shí)現(xiàn)高精度的光定位技術(shù)，其配備要求比較復(fù)雜，導(dǎo)致太陽(yáng)能設(shè)備的工作效率不高。如今，大多數(shù)吸收太陽(yáng)能設(shè)備采用固定的電池板形式，大大減少了太陽(yáng)能的吸收效率。針對(duì)上述問(wèn)題。本實(shí)用新型提出了一種可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，方案簡(jiǎn)單可靠，測(cè)量效果良好，提高了光能的吸收效率，大大適應(yīng)全球節(jié)能環(huán)保的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]實(shí)用新型目的:為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型為提高光源的吸收效率，更好地利用于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)而提出一種可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)。
[0004]技術(shù)方案:一種可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，包括電源電路、恒流源降壓轉(zhuǎn)換電路、傳感器電路、微處理器電路、云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路和液晶顯示電路，其中:電源電路的輸出端分別接降壓轉(zhuǎn)換電路、傳感器電路、微處理器電路、云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路、液晶顯示電路的電源輸入端，降壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端接點(diǎn)光源的信號(hào)輸入端，傳感器電路的信號(hào)輸出端接微處理器電路的信號(hào)輸入端，微處理器電路的信號(hào)輸出端分別接云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路的信號(hào)輸入端、液晶顯示電路的信號(hào)輸入端。所述傳感器電路包含五個(gè)光敏傳感器，微處理器電路包含一個(gè)微控制器，云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路包含兩個(gè)舵機(jī)，液晶顯示電路包含一個(gè)IXD顯示屏。
[0005]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，用高性能的微處理來(lái)控制系統(tǒng)，高速的數(shù)據(jù)處理，超低的功耗，提高了能源的利用效率；用雙舵機(jī)構(gòu)成云臺(tái)裝置控制系統(tǒng)垂直方向和水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)并完成垂直方向上的光源跟蹤，無(wú)需復(fù)雜的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，安裝簡(jiǎn)便，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率；用光敏三極管構(gòu)成傳感器檢測(cè)電路，靈敏度高，電阻值變化明顯易于控制，采集到的光信號(hào)也較強(qiáng)，可直接傳入單片機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與控制；用液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示AD采樣值，方便測(cè)試光信號(hào)的采集，以提聞光源的跟蹤效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0007]圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖，圖中I為電源電路；2為恒流源降壓轉(zhuǎn)換電路；3為傳感器電路；4為微處理器電路；5為云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路；6為液晶顯示電路?！揪唧w實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0009]如圖1所示，電源電路I的輸出端分別接降壓轉(zhuǎn)換電路2、傳感器電路3、微處理器電路4、云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路5、液晶顯示電路6的電源輸入端，降壓轉(zhuǎn)換電路2的輸出端接點(diǎn)光源的信號(hào)輸入端，傳感器電路3的信號(hào)輸出端接微處理器電路4的信號(hào)輸入端，，微處理器電路4的信號(hào)輸出端分別接云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路5的信號(hào)輸入端、液晶顯示電路6的信號(hào)輸入端。
[0010]電源電路的電池模塊首先經(jīng)過(guò)一個(gè)可調(diào)穩(wěn)壓芯片Ul (REG1117)將變壓器輸出電壓9V分別轉(zhuǎn)換成5V和6V電壓，其中產(chǎn)生的6V電壓通過(guò)濾波后接到兩個(gè)舵機(jī)的電源輸入端，產(chǎn)生的5V電壓通過(guò)濾波后一端接到傳感器電路的電源輸入端、微處理器模擬電源輸入端、恒流源降壓轉(zhuǎn)換電路的電源輸入端，另外一端通過(guò)一個(gè)電阻(型號(hào):0歐姆)輸出為微處理器數(shù)字電源輸入供電，穩(wěn)壓芯片U2 (AMS1117-3.3)將5V電壓轉(zhuǎn)換成3.3V電壓供CPU和部分外設(shè)供電，電容Cl、C2、C3和C4是濾波電容，濾除高頻和低頻干擾，以在輸出端得到穩(wěn)定的直流工作電壓。恒流源降壓轉(zhuǎn)換電路中降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器U3 (XL4001)的SW端、CS端分別連接到LED兩端，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rl來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)光源電流在指定范圍內(nèi)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。C是濾波電容，以消除輸入噪聲。光敏傳感器電路安裝固定在舵機(jī)云臺(tái)上并隨其運(yùn)動(dòng)，用五路光敏三極管U4 (3DU33)并聯(lián)排列成十字型，水平方向間距略大于垂直方向，且每個(gè)光敏三極管均套上膠套以提高感光精度，同時(shí)每路單元加上電容濾波，其輸出端ADO端、ADl端、AD2端、AD3端和AD4端分別與微處理器電路4中的微控制器U5 (MSP430F149)的P6.0端、P6.1端、P6.2端、P6.3端、P6.4端連接。微處理器U5的P4.0端和P4.1端分別與兩個(gè)云臺(tái)舵機(jī)U6 (SG5010)的控制線端連接，以完成云臺(tái)水平方向和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)并通過(guò)激光指示燈進(jìn)行點(diǎn)光源的跟蹤。晶振Xl和晶振X2、C30、C31分別組成兩個(gè)低速晶振和高速晶振電路，電容C4、電阻R4、R5共同組成復(fù)位電路。微控制器(U5)的Pl.0端、Pl.1端、Pl.2端、Pl.3端、Pl.4端分別與液晶顯示器(LCD顯示屏)U7 (Nokia5110)的CLK端、DIN端、D/C端、CS端和RST端連接。
[0011]本實(shí)用新型可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，采用高性能的微處理器技術(shù)、高精度的光電檢測(cè)技術(shù)和實(shí)時(shí)的液晶顯示技術(shù)。采用變壓器輸出的9V電壓作為工作電源，在一定照度條件下，光敏傳感器電路3檢測(cè)到外界點(diǎn)光源信號(hào)，嵌入式微處理器4將采集的光信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理后的信號(hào)輸出PWM給云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路5，以實(shí)現(xiàn)其水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)激光指示筆進(jìn)行光源的跟蹤，同時(shí)通過(guò)液晶顯示電路6實(shí)時(shí)顯示AD采樣值以提高跟蹤效率。在一定照度條件下，系統(tǒng)能快速尋找點(diǎn)光源:點(diǎn)光源靜止時(shí)，系統(tǒng)可精確定位；點(diǎn)光源位置發(fā)生變化時(shí)(沿弧線或直線移動(dòng))，系統(tǒng)可以跟蹤定位點(diǎn)光源；改變點(diǎn)光源亮度，系統(tǒng)仍可以自動(dòng)跟蹤定位點(diǎn)光源。
【權(quán)利要求】
1.一種可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:包括電源電路(I)、恒流源降壓轉(zhuǎn)換電路(2)、傳感器電路(3)、微處理器電路(4)、云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路(5)和液晶顯示電路(6)，其中:電源電路(I)的輸出端分別接降壓轉(zhuǎn)換電路(2)、傳感器電路(3)、微處理器電路(4)、云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路(5)、液晶顯示電路(6)的電源輸入端，降壓轉(zhuǎn)換電路(2)的輸出端接點(diǎn)光源的信號(hào)輸入端，傳感器電路(3)的信號(hào)輸出端接微處理器電路(4)的信號(hào)輸入端,微處理器電路(4)的信號(hào)輸出端分別接云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路(5)的信號(hào)輸入端、液晶顯不電路(6)的信號(hào)輸入端；所述傳感器電路(3)包含五個(gè)光敏傳感器(U4)，微處理器電路(4)包含一個(gè)微控制器(U5),云臺(tái)轉(zhuǎn)向電路(5)包含兩個(gè)舵機(jī)(U6),液晶顯不電路(6)包含一個(gè)IXD顯不屏(U7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器電路(3)安裝固定在舵機(jī)(U6)云臺(tái)上并隨其運(yùn)動(dòng)，光敏傳感器(U4)為光敏三極管，光敏傳感器(U4)的ADO端、ADI端、AD2端、AD3端和AD4端分別與微控制器(U4)的P6.0端、P6.1 端、P6.2 端、P6.3 端、P6.4 端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器(U5)的P4.0端和P4.1端分別與兩個(gè)舵機(jī)(U6)的控制線端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)點(diǎn)光源的實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器(U5)的Pl.0端、Pl.1端、Pl.2端、Pl.3端、Pl.4端分別與LCD顯示屏(U7)的CLK端、DIN端、D/C端、CS端和RST端連接。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK203825476SQ201420189005
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】王欣, 邱軍林, 劉輝, 李臣明, 嚴(yán)錫君, 張學(xué)武 申請(qǐng)人:河海大學(xué)