[实用新型]一种基于AHRS模块的太阳能双轴视日跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型属于跟踪系统技术领域，具体涉及一种基于AHRS模块的太阳能双轴视日跟踪系统。

背景技术

能源是经济社会发展的命脉，是提高人们生活水平的保障。在能源日趋匮乏的今天，全世界都把目光投向了可再生能源，希望能改变人类的能源结构，实现可持续发展。太阳能作为一种新兴的可再生能源，对于缓解能源危机，并在极大程度上改善环境污染有着极其重要的意义。

太阳能的开发利用具有巨大的市场前景。目前，太阳能光伏发电存在的一个瓶颈问题就是发电效率低，而解决此问题的办法之一是开发出太阳能跟踪系统，使太阳能电池板能始终面向太阳，以提高光伏发电的效率。

现有的太阳跟踪系统角度检测主要用编码器及角位移传感器等。这些检测装置大多安装复杂，且安装精度要求高、校准费时，成本也高。在使用的过程中常常会由于安装误差导致传感器容易损坏。AHRS称为航姿参考系统，它包括有多个轴向传感器，能为飞行器提供航向，横滚和侧翻信息，这类系统能为飞行器提供准确可靠的姿态与航行信息，若将AHRS模块应用于太阳能电池板的角度检测则具有创新意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于AHRS模块的太阳能双轴视日跟踪系统，能对太阳能双轴视日跟踪系统的太阳高度角和方位角进行控制，使太阳能电池板始终与太阳光线垂直，实现了对太阳的跟踪，有效提高了发电效率。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于AHRS模块的太阳能双轴视日跟踪系统，由机身主体和控制模块经连接构成；机身主体，包括有太阳高度角调整单元、太阳方位角调整单元及支撑机构，且支撑机构由底座和垂直焊接于底座中央的减速机支座构成，太阳方位角调整单元设置于减速机支座上，太阳高度角调整单元设置于太阳方位角调整单元上且与太阳方位角调整单元连接；控制模块，包括有单片机，且单片机采用STC89C52RC单片机最小系统作为核心控制单元；单片机分别连接外部时钟模块、人机交互模块、电机驱动模块及AHRS模块；太阳高度角调整单元、太阳方位角调整单元均与电机驱动模块连接，太阳高度角调整单元与AHRS模块连接。

本实用新型的特点还在于：

太阳方位角调整单元，包括有设置于减速机支座上端的蜗轮-蜗杆减速机和直流电机，且蜗轮-蜗杆减速机与直流电机连为一体；蜗轮-蜗杆减速机的上部焊接有竖直设置的立柱，太阳高度角调整单元支撑于立柱的上端；直流电机分别通过导线与电机驱动模块、太阳高度角调整单元内的太阳能电池板连接。

太阳高度角调整单元由太阳能电池板支撑-调整一体化装置和太阳能电池板经连接构成；太阳能电池板支撑-调整一体化装置，包括有太阳能电池板支撑单元和太阳能电池板调整单元；太阳能电池板支撑单元，包括有水平设置的回转轴，且回转轴的中部与通过U型螺栓a、U型螺栓b与立柱连接，回转轴的一端通过左支座连接左支撑架，回转轴的另一端通过右支座连接右支撑架，且左支撑架通过支撑杆与右支撑架连接；太阳能电池板与左支撑架、支撑杆和右支撑架连为一体，即左支撑架、支撑杆和右支撑架共同对太阳能电池板起到支撑固定作用，太阳能电池板通过导线与AHRS模块连接；太阳能电池板调整单元，包括有直流电动推杆，且直流电动推杆分别通过导线与太阳能电池板、电机驱动模块连接；直流电动推杆的缸体通过销轴a与推杆支座连接，直流电动推杆的缸杆通过销轴b与支撑杆的中部连接。

电机驱动模块内采用H桥芯片L298N，在L298N芯片上反向并联续流二极管电路。

外部时钟模块为DS1302芯片。

AHRS模块采用GY-953。

人机交互模块包括有液晶显示屏和按钮开关。

液晶显示屏采用LCD1602；按钮开关由开关S1和S2构成。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型一种基于AHRS模块的太阳能双轴视日跟踪系统，通过AHRS模块及其他模块配合，能直接读出当时太阳的高度角和方位角，从而实现对太阳能双轴跟踪系统的方位角和高度角进行控制。

(2)本实用新型一种基于AHRS模块的太阳能双轴视日跟踪系统，较现有的结构控制装置而言：AHRS模块能同时检测太阳的高度角和方位角，由于仅需一个模块，所以所需成本低；AHRS模块能通过软件来补偿安装误差，不需要过高的安装精度，能有效降低安装难度。

(3)本实用新型一种基于AHRS模块的太阳能双轴视日跟踪系统，能为太阳能双轴视日跟踪系统的研究提供良好的理论基础和试验平台。

附图说明