自动导向式太阳能集热辅助控制装置.PDF

科別：電子電機及資訊科 組別：高職組 作品名稱：自動導向式太陽能集熱輔助控制裝置 關鍵詞： 編號：091002 學校名稱： 台北縣私立復興高級商工職業學校 作者姓名： 黃智勇、張益瑋、楊雅珍、林莉旻 指導老師： 林明德、高韻閑 壹‧研究動機 傳統太陽能集熱板，係太陽能式熱水器裝置中非常重要的組件之一。由 於其需用較大實體空間，所以現況均採室外固定座向及仰角進行安置。如此， 僅能拘限於白天部分時段日照時間，太陽光線與能集熱板面，可形成較好照 射角度，於此段時間裡或有較高的能量轉換效能，而於剩餘大部分時段，由 於太陽光線與能集熱板面，沒有維持良好照射角度，便無法有較高能量轉換 效能輸出，形成實用上潛在的缺點。因此引發了研究一種能隨太陽光線移動， 可追蹤光源的太陽能集熱板，以較佳的受光面角度，接收太陽光能的輔助裝 置【自動導向式太陽能集熱裝置】的濃厚興趣。 貳‧研究目的 一‧以自動控制原理，依據日照光線明暗程度之變化，自動修正太陽能熱水 器【集熱板】等，能以最佳受光面正對著太陽的光線來源。 二‧改進傳統式太陽能集熱板以固定方式架設於屋外，不能隨這太陽日照時 間及光線來向的變化，而修正而其集熱器面板的導向，所形成的熱能損失 及無法提昇使用效率的缺點。 三‧改善現況太陽能低轉換效率的缺點，進而提昇居家安裝使用的普及率， 更可促進民生用電改善生活品質。 參‧研究方法 一‧利用光感測元件，將光線明暗變化程度轉換為電器信號，最為電子電路 邏輯處理之依據。 1 二‧利用四只光敏電阻組成光感測組件裝置 ，在此裝置中四只光敏電阻，平均分 至於東南西北等四座標軸上，以作為偵測太陽光線的來源方向。 三‧繼前項所敘述 ，以裝置東西座向標軸上之兩光感測元件所轉換的壓值 ，作 為修正橫向轉移位的參考數據。 四‧繼前項所敘述 ，以裝置南北座向標軸上之兩光感測元件所轉換的壓值 ，作 為修正縱向轉移位的參考數據。 五‧繼前項所敘述 ，當光感測組件取出水平與垂直相對電壓質後，經控制器中 電子電路進行運算處後，產生誤差電壓輸出，並往由橋式電路分別去驅動 水平及垂直轉向馬達運轉。 六 ‧利用LM324PAIC擔任差值運算與誤差放大 ，並經正負極性取樣電路輸出至 橋驅動電路，使直流齒輸馬達正確偏左或偏右轉動。 七‧以單晶片微電腦執行致能控制，使整體電路可執行選擇定時控制模式及計 時控制模式。 肆．電路結構 一‧動態電路流程圖 2 二‧運算驅動電路圖 運算驅動電路圖 3 三‧運算驅動電路實體佈置圖 運算驅動電路實體佈置頂視透視圖 4 四‧單晶片微電腦控制電路圖 5 五‧單晶片微電腦控制電路佈置圖 單晶片微電腦實體佈置頂視圖 單晶片微電腦實體佈置頂視透視圖 6 六‧實體結構示意圖 實體結構示意圖 7 伍．電路原理 如上圖電子電路所示，X1、X2分別來自光感測裝置，水平軸向取樣電壓輸出端，並經由 R1、R2