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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)充電裝置
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 我們?cè)O(shè)計(jì)的太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)裝置通過(guò)使固設(shè)于支架上的太陽(yáng)能板的繞軸旋轉(zhuǎn)，讓太陽(yáng)能板的正面跟隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，滿足盡可能多的時(shí)間與光保持垂直，提高太陽(yáng)能的利用率。 轉(zhuǎn)動(dòng)裝置通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿傳動(dòng)到太陽(yáng)能板，實(shí)現(xiàn)板的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)單片機(jī)裝置的智能計(jì)時(shí)，實(shí)行時(shí)鐘控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 在這個(gè)能源極為重要的新時(shí)代，節(jié)約資源，充分利用能源，保護(hù)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的和諧社會(huì)的關(guān)鍵。 太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)充電裝置其主要目的是通過(guò)使太陽(yáng)能板保持面向陽(yáng)光，以便最大限度的吸收太陽(yáng)光，最充分的利用太陽(yáng)能。 市場(chǎng)上的太陽(yáng)能板充電器，一般只能固定放置一個(gè)角度，吸收太陽(yáng)能有限。我們?cè)O(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)裝置有很大的轉(zhuǎn)換角度。太陽(yáng)能板能隨著時(shí)間變化而變換方位，使正面跟隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，滿足盡可能多的時(shí)間與光保持垂直，從而提高太陽(yáng)能的利用率。 一、太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)充電裝置實(shí)現(xiàn)的功能： 1.給儲(chǔ)電池充電。 2.實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能板隨時(shí)間繞軸線自東向西轉(zhuǎn)動(dòng)，第二天能自動(dòng)返程并開(kāi)始新的工作。通過(guò)定位銷(xiāo)，實(shí)現(xiàn)南北方向太陽(yáng)能板斜度的粗調(diào)節(jié)。以適應(yīng)不同季節(jié)的不同斜度的太陽(yáng)接收。 3.太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)充電轉(zhuǎn)置設(shè)置了按鈕，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)，方向。有限位開(kāi)關(guān)。 二、太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)充電裝置的原理： 太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：支撐太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)。 太陽(yáng)能板：實(shí)現(xiàn)充電功能。 渦輪蝸桿箱：傳動(dòng)動(dòng)力；自鎖功能，使在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，太陽(yáng)能板不任意轉(zhuǎn)動(dòng)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器：放大信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 儲(chǔ)電池：儲(chǔ)存電能。 單片機(jī)及電路板：提供步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方向和運(yùn)行步數(shù)，及何時(shí)運(yùn)行。 限位開(kāi)關(guān)：通過(guò)結(jié)合限位開(kāi)關(guān)，接通單片機(jī)，太陽(yáng)能板在到底一定位置時(shí)會(huì)進(jìn)行特定操作。回到起始限位點(diǎn)，給一個(gè)信號(hào)單片機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)充電裝置準(zhǔn)備好重新開(kāi)始工作。當(dāng)一天的行程走完，走到終點(diǎn)限位時(shí)，通過(guò)終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)，程序暫停。再通過(guò)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)，到第二天的7點(diǎn)，通過(guò)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，板回到起始限位點(diǎn)，重新開(kāi)始一天的工作 主要原理： 由電子鐘發(fā)出時(shí)間信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)處理信息，發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器放大電流、分配脈沖，最后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能板按時(shí)間規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)。 由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要電源，所以我們選用了繼電器，通過(guò)程序設(shè)計(jì)，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要運(yùn)行時(shí)接通，停止運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)，不浪費(fèi)電能。 三、操作方法： 接好機(jī)構(gòu)圖與進(jìn)行正確接線，避免誤接所造成的短路事故。 1、 根據(jù)不同季節(jié)，通過(guò)人工調(diào)節(jié)太陽(yáng)能板的南北方向的大致定位。 2、 接通單片機(jī)電源，調(diào)節(jié)顯示時(shí)鐘的時(shí)間。 3、 人工控制連動(dòng)按鈕，讓太陽(yáng)能板東西方向的轉(zhuǎn)動(dòng)到合適位置。 4、 打開(kāi)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，太陽(yáng)能板充電裝置根據(jù)程序進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)運(yùn)行。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)充電裝置其主要目的是通過(guò)使太陽(yáng)能板保持面向陽(yáng)光，以便最大限度的吸收太陽(yáng)光，最充分的利用太陽(yáng)能，節(jié)約資源。 此轉(zhuǎn)動(dòng)裝置通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿傳動(dòng)到太陽(yáng)能板，實(shí)現(xiàn)板的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)單片機(jī)裝置的智能計(jì)時(shí)，實(shí)行時(shí)鐘控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿，渦輪帶動(dòng)機(jī)構(gòu)的橫軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了將固定于橫軸上的太陽(yáng)能板跟隨太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，保證了太陽(yáng)能板最大限度的吸收太陽(yáng)能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 如今的電池充電一般都是從220V交流電轉(zhuǎn)換為直流沖入，這樣需要耗費(fèi)其他能量才能得到電能。太陽(yáng)能電池板不損耗任何有限的資源，不污染環(huán)境，所用的是最純凈的能量。 市場(chǎng)上的太陽(yáng)能板充電器，一般只能固定放置一個(gè)角度，吸收太陽(yáng)能有限。我們?cè)O(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)裝置有很大的轉(zhuǎn)換角度，能隨著時(shí)間變化而變換方位，始終保持面向陽(yáng)光，吸收太陽(yáng)光，最大限度的利用太陽(yáng)能。 太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)裝置里使用了單片機(jī)，依據(jù)日歷時(shí)鐘信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)。使用了渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)，確保太陽(yáng)能板的固定。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 電話：13597024655 QQ：1009303002
作品可展示的形式
- 實(shí)物、 圖紙 、磁盤(pán)、現(xiàn)場(chǎng)演示 、圖片 、錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 在能源緊缺的年代，太陽(yáng)能作為一種干凈的可再生能源越來(lái)越受關(guān)注，如何更充分的利用太陽(yáng)能成了科研者的重點(diǎn)項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，能突破以為太陽(yáng)能單一角度的吸收太陽(yáng)光的弊端，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘控制太陽(yáng)能板的朝向，使面板能盡可能多的與太陽(yáng)光形成直射，進(jìn)而更充分的利用太陽(yáng)能。本裝置對(duì)太陽(yáng)能的廣泛使用具有很大的促進(jìn)作用，具有很大的市場(chǎng)空間。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 太陽(yáng)能的應(yīng)用越來(lái)越來(lái)普遍。比如太陽(yáng)能發(fā)電站,太陽(yáng)能熱水器,太陽(yáng)能汽車(chē),太陽(yáng)能蓄電池等比比皆是。雖然現(xiàn)在應(yīng)用比較普遍,但是利用率普遍都不高。因?yàn)楝F(xiàn)在的太陽(yáng)能設(shè)備大多只能接收固定照射方向的太陽(yáng)光線。 針對(duì)目前太陽(yáng)能接收器對(duì)太陽(yáng)能的利用率不充分的背景，各國(guó)都在開(kāi)發(fā)改進(jìn)接收太陽(yáng)能的接收設(shè)備。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外，對(duì)太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)置都有一定的研究，有人利用PLC對(duì)太陽(yáng)能板進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能板的轉(zhuǎn)動(dòng)；利用光敏傳感器對(duì)光線的捕捉，以實(shí)行對(duì)太陽(yáng)能板的定位。雖然國(guó)內(nèi)外有所研究，但基于以上機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性以及成本費(fèi)用太高，使得太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)置沒(méi)有得到大的推廣。 我們?cè)O(shè)計(jì)的太陽(yáng)能板，不僅結(jié)構(gòu)美觀實(shí)用，而且與同類(lèi)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，有它獨(dú)到之處。就是它不僅能滿足同類(lèi)產(chǎn)品的東西轉(zhuǎn)向外（地球自轉(zhuǎn)方向），還能實(shí)現(xiàn)南北轉(zhuǎn)向（即地球公轉(zhuǎn)方向）。東西轉(zhuǎn)向能調(diào)節(jié)每天板面跟隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，而南北轉(zhuǎn)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能板跟隨太陽(yáng)的南北極地運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)因?yàn)樘?yáng)能板要進(jìn)行南北轉(zhuǎn)向的年次數(shù)比較少，每年大概就調(diào)節(jié)2到3次，故設(shè)計(jì)成人工調(diào)節(jié)，利用插銷(xiāo)的鎖緊，簡(jiǎn)單易行，而且很大程度上節(jié)約了成本，為太陽(yáng)能吸收更全面，太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的普及具有更大的推動(dòng)作用
