光伏发电太阳跟踪装置设计实验_综合设计报告(编辑修改稿)

光伏发电太阳跟踪装置设计实验_综合设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

下它能与 TTL 和 CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据， 可以用来驱动一些设备如图 13。 图 13 图 14：信号采集电路 （ 3）信号采集电路 如图 14 所示， J1 为光敏电阻，当有阳光照射时，其阻值变的很小并且阻值范围变化很大，故此图是用光敏电阻在检 测到阳光是阻值剧烈变化而制作的比较器电路，适当调整可变电阻 V V2 的阻值，当检测到阳光时，比较器电路将输出高电平。 根据不同位置的光敏电阻检测到的信号，编程控制单片机向相应的方向转动，从而完成对光的过程。 图 15 信号放大电路 （ 4）信号放大电路 如图 15 所示有信号采集系统所采集的信号有图 15 所示电路放大，输入单片机后，单片机对该信号进行判断，是否产生对应的中断来响应，该电路由两个运算放大器组成对小信号有较强的放大效果，可靠性高，稳定性强。 （ 5）单片机最小系统 图 16 （ 6）保护电路 行程开关的连接电路如图 17 所示， S4 表示行程开关，他处于常开状态，本系统用光电隔离耦合器，实现行程开关盒单片机电路的电气连接，使用光耦主要是基于一下考虑： 响应速度快，电磁继电器响应延迟时间要几毫秒，使用光电耦合器响应速度更快。 抗干扰能力强，稳定性得到提高。 光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气连接，也没有共地，之间的分布电容极小，而绝缘电阻很大，因此回路一边的各种干扰很难通过光电隔离耦合器转送到另一边，从而被有效的抑制了。 图 17 行程开关 S4 处于常开状态，机械装 置的方位轴在正常的工作范围内时，发光二极管不发光，三极管处于截止状态，因而输入单片机端口的是高电平；当机械装置转限时状态时，行程开关 S4 的机械触头动作，使常开状态的行程开关闭合，发光二极管导通发光，从而使三极管导通， /INT0 变为低电平，可以看到，方位轴在正常工作范围到极限位置时，单片机 端口会接收到一个负脉冲，正好把单片机的外部中断设置成下降沿输入，并且中断优先级设置为高级，每当单片机接收到下降沿系统立刻响应最高级外部中断，调用中断处理程序，使之回到初始位置。 （ 7） 机械保护及报警电路 图 18：机 械保护及报警电路 为了防止水平转角系统转动时超过机械上所允许的极限位置，故设计了机械保护电路。 图 6 中， JP5 为碰撞开关，系统正常工作时 JP5 的 2 引脚相连接，同时 1 引脚接地，使三极管 Q1 处于导通使系统正常供电，当转到极限位置是水平旋转盘会碰到碰撞开关使 2 引脚断开， 3 引脚接通，此时电路等效于三极管 Q2 的基极为高电平，三极管 Q2 处于截止状态，电路断电，同时三极管 Q11 的基极接入高电平使其导通从而蜂鸣器报警，指示灯亮。 有效地保护了系统的安全。 （ 8）步进电机的驱动电路 为进一步降低电路的复杂性以及电路的成本，查阅了有关步进电机原理的的书籍，采用自制的步进电机驱动电路，经过实际测试能满足电路的要求，并能实现正转、反转、加速转动、减速转动以及停止。 步进电机输出力矩不是很大，为了提高输出力矩，采用了大减速比的步进电机，软件上采用双四拍控制步进电机的旋转，经实际测验，均能满足要求。 ULN2020 是高耐压、大电流达林顿阵列，由七个硅 NPN 达林顿管组成。 ULN2020 的每一对达林顿都串联一个 的基极电阻 ,在 5V 的工作电压下它能与 TTL 和 CMOS 电路直接相连，可以 直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据， 可以用来驱动步进电机。 直流电机功能： 工作原理 :此 电机由定子、转子、换向器 (又称整流子 )、电刷等组成 ,定子用作产生磁场。 转于是在定子磁场作用下 ,得到转矩而旋转起来。 换向器及时改变了电流方向 ,使转子能连续旋转下去。 也就是说 ,直流电压加在电刷上 ,经换向器加到转子线圈 ,流过电流而产生磁场 ,这磁场与定子的固定磁场作用 ,转子被强迫 转动起来。 当它转动时 ,由于磁场的相互作用 ,也将产生反电动势 ,它的大小正比于转子的速度 ,方向和所加的直流电压相反。 图 16(B)给出了等效电路。 Rw 代表转子绕组的总电阻 ,E 代表与速度相关的反电动势。 我们在这次的设计中采用的是慢速直流电机（每分钟 15 转速的直流电机）。 转速也较慢，也比较适合我们这次的设计。 （ 9）数码管显示电路 DS18B20 数字温度计是 DALLAS 公司生产的 1－ Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。 因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 1602 是常用的液晶显示器，它通常有 10 脚线 1 多出来的 2 条线是背光电源线。 有 74HC573 锁存器锁存来自单片机的信号，通过 74hc573 放大信号来驱动数码管显示。 74HC573 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管脚一样。 器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。 当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。 当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 输出能直接接到 CMOS， NMOS 和 TTL 接口上；操作电压范围： ~；低输入电流： 四、电气软件工具 使用计算机辅助设计工具进行电子电路设计绘制电路原理图与印制电路板图是现代电子工程技术人员必备的技能。