1、 机电一体化课程设计说 明书 自动太阳能路灯设计 2013/4/11 自动太阳能路灯设计自动太阳能路灯设计 目录 1、前言 3 2、系统总体设计 3 2.1、系统总体设计要求 3 2.2 系统总体设计分析 5 2.3 系统硬件设计 6 2.3.1、电子控制元件选型 6 2.3.2、光电转换电路设计 6 2.4 机械部分设计 8 3、系统原理分析 8 4、软件设计 10 5、总结 12 6、附录 13 1、前言、前言 太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而 且分布范围广， 具有非常广阔的利用前景。 但太阳能利用效率低， 这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及。 把太阳能自动跟 踪
2、系统引入路灯的设计为解决这一问题提供了新途径， 从而大大 提高了太阳能的利用效率。本设计采用光电跟踪的方法，利用步 进电机双轴驱动， 由光电传感器根据入射光线的强弱变化产生反 馈信号到微机处理器。微机处理器运行程序，通过对跟踪机构进 行水平、俯仰两个自由度的控制，调整太阳能电池板的角度实现 对太阳的跟踪。 采用单片机来实现的太阳能追踪系统能有效提高 太阳板的光电转化效率，并具有较广泛的应用前景。 2、系统总体设计、系统总体设计 2.1、系统总体设计要求、系统总体设计要求 本系统研制的出发点是更加有效的利用太阳能。 对太阳能的 利用一般都是采用太阳能采集装置把太阳能量转化为其他类型 的可用能源而
3、加以利用，在本研究中，确定了使用太阳能电池板 把太阳能量转化为电能。对太阳能进行电能转换的时候，由于太 阳的位置是随着时间的变化而改变的， 如果采用固定式的太阳能 接收装置，此装置的位置无法随太阳改变，只能在固定时段有效 的吸收太阳能，在其他时段的吸收效率就十分低下，因此，要使 太阳能的吸收效率提高， 采用太阳跟踪系统对太阳进行实时跟踪 是可行和有效的。 在本课题中采用的是双轴跟踪的方法对太阳进 行即时跟踪，使太阳能接收装置能够始终正对太阳，从而提高吸 收效率。 本系统的整体研发要求是经济、结构简单、性能可靠。根据 本系统的整体要求， 装置的各组成部分应该选用常用而且性价比 与可靠性较高的构件
4、，充分考虑其经济性.在结构设计中，要使 系统机构尽量简洁，避免过于复杂和昂贵，要便于安装和维护。 在控制部分的设计中，要考虑到系统的全天候性要求，选用耐用 和抗干扰性强的执行元件，避免频繁发生系统故障。 设计要求如下： 1.系统能根据天气条件进行选择性工作，晴天自动跟踪，阴 天或黑夜停止跟踪，避免电能消耗。 2.晴天时系统能保证太阳能电池板与太阳光垂直。充分吸收 光能。 3.系统设计的硬件部分和软件部分能够无故障、准确、合理 地运行。 4.为了减少电能过多消耗，系统每十分钟跟踪一次太阳光， 误差不超过 3 度。 2.2 系统总体设计分析系统总体设计分析 本设计主要包过光电转换电路，AD 转换电路，单片机控 制电路，电机驱动电路的设计，该部分主要从整体上进行系统的 总体设计分析。本部分首先主要介绍各个模块的硬件电路，以及 机械设计部分原理简介，然后再从整体上分析。 太阳能自动跟踪总体框图如下： 太阳实际位置太阳实际位置电控单元电控单元电机电机传动装置传动装置 光电传感器光电传
