现代检测技术.docx
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现代检测技术
江苏科技大学
（现代检测技术）
课程报告
现代检测技术
——基于51单片机的光伏发电系统的设计
起止日期：
2014年03月10日至2014年03月20日
学生姓名
房淼森/徐建华/李少华
电子信息学院
2014年03月20日
1.光伏发电系统的整体组成
光伏发电系统主要由传感器模块，传感器修正反馈模块，控制模块，电机驱动模块，检测保护模块等部分组成。
追日传感系统主要由4个硅光电池，俯仰角跟踪电路，方位角跟踪电路和驱动电路组成；传感器修正反馈模块通过传感器与控制器的联系，进行相应的算法进行补偿；控制模块主要是单片机系统。
整个系统的结构图如右图所示：
2.主控模块
3电机驱动模块系统组成
电机驱动模块由电源、电机驱动电路、主电路和检测与保护电路组成。
其中，控制电路是单片机系统；电源部分采用了电平转换的DCtoDC模块，输出12V的直流电；电机驱动电路采用电力二极管，三极管的器件，并通过继电器进行电气隔离，从而驱动电机；主电路是由电机构成；检测与保护电路是通过二极管三极管等器件，并通过光耦回输到控制器中，进行相应的判断，以起到检测与保护的作用。
系统图如下：
3.1驱动模块原理图
3.1.1电源模块
电源部分选用HDW-12A1的DCDC转换器件，如图，实现电平的转换，为驱动电路供电。
在外部电源输入的时候，加入了电容滤波，以及一个二极管，防止电源接反引起事故。
3.1.2继电器驱动电路模块
电机驱动电路如图所示，是由4路结构相同的驱动电路组成，每个电机由其中的两路控制。
J1的1到4脚是连接单片机的P1.0~P1.3，平时P1.0~P1.3是处于OC门状态，三极管不会导通，当单片机在某个管脚上发送低电平时，相应的三极管导通，因此继电器线圈得电，可以控制其接触器的触电做出相应的动作，接通主回路。
通过控制P1.0~P1.3的逻辑状态，可以实现双轴电机的相应动作该驱动电路中在线圈上并连了一个续流二极管，以防止线圈失电而产生放电火花或电磁干扰，影响整个系统的稳定性。
3.1.3检测与保护电路
检测与保护电路是由结构相同的两路电路组成，分别连接两路电机，串联在主回路中，通过采样电阻R10，R11接地。
当电机有过流现象时，相应的三极管会导通，通过光耦OP01将信号输送给控制器，进行相应的保护措施。
4.传感器模块
4.1追日传感器外观结构
如图所示，该跟踪装置由上遮光板，侧遮光板，硅光电池和底座组成。
由于该结构成对称组态，故当追日传感器正对太阳时，4个硅光电池输出电压相同。
当该装置于太阳成一定角度时，由于遮光板会遮挡住太阳光，使得左右或上下的硅光电池输出电压产生偏差产生差分信号。
底座安放的是传感器电路。
附录1：
驱动模块原件清单及PCB布局
电机驱动板元件清单
PartType
Designator
Footprint
10K
R12
AXIAL0.4
0.01uF
C6
RAD0.2
10K
R3
AXIAL0.4
0.01uF
C7
RAD0.2
10K
R1
AXIAL0.4
0.1uF
C8
RAD0.2
10K
R13
AXIAL0.4
0.1uF
C10
RAD0.2
10K
R4
AXIAL0.4
0.1uF
C3
RAD0.2
10K
R9
AXIAL0.4
0.1uF
C5
RAD0.2
10K
R7
AXIAL0.4
0.1uF
C1
RAD0.2
10uF/16V
C9
RB4/2
1.8*/1W
R10
AXIAL0.6
10uF/16V
C11
RB4/2
1.8*/1W
R11
AXIAL0.6
100uF/50V
C4
RB.2/.4
1K
R6
AXIAL0.4
1015
V3
TO-92A
1K
R2
AXIAL0.4
1015
V2
TO-92A
1K
R15
AXIAL0.4
1015
V1
TO-92A
1K
R8
AXIAL0.4
1015
V4
TO-92A
1K
R5
AXIAL0.4
1815
V5
TO-92A
1K
R14
AXIAL0.4
1815
V6
TO-92A
1N4007
D1
DIODE0.4
HDW-S12A1
DY1
DC_1212
1N4007
D5
DIODE0.4
RELAY-SPDT
J6
HRS3H
1N4007
D4
DIODE0.4
RELAY-SPDT
J7
HRS3H
1N4007
D3
DIODE0.4
RELAY-SPDT
J9
HRS3H
1N4007
D2
DIODE0.4
RELAY-SPDT
J8
HRS3H
附录2：
电机驱动程序
#include
/******************************************************************************
**函数名称:
电机驱动与过载保护函数**
**函数原型:
voiddrive（unsignedcharmode）**
**函数功能:
实现电机的驱动与过载保护功能**
**入口参数:
mode:
0东转，1西转，2上升，3下降**
**出口参数:
无**
**准备资源:
无**
**影响资源:
无**
**调用函数:
voidmain（void）,voidqt_proc（void）,voidyt_proc（void）**
**作者:
房淼森**
**编写日期:
2011-7-14**
**修改日期:
2014-3-15**
******************************************************************************/
voiddriver（unsignedcharmode）
{
unsignedchartell=0;//过载判别变量
unsignedlongi;//延时变量
staticunsignedcharoverload_time=0;//过载次数计数器
switch（mode）//电机转动模式
{
case0:
//西转
if（west_limit_b==1）
{
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=0;
}
else
{
X_RUN_P=1;
X_RUN_N=0;
}
break;
case1:
//东转
if（east_limit_b==1）
{
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=0;
}
else
{
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=1;
}
break;
case2:
//上升
if（up_limit_b==1）
{
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=0;
}
else
{
Y_RUN_P=1;
Y_RUN_N=0;
}
break;
case3:
//下降
if（down_limit_b==1）
{
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=0;
}
else
{
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=1;
}
break;
}
over_timer_1ms_uc=200;//延时200ms再检测过载，避免冲击电流的干扰
while（over_timer_1ms_uc）;
do
{
over_timer_1ms_uc=10;//延时10ms
while（over_timer_1ms_uc）;
if（OVER_LOAD==0）
{
tell++;//过载判别计数器加1
}
else
{
overload_time=0;//过载次数清零
return;//返回
}
}while（tell<10）;//当过载判别计数器大于规定值，执行以下语句
switch（mode）
{
case0:
//根据入口参数，在过载的情况下关闭水平电机
case1:
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=0;break;
case2:
//根据入口参数，在过载的情况下关闭垂直电机
case3:
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=0;break;
}
if（++overload_time>=Overload_tell_time）//过载次数超过规定值，停机，点亮过载指示灯并闪烁显示
{
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=0;
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=0;
while
（1）
{
dog_timer_uc=0;
OVER_LOAD=0;
over_timer_1ms_uc=100;
while（over_timer_1ms_uc）;
OVER_LOAD=1;
over_timer_1ms_uc=250;
while（over_timer_1ms_uc）;
}
}
else//尝试反转1S，再延时10s后返回工作
{
for（i=0;i<5;i++）//延时1S
{
over_timer_1ms_uc=200;
while（over_timer_1ms_uc）;
dog_timer_uc=0;
}
//以下尝试进行反转
if（mode==0）
{
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=1;
}
if（mode==1）
{
X_RUN_P=1;
X_RUN_N=0;
}
if（mode==2）
{
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=1;
}
if（mode==3）
{
Y_RUN_P=1;
Y_RUN_N=0;
}
for（i=0;i<5;i++）//延时0.5s
{
over_timer_1ms_uc=100;
while（over_timer_1ms_uc）;
dog_timer_uc=0;
}
if（OVER_LOAD==1）
{//过载消失，电机暂停1秒
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=0;
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=0;
for（i=0;i<10;i++）//延时1s
{
over_timer_1ms_uc=100;
while（over_timer_1ms_uc）;
dog_timer_uc=0;
}
gotorept;//过载消失，恢复正常工作
}
Y_RUN_P=0;
Y_RUN_N=0;
X_RUN_P=0;
X_RUN_N=0;
-
for（i=0;i{
dog_timer_uc=0;
over_timer_1ms_uc=100;
while（over_timer_1ms_uc）;
}
}
}
附录3：
Proteus仿真截图
汇报纲要
1.大体内容：
我们一小组以常州润源电子有限公司的双轴光伏发电机组系统为基础，在其简易的教学用追传感系统装置上做出了一系列改进。
2.改进方面：
改进了电机驱动部分，增加了电机过载保护；并且更新了相应部分的程序。
还有吗？
3.汇报流程：
房淼森，进行项目简介。
介绍系统整体框架结构，程序流程以及主控电路。
李少华，介绍电机驱动部分的改进电路。
徐建华，介绍传感器部分的电路（可以说明该部分已经申请专利，简要介绍一下就行）以及你做的内容。
房淼森，再次简要介绍系统控制算法以及电机驱动程序。
简要说明一下附录，结束汇报。
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