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文檔簡介

太陽能板自動追光系統設計與實現的中期報告一、項目概述本項目旨在設計并實現一種太陽能板自動追光系統，能夠根據太陽位置自動調整太陽能板的角度，從而獲得更高的能量收集效率。該系統包括硬件設計及控制程序開發兩大部分。二、硬件設計1.太陽能板支架：本系統采用雙軸自動追蹤方式，太陽能板支架采用兩個馬達分別驅動X軸和Y軸的轉動。支架采用鋼材組裝，表面噴漆以增加其耐久度；2.傳感器：本系統使用光強傳感器和陀螺儀傳感器來感知太陽的位置，獲取坐標值以調節太陽能板角度位置；3.控制器：本系統控制器采用單片機，需要接收傳感器采集的數據，并根據算法計算太陽能板的位置，控制馬達轉動角度。同時，控制器需要通過WIFI模塊與網絡連接，實現遠程監控；4.電源：本系統需要使用電池或者交流電源供電。三、控制程序開發1、自動追蹤算法：（1）光強傳感器感知根據光強傳感器采集的數據計算太陽的坐標位置。公式為：cosφcosθ,cosφsinθ,sinφ其中，φ為太陽的高度角，θ為太陽的方位角；（2）陀螺儀傳感器感知根據陀螺儀傳感器采集到的數據，計算太陽能板當前的角度位置；（3）反饋控制比較當前太陽能板的位置和需要調整的位置的差值，實現反饋控制。2、程序實現：（1）傳感器數據采集。（2）數據解析：解析傳感器采集到的數據，計算太陽的坐標位置和太陽能板的角度位置。（3）對比計算結果和太陽能板的當前位置，計算偏差。（4）根據反饋控制算法，調整馬達的角度使太陽能板調整到正確的位置。（5）通過WIFI連接將數據上傳到云端，實現遠程監控。四、實現計劃1、硬件制作及測試（預計3周完成）：（1）搭建太陽能板支架，根據設計圖紙組裝太陽能板支架；（2）安裝光強傳感器和陀螺儀傳感器，并連接控制器；（3）測試硬件有效性，記錄數據并進行整合。2、程序設計與測試（預計4周完成）：（1）編寫數據采集程序，測試數據采集和傳輸的有效性；（2）測試計算公式和具體算法，并確定最合適的反饋控制器算法并制作；（3）編寫控制程序，并測試控制器的有效性；（4）測試WIFI傳輸，并上傳數據到云端進行遠程監控。3、系統整體測試及修正（預計1-2周完成）：（1）對硬件及軟件功能進行整體測試，進行性能測試；（2）分析測試結果，進行調整修正及性能提升。五、預計結果完成本項目后，能夠自動追蹤太陽，實現自動化調

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