太阳能智能照明系统
项目研究方案
本项目旨在设计一套基于太阳能光传导屋内的系统，在设计时采用太阳光收集组件、太阳随动装置和太阳光收集组件三部分组成，通过随动装置将最强的太阳光传导到屋内，达到节能的目的。
1.太阳光收集组件
采光罩：滤掉紫外线（消除太阳光的紫外伤害）和红外线（减小室内空调负荷），整个系统只传输可见光.
太阳光收集装置实物图
2.太阳跟随机构控制电路设计：
电路设计总体设框图所示，由主控制器（MCU）、光强探测模块、角度探测 模块、声、光报警模块构成。
随动控制原理框图
2.1 主控制器（MCU）
主控制器拟选用51系列单片机，通过I/O接口与光强传感器进行连接，读取各个位置的传感器的信号大小并作出判断，根据判断的结果进行角度计算，并将角度信息传递给执行机构（驱动电机），通过驱动电机将收集装置转动到正对太阳的位置。
2．2 光强探测模块
通过四周分布的探测传感器，获取各个传感器的信号，并判断大小，根据算法来分析太阳的方位。为后续调整太阳光汇聚装置提供可靠的依据。此模块的主要功能是让太阳能板实现对太阳能的最有效捕捉，为此我们在面板的表面以“十”字形分布四个光强传感器，通过对面各个传感器的信号强弱实现对最强光方向的判定，判定结果送给主控制器。 在本系统中采用BH1750FVI芯片。其主要特点为；
1、型号:GY-302
2、尺寸：13.9mm X 18.5mm
3、采用ROHM原装BH1750FVI芯片
4、供电电源 ：3-5v
5、数据范围：0-65535
6、传感器内置16bitAD转换器
7、直接数字输出，省略复杂的计算，省略标定
8、不区分环境光源，接近于视觉灵敏度的分光特性
9、可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定
BH1750FVI实物图
BH1750FVI引脚图
光强探测原理图
2.３定时器跟随模块
光电传感器跟踪与定时器跟踪相结合，在太阳辐射照度较强的天气采用光电传感器跟踪，在太阳辐照度较弱的天气或乌云遮挡太阳时采用定时器跟踪。
晶振电路设计
定时跟踪是利用地球自转15/h的规律。DSP每12min驱动步进电机对太阳光采集器进行一次方位角调整。其余时间系统处于休眠状态。在阴天时忽略太阳高度角的变化,只对方位角进行调整。
2.４电机模块
控制电机旋转，通过从MCU传递的角度信息来确定旋转电机的角度。在本
系统中采用步进电机和L293D驱动芯片。L293D驱动芯片主要特点为；
步进电机驱动电路
1、封装类型:双列直插
2、针脚数:16
3、工作温度范围:-40°C 到 +150°C
4、器件标号:293
5、封装类型:DIP
6、工作温度最高:150°C
7、输出电压 最大:36V
8、输出电流 最大:600mA
9、通道数:4
3.光路进入屋内的有效传导光路设计
导光管：主要用来传输光线。
漫射器：采用菲尼尔透镜技术，将光线均匀地漫射到室内。
4.预期成果
太阳光通过汇聚组件将光汇聚于中心小区域处，进入小区域的光经过导光光路进入屋内，这样实现了节能的目的。为了保证较强的光进入屋内，通过随动系统带动光汇聚组件跟随太阳转动，最大可能的利用太阳光。
