雙軸太陽追蹤器之設計及控制

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Title:	雙軸太陽追蹤器之設計及控制
Authors:	陳威佐洪清寶
Contributors:	電機工程系
Keywords:	太陽追蹤器 PIC微控制器太陽能電池太陽能陣列伺服控制
Date:	2011-01
Issue Date:	2013-07-31 15:45:13 (UTC+8)
Publisher:	台中;國立勤益科技大學
Abstract:	本論文主要為進行一雙軸式之太陽追蹤器設計及控制方法之研究。以開發太陽追蹤器機構、感測裝置和電控系統設計為目標。主要包括： 1、雙軸太陽追蹤系統機構設計：系統機構方面的設計，主要包含雙軸太陽追蹤系統的主體機構設計和感測器機構設計。系統的主體機構，包括了一垂直方向旋轉之太陽能板承載盤、一水平旋轉之基座和控制箱體三個部分。在垂直和水平旋轉座的轉動，均由高減速比之小型伺服馬達所驅動，以盡可能減少追蹤器的耗電量。在承載方面，藉由減速機的高減速比，提高承載力，以配合承載中型的太陽能板。另外，感測機構方面的設計，則是使用光敏電阻做為本系統感測方面的主要元件，利用光敏電阻對光源的特性，進行光源的追蹤。 2、太陽位置感測器設計:主要包含感測機構及光源偵測電路，感測機構呈十字型對稱斜坡，以俾於安置的光敏電阻對不同角度的光源有不同的靈敏度，用來判別光源方位。 3、電控系統設計：電控系統方面的設計，主要包含伺服介面卡設計、光感測電路設計及主控晶片的電控程式設計三個部分。伺服介面卡設計方面，設計一植基於PIC控制核心的嵌入式電控系統，是以直流伺服馬達控制為主，以PIC18F8720晶片做為伺服控制介面卡的控制核心，整合必須的功率晶率及編碼器信號回授，以執行直流馬達的閉回路控制。另外，感測電路設計方面，則包含東西向及南北向二組光敏電阻。利用光敏電阻對光源強弱，會產生不同阻值的特性，產生一電壓差信號，進入伺服介面卡。電控程式設計依東西向和南北向之間的電壓差，決定是否驅動馬達進行追蹤。最後，本文所完成的雙軸太陽追蹤系統，以白熾燈、燈泡和太陽光三種不同的光源，分別在室內和室外進行實驗驗證。其實驗結果驗證了本文所設計的雙軸太陽追蹤系統架構之可行性及有效性。
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