Arduino单片机的2维太阳跟踪系统设计分析(2)

Keywords: single chip microcomputer: Arduino; sun tracking; real time drive

0 引言 4

1 自动跟踪系统设计方案 5

1.1 A/D转换原理 6

1.2 PWM原理 6

1.3 滤波原理介绍 7

2 硬件设计 7

2.1 主控模块 8

2.2 电机驱动模块 9

2.3 光信号采集模块 10

2.4 WIFI控制模块 10

3 系统软件设计 12

3.1 光信号采集处理程序设计 12

3.2 电机驱动方式程序设计 13

3.3 太阳高度角及方位角显示程序设计 14

4 实验结果及总结 15

5 致谢 16

6 参考文献 17

0 引言

国家的发展最离不开的就是能源，能源也保证着基本的民生问题。在当今世界上，能源正在且一直会影响和改变人类的生活习惯，人类对于煤石油天然气等化石燃料的依赖也是不可逆的过程，但由不可再生能源造成的大气污染也愈演愈烈，我国的PM2.5污染近几年愈发的严重，其中燃烧煤炭排放出来的化合物，与大气中其他污染物产生化学反应，形成硫酸盐等二次微小颗粒，转化为固态污染物，进一步加重大气污染，而且不可再生能源日益枯竭，在不久的将来即会消耗殆尽。总观我国的能源现状：（1）环境压力较大的不可再生能源主导模式（2）资源不足和质量较差的能源人均分配。（3）能源效率普遍偏低，资源受限突出。（4）能源大气污染问题日益严峻，很大程度上制约了社会经济的发展。为此，迫切需要一种清洁无污染的可再生能源来改变目前这种越来越严重的能源危机。与日益枯竭的化石能源相比较，越来越多的新能源技术和科学技术被发现发明，可再生能源将在未来超越不可再生能源是清晰可见的，因而结束不可再生能源垄断困境是必然的过程。太阳能很可能是未来社会的主要能源来源之一。因此，提出了一种基于Arduino控制平台的2维太阳能自动跟踪系统。

1 自动跟踪系统设计方案

基于单片机的2维太阳能跟踪系统由五个主要组件构成，核心是Arduino Uno(开源电子原型平台)主控模块，以它为核心加上其他外围设备，由光检测采集模块、电机驱动模块、WIFI(Wireless Fidelity)控制模块和电源模块构成。整个的工作原理：图1首先是四组光敏电阻不断地采集光照强度信号再通过滤波算法进行滤波，再将滤波过的数据经Arduino Uno内部的 A/D转换将采集到的模拟量数据转换成数字量（0-1023），然后传入Arduino Uno的太阳能程序算法中进行处理并输出相应的PWM信号（脉宽调制信号）对电机驱动模块完成相应动作，最后将处理好的数据（反馈信号）通过WIFI模块发送到手机并显示高度角与方位角。 Arduino单片机的2维太阳跟踪系统设计分析(2):http://www.chuibin.com/zidonghua/lunwen_206341.html