倾角传感器在太阳能跟踪系统中的应用研究

2 倾角检测模块设计
2．1 芯片的选取
本文中选择了SCA60C单轴倾角传感器，是一种加速度计，内部由一个硅微传感器和信号处理芯片组成，采用SMD形式封装，先测量地球引力在测量方向上的分量，再将其转换为重力加速度与传感器敏感轴之间的夹角，以此来测量支架的倾角。该传感器单极5 V供电，灵敏度为2V／g，测量范围为-1～1 g(对应的倾角变化范围为-90°～90°)，电压输出范围为0．5～4．5V。倾角与输出电压的对应计算公式为：

式中：Offset为倾角传感器处于相对水平位置时的输出电压；Sensitivily为倾角传感器的灵敏度。
针对SCA60C单轴倾角传感器的输出特性，本文选用了STC12C5604AD单片机，是宏晶科技生产的单时钟／机器周期的新一代8051单片机，具有高速、低功耗、超强干扰的特性，指令代码完全兼容传统的8051，但速度快8～12倍。具有4路PWM、8路高速10位A／D转换，无需专用编程器与仿真器，通过串口(P3．0／P3．1)就可以直接下载程序，大大地节约了设计成本。
2．2 倾角检测模块设计
2．2．1 硬件电路设计
倾角传感器模块安装在太阳能电池板的下表面，完成支架倾角的采集。工作状态下，SCA60C的模拟电压输出信号输入到单片机的A／D采集端口，转换后的数字量信号通过串口与主控箱中的单片机通信，完成角度反馈，其硬件电路设计如图3所示。

2．2．2 软件设计
单片机的8路A／D口需要通过对ADC_CONTR寄存器中CHS0＼CHS1＼CHS2三位的设置来选择使用的模拟输入通道，并且必须将其设置为开漏模式或高阻模式，即需要对P1M0(0～7)，P1M1(0～7)中相应位进行设置，如本例中选择P1．2为SCA60C的电压信号采集端，为开漏模式，则设置为：