自尋光發電裝置

陳欣 陽松鍵 林浩 蔣戈 潘幫林

摘 要：此項目研究公開一種基于STM32的自尋光發電裝置，其具有自動追光功能：通過3D打印封裝好的感光器件中的光敏電阻，[1]將太陽光的光信號轉化為電信號，光敏電阻的阻值會隨著太陽光的增強而減小，電壓不變，從而實現電流增大的作用。電信號通過感光器件中的雙軸調制電路傳送到L298N模片，來自軸調制電路[2]的高低電流通過邏輯電路從而進行對驅動直流減速電機，[3]進而實現整個裝置追光的功能。

關鍵詞：光敏電阻;雙軸調制電路;L298N模塊;直流電機

Abstract：This research project discloses "Self-seeking power generation device"，which has an automatic chasing function：through 3D printing of the photosensitive resistor in the packaged photosensitive device，the optical signal of sunlight is converted into an electrical signal，and the resistance of the photoresistor will decrease with the increase of sunlight，and the voltage will not change，thus achieving the effect of current increase.The electrical signal is transmitted to the L298N through the biaxial modulation circuit in the photosensitive device，and the high and low currents from the axis modulation circuit are passed through the logic circuit to drive the DC geared motor，thereby realizing the function of chasing the entire device.

Key words：photoresistor;dual-axis modulation circuit;L298N module;DC motor

1 緒論

隨著經濟發展和社會的進步，自然資源被人為的任意開發和利用，傳統的礦物能源瀕臨枯竭，且使用過程中容易造成環境污染，在這種情況下，可再生的清潔能源的利用顯得日益緊迫。太陽能具有可再生、使用清潔、經濟效益高等優勢，是理想的新能源，于是，合理開發并提高太陽能的利用率具有非常高的研究價值。

總所周知，在傳統的太陽能采集裝置中，以固定接收的居多。而太陽在一天的位置由東向西發生著變化，這就無法使太陽能利用裝置時刻正對著太陽，太陽光也就無法時刻直射到太陽能電池板上。自尋光裝置通過光敏電阻，將光信號轉換為電信號，L298N模塊通過電信號的高低電平對直流電機進行驅動，從而達到追光的效果。

因此，本項目設計了一種自動尋光的太陽能追光裝置，使太陽能利用裝置最大程度的提高太陽能的利用率。

2 總體設計

用焊烙鐵將4個光敏電阻焊接在雙軸調制電路板上，在光敏元器件的前后左右各一個，通過光敏電阻感應裝置前后左右的光線強度，通過光敏電阻的感應，將光強度信號轉換為電流信號傳遞給L298N模塊，通過L298N模塊使能驅動兩個電機的轉動，一個電機水平放置，控制裝置的左右旋轉，另一個電機垂直于水平面放置，用于控制裝置的上下轉動。光敏元器件放置在垂直于水平面放置的直流電機的上方。.總體框架圖如下圖1所示。

3 具體實施

用焊烙鐵將4個光敏電阻焊接在雙軸調制電路板上，在光敏元器件的前后左右各一個，通過光敏電阻感應裝置前后左右的光線強度，通過光敏電阻的感應，將光強度信號轉換為電流信號傳遞給L298N模塊，通過L298N模塊使能驅動兩個電機的轉動，一個電機水平放置，控制裝置的左右旋轉，另一個電機垂直于水平面放置，用于控制裝置的上下轉動。光敏元器件放置在垂直于水平面放置的直流電機的上方。

當使能信號ENA為0時，電機處于自由停止狀態;當使能信號為1，且IN1和IN2為00或11時，電機處于制動狀態。因為當兩邊方向互不相同的兩個光敏電阻接受的光強度不一樣時，兩個光敏電阻的阻值是不會一樣的，產生的電流大小也不一樣，這時電機就始終在轉動狀態，只有當兩邊阻值一樣時，就是兩邊的光強達到平衡時，電機才能處于制動狀態。電機外觀CAD如下圖2所示：

參考文獻：

[1]張斌，李文啟，易小月.光敏電阻的特性研究及應用[J].才智，2009，（30）：69.

[2]博戰捷，劉淑琴，克倫.利用環形調制器產生與解調過調幅信號.電訊技術，2007，47（3）.

[3]王瑞安.關于非獨立控制勵磁的他勵直流電動機采用雙通道LQSF直流調速系統時勵磁回路控制的探討[J].冶金自動化，1983，（04）.