太阳能板自动跟踪器

石家庄市第27中学 李雪洋 指导教师 杨庚明

太阳能板自动跟踪器

石家庄市第27中学 李雪洋 指导教师 杨庚明

本作品主要用于家庭小型太阳能充电系统中，它是仿照向日葵的特点，利用光敏电阻、电压比较器、电机等器件，使太阳能电池板始终跟随太阳转动。其电路简单，运行可靠。当然也可依据模型按比例放大，用于大型太阳能电池板系统。

一、所需设备

两个直流减速电机、四个光敏电阻、电路板、电压比较器、控制器、电容、电阻、电感和做门窗的铝合金板、电钻、螺丝、12V电源。

图1

二、工作原理

光线变暗，光敏电阻阻值增大，分得电压增高，就让电机正动，让它跟上太阳；若光线变强，电阻变小，分得电压降低，就让电机反向转动，继续跟着太阳。

三、电路设计图（见图1）

四、机械部分设计图（见图2、图3所示）

机械部分设计原理：机械部分通过双电机控制，两个电机的转动轴垂直，这样在东西、南北四个方向控制电池板朝向太阳。

图2 右视图

图3 正视图

五、制作过程

1.绘制电路图，制作电路板。

2.购买制作所需的电器原件。

3.焊接电器原件。按照电路图，将电器元件安装在电路板上，并焊接。

4.制作台架。

5.将电路板安装到台架上。将焊好的电路板用螺丝固定在安装太阳能电池板的钢板上（见图4、图5所示）。

图4

图5

6.调试。将电路板中的东南西北和太阳能电池板的东南西北调成一致。四个光敏电阻分别代表东南西北四个方向，并与电池板夹角大约60度左右。如果电路板和电池板方向不一致，通电后电池板会向光源的反方向转动（见图6所示）。

图6

7.接上东西电机，接通电源，拉上窗帘，用台灯照射，如不跟随光线且反向运动，反接电机即可。接上南北电机，接通电源，再进行调试，跟光走则说明接线正确，否则说明接反了。

六、作品介绍

1.构造功能。

太阳能板自动跟踪器成品见图7所示，它是由光敏电阻、电压比较器、控制器组成的电路板、两个直流电机、可双向移动台架、12v恒直流电源组成。这个模型可用于小型家用太阳能电池，也可用于太阳能路灯照明系统。

2.测试环境。

在携带过程中电路板容易发生偏转，测试时需摆正电路板位置，否则电机会反向运动。测试环境应在拉上窗帘的暗环境，用台灯做引导光源进行测试。为确保光敏电阻位置正确和避免连线短路，加装了塑料支架。

3.有关说明。

该模型没有设计太阳能电池板和蓄电池，主要是演示该模型能够实现跟随光源运动。

图7

七、创新点

1.该模型通过使用简单电路就解决了自动跟随阳光问题，设备反应灵敏，可靠性高，能耗低。

2.机械部件采用两轴垂直设计，能俯仰转动和东西转动，结构简单，稳定性高。

3.制作材料主要源自废旧物品，节能环保。

八、参考书目

1.《电子电工技术》陈新龙主编，清华大学出版社。

2.《智能双轴太阳跟踪控制系统的设计》刘京斌等，传感器与微系统（刊物）。