基于ATmega8的双轴太阳跟踪器设计

文章摘要：1．4 步进电机及驱动器 该太阳跟踪器选用57BYG系列二相／四相混合式步进电机，步距角为1．8°，要满足高精度跟踪要求，必须提高电机步进角度的分辨率，因此选用TS-220系列高性能步进电机细分驱动器作为控制电路。驱动器选用原装驱动模块，纯正弦波电流细分控制方式，具有很强的抗干扰能力。控制信号与内部线路实现光电隔离，并具有精度高，可靠性好，电机噪音极低等特点。www.88dzw.com2 太阳跟踪器软件设计 该跟踪器软件采用ATmega8单片机C语言，选用ICCAVR编译器，主要包括主程序、光电跟踪子程序、视日运动轨迹跟踪子程序等。2．1 太阳跟踪主程序 主程序初始化单片机相

基于ATmega8的双轴太阳跟踪器设计,标签：单片机开发,单片机原理,http://www.88dzw.com

1．4 步进电机及驱动器
    该太阳跟踪器选用57BYG系列二相／四相混合式步进电机，步距角为1．8°，要满足高精度跟踪要求，必须提高电机步进角度的分辨率，因此选用TS-220系列高性能步进电机细分驱动器作为控制电路。驱动器选用原装驱动模块，纯正弦波电流细分控制方式，具有很强的抗干扰能力。控制信号与内部线路实现光电隔离，并具有精度高，可靠性好，电机噪音极低等特点。

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2 太阳跟踪器软件设计
    该跟踪器软件采用ATmega8单片机C语言，选用ICCAVR编译器，主要包括主程序、光电跟踪子程序、视日运动轨迹跟踪子程序等。
2．1 太阳跟踪主程序
    主程序初始化单片机相关功能模块，巡回检测光电检测模块的信号，判断当前工作在光电跟踪还是视日运动轨迹跟踪控制方式，进而驱动步进电机驱动器控制太阳能利用装置始终正对太阳。其主程序流程如图5所示。

2．2 光电跟踪子程序
    光电检测模块探测太阳位置，通过ATmega8的ADCx引脚送入单片机，经过A／D转换通过信号差值判断太阳能利用装置是否正对太阳，直到调整太阳能利用装置对准太阳，然后再返回主程序。光电跟踪子程序流程如图6所示。

2．3 视日运动跟踪子程序
    所谓程序跟踪就是跟踪太阳高度角和方位角。虽然太阳的位置时刻都在变化，但其运行具有严格的规律性，在地平坐标中，太阳的位置可由高度角α与方位角ψ来确定。
   
式中，δ为太阳赤纬角；φ为当地的纬度角；ω为时角。
    太阳赤纬角与时角由本地时间确定，而对于确定的地点，本地的纬度角也是确定的，因此只要输入当地相关地理位置与时间信息就可确定此时刻的太阳位置。视日运动轨迹跟踪子程序流程如图7所示。

3 结束语
    该太阳跟踪器以ATmega8单片机为核心，外围电路简单，性能稳定可靠，跟踪精度高，能自动识别天气状况，使光电跟踪和视日运动轨迹跟踪控制方式的优点得到有效互补，但在抗风和掉电保护等方面还需进一步研究。由于该太阳跟踪器结构简单，价格低廉，所以具有发展潜力，可广泛应用于太阳灶、太阳能光伏(平板和聚光)发电系统、太阳能聚焦热水器系统、太阳能制氢、太阳能集能器等那些需实时精确跟踪太阳的应用领域。

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