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基于ATmega128单片机的碟式太阳能跟踪控制系统

基于ATmega128单片机的碟式太阳能跟踪控制系统

EquipmentManufactringTechnologyNo.5,2011

基于ATmega128单片机的碟式太阳能

跟踪控制系统

邸韬

(兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州730070)

摘要:阐述了一种用于碟式太阳能跟踪系统的混合控制方式,以Atmega128单片机为主的控制器,实现了数字化的自动控制,介绍了硬件电路与软件流程。关键词:太阳能;控制系统;单片机;混合控制。中图分类号:TP273

文献标识码:A

文章编号:1672-545X(2011)05-0020-03

太阳能热发电装置,按聚光器不同可分为塔式、

槽式、线性菲涅尔和碟式,其中以碟式聚光性能最好。碟式发电系统采用碟式抛物面聚光器,将太阳光聚焦至焦点,在各种聚光器中,聚光效率最高。太阳能热发电在太阳光的采集过程中,为使聚光器时刻都能够最大效率地采集太阳光,要求聚光器始终与太阳保持一个最佳角度,因此必须实时跟踪太阳。常见的跟踪控制系统,按照被控制量对控制量是否存在着反馈,可分为闭环、开环和混合控制方式。

闭环控制能够通过反馈来消除误差,但作为反馈信号源的感光元件,在稍长时间段内接收不到太阳光,会导致跟踪系统的失效,甚至会引起执行机构的误动作;开环跟踪虽然在任何天气下都可以正常工作,但是在跟踪过程中,由于运算精度产生的累积误差自身并不能消除;混合控制方式结合了两者的优点,并克服了两者的缺点,能够得到最佳的控制效果。

单片机、键盘显示和日历时钟芯片直接使用I/O通信电路,时钟芯片采用DALLAS公司的DS1302芯

片提供实时时钟,其内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM,可以通过串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日期、月、年的信息,每个月的天数和闰年的天数,可自动调整,时钟操作可通过AM/PM标志位决定用24h或12h时间格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信,仅需3根I/O线:复位(RST)、I/O数据线、串行时钟,实际电路如图2所示。键盘采用矩阵键盘,其为用4条I/O线作为行线及4条I/O线作为列线组成的键盘(如图3)。

VCC

Y232.768

1

234

U8Vcc2Vcc1X1SCLKX2I/OGNDRSTDS1302

8765

PD5PD6PD7

GND

1硬件电路

C186P

图2时钟芯片电路

本文以Atmega128为主控制器,实现了一种混合控制,系统示意图如图1所示。主要电路分为3部分:单片机、键盘显示和日历时钟芯片之间的I/O通信电路,以光敏电阻构成感光元件的反馈电路,单片机控制步进电机的驱动电路。

日历时钟芯片

键盘

Atmega128

LCD

反馈电路

驱动电路步进电机

Vcc

S1S5S9S13

S2S6S10S14PC6

S3S7S11S15PC5

S4S8S12S16PC4

PC0PC1PC2PC3

PC7

图1系统示意图

图3矩阵键盘电路

收稿日期:2011-02-10作者简介:邸韬(1985—),男,甘肃兰州人,研究生,研究方向:交通信息控制及工程。

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