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【DIY资料】太阳走 它就走 它和太阳是好朋友~

时间:2020-05-08 13:09:09

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【DIY资料】太阳走 它就走 它和太阳是好朋友~

首先,本期的题目是不是有点傻?没错儿!PCB哥也这么认为!前些日子有D友问起太阳跟随的实现,今天我们就来说说太阳跟随器的DIY制作。

再首先,我们先来了解一下太阳跟踪器的分类和各自的技术特点,这对于开始DIY是非常有帮助的。

太阳方位的测量技术有多种不同的类型,例如:压差式、控放式、时钟式、比较控制式等等。 将这些技术应用到太阳跟踪器的制作,就产生了多种类型的太阳跟踪器。

目前,太阳能跟踪器的形式主要有:压差式太阳能跟踪器、控放式太阳跟踪器、时钟式跟踪器、比较控制式太阳跟踪器等等。它们的制作原理各不相同,同时也都有各自的优缺点。

1、压差式太阳能跟踪器的原理

当入射太阳光发生偏斜时,密闭的容器的两侧受光面积不同,会产生压力差,在压力的作用下,使跟踪器重新对准太阳。根据密闭容器内所装介质的不同,可分为重力差式,气压差式,和液压差式。这种太阳能跟踪器结构简单,制作费用低,纯机械控制,不需电子控制部分及外接电源。但是此这种机构只能用于单轴跟踪,控制精密度较低。

2、控放式太阳能跟踪器原理

控放式太阳能跟踪器在太阳能接收装置的西侧放置一偏重,作为太阳光接收器向西的转动力,并利用控放式自动跟随装置对此动力的释放加以控制,慢慢释放此动力,使采光板向西偏转运动。这种太阳跟踪器成本较低,也是纯机械控制,不需电子控制部分及外接电源。但是此这种机构也只能用于单轴跟踪,控制精密度较低。

3、时钟式跟踪器原理

它是一种主动式的跟踪器,有单轴和双轴两种形式。其控制方法是定时法:根据太阳在天空中每分钟的运动角度,计算出太阳能接收装置每分钟应转动的角度,从而确定出电动机的转速,使得采光板根据太阳的位置而相应变动。这种太阳跟踪器的特点是电路简单,但由于时钟积累误差不断增加,系统的跟踪精度必然降低;为修正系统精度必须经常调整,同时该系统需要外接电源,系统较为复杂。

4、比较控制式太阳跟踪器原理

利用不同方位安装的光电转换器件接收太阳发出的光线,在太阳光照改变时个方位光电器件输出的电压发生变化,根据变化实时调整方位角跟踪太阳。例如,将四个完全相同的光电转换器件分别置于采光板的东南西北方向处。如果太阳光垂直照射到采光板上,东西(南北)两个光电转换器件接收到的光照强度相同,输出相等,此时电机不转动。当太阳光方向与采光板的法线有夹角时,对应的光电转换器件产生输出信号差,并由控制电路将其转换成控制信号,驱动电机转动,直到对应的光电转换器件接收到的光照强度相同。这类跟踪器的优点在于控制的精密度比较高,而且电路比较容易实现,但是价格也相对比较高,而且对自然界中的光线变化比较敏感。

通过分析这些太阳跟踪器的原理可知,纯机械式的跟踪器和时钟式跟踪器的精度较低,比较控制式太阳跟踪器的精度相对较高。

我们今天要说的,就是第四种 - 比较控制式太阳跟踪器电路。先来两个电路吧,有了电路图才可以开始DIY,这两个电路都比较简单,没有用到比较器芯片,虽然如此,仍然应被归纳在比较控制式太阳跟踪器的范畴。

下面是比较简单的5V供电的太阳跟踪器电路,该电路采用小型开关晶体管,电动机的最大驱动电流被限制在大约250mA。

第二个电路的供电电压为12V,该电路同样采用小型开关晶体管,电动机的最大驱动电流被限制在大约100mA。

这两款电路相对而言,都是比较简单的,用到的元件也相对比较简单,容易获得,比较适合电子DIY爱好者动手制作。有D友会问,电路中只有两个光线的传感器,那么它只能实现单轴的跟踪控制,如果想实现双轴的跟踪应该怎么办?其实答案很简单:你做两套电路,一套控制左右,一套控制上下,就可以了嘛。机械结构暂时不说了,D友们可以利用手边的电机和材料完成DIY。

下面我们来看看D友们的作品~

【据说LED也可以作为传感器使用,有兴趣的D友可以测试一下】

【四个传感器可以做成下图中的样子,通过格栅实现更加准确的光线传感】

【或者通过改变传感器角度,也可以使光线传感更加准确】

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