基于步进电机细分驱动的太阳能自动跟踪系统的设计
驱动模块在2.2中会详细介绍。
1.4 软件设计
软件流程图如4所示。系统初次使用时进入时钟芯片的初始化,中断的初始化设置。刚日出时,进行初始位置校验,即单片机发出信号控制电池板由头一天运动的反方向旋转,直至碰到限位开关后停止,此时的位置作为初始位置,初始位置太阳能电池板的高度角方位角是确定的。此后由时钟提供的日出日落时间,和单片机储存的事先计算好的日出日落时间比较,若在日出后日落前,传感器电路由此时的光照强度判断是否为晴天,若为晴天,进行时钟跟踪,即把单片机里事先存储的太阳高度角方位角数据与上一次(每天日出时的为初始位置)的高度角方位角比较得出角度差值,转化成脉冲数后单片机控制步进电机转过相应的角度,这以后使用传感器电路检测阳光是否垂直照射电池板,若没有,则把信号发送给单片机进行处理,再使电机带动电池板旋转;若为阴天,则只进行时钟跟踪。一次跟踪完成后,等待1.5分钟,进行下一次的跟踪,如此反复进行。
2 步进电机的驱动
步进电机的驱动方法可分为细分驱动和非细分驱动。细分驱动就是把步进电机的步距角细化,使步距角分辨率提高;在非细分驱动中,步进电机的步距角只有整步和半步两种。
2.1 步进电机细分驱动的原理
在步进电机非细分驱动电路中,各相绕组的电流只有零和某一额定值两种状态,相应的各绕组产生的磁场也是只有零和某一额定值两种状态。控制定子绕组中的电流变化,使合成磁势以微步距转动,可实现对步进电机原有步距角细分,使转子以较小的步距增量旋转,提高步进分辨率。细分控制的基本思想是在每次输入脉冲切换时,只改变相应绕组中额定电流的一部分,这样步进电机的合成磁势也只旋转步距角的一部分,从而使转子每步运行角度也只是步距角的一部分。
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