科研训练方案报告.docx

问题描述研究目标：太阳能是地球上最直接、最普遍、最清洁、也是资源最无限的能源。然而太阳能密度低、分散性大、不稳定性大以及空间分布不断变化的缺点，使得太阳能的利用率较低。如何提高太阳能的利用效率便成为国内外研究的热点。理论分析表明太阳的精确跟踪与非跟踪相比，能量的接收率相差37.7%因此实现对太阳的精确跟踪是提高太阳能利用率的有效途径之一。目前太阳跟踪的方式主要有光电式和机械式。光电式为被动跟踪，其精度较低，而机械式为主动跟踪，其原理是通过程序计算出太阳位置，控制步进电机来跟踪太阳。目前国内大多数采用机械式进行跟踪。但此法中因无检测机构，使得累计误差逐渐增大，效果并不十分理想。针对光电式和机械式太阳跟踪方法的不足，方案提出一种基于ARM920T内核$3C2440处理器和二维光位置敏感探测器（PSD）的太阳能电池板自动追光系统，从而达到提高太阳能电池板工作效率的目的。研究内容：为了提高太阳能电池板的工作效率，设计了一种基于ARM920T平台的太阳能电池板自动追光系统。系统以ARM920T内核$3C2440处理器为控制器，根据二维光位置敏感探测器PSD的电流输出量确定电池板绕竖直轴和水平轴转动的方向和角度，进而由2个步进电机驱动双轴跟踪系统，以达到自动追光的目的。经测试表明，该系统运行稳定、可靠，具有良好的应用前景。关键问题：太阳能电池板自动追光系统的硬件系统主要由ARM920T控制器、太阳能电池板、PSD探测器、步进电机驱动器、步进电机、双轴机械支架和液晶触摸屏等组成，如图1所示。由PSD探测器检测太阳光线照射到太阳能电池板上所产生的电流,将电流送给ARM920T控制器中的ADC进行模数转换，由ARM920T判断太阳的位置；然后送控制量给步进电机驱动器以驱动步进电机控制双轴（竖直和水平轴）机械支架的转动，达到调整太阳能电池板的姿态（即方向角和俯仰角），从而使太阳能电池板与太阳光线垂直，使太阳能电池板最大限度地接收太阳能。为了增加人机交互功能，ARM920T处理器将采集和控制结果通过液晶触摸屏显示。二、研究方法硬件实现：软件流程：实验方案：三、预期研究结果及进度计划研究结果：进度计划：