基于ARM LPC2131的太阳能跟踪控制系统与最大功率点追踪

"嵌入式系统/ARM技术中的基于ARM的太阳能发电控制系统功率研究 嵌入式系统/ARM技术" 本文主要探讨了基于ARM技术的嵌入式系统在太阳能发电控制系统的应用，特别是如何通过ARMLPC2131芯片来优化功率管理，提升太阳能电池的效率。系统设计的核心是自动跟踪太阳光直射方向，以确保光伏电池始终处于最佳光照角度，从而最大限度地捕获太阳能。为了实现这一目标，系统采用了改进的步进式扰动观察算法，这是一种用于寻找太阳电池阵列最大功率点的有效方法，能够在各种环境温度和日照条件下工作。 首先，文章介绍了国内常见的几种太阳能跟踪器类型，如压差式、控放式、时钟式和比较控制式跟踪器，但指出这些跟踪器在精度上存在不足。相比之下，本文提出的方案利用了光敏电阻控制的双轴太阳跟踪器，具有更高的精度，能确保光伏电池始终面向太阳。此外，该系统还具备智能功能，能在天黑后自动调整电池板朝向东方，准备迎接第二天的阳光。 系统中的传感器结构至关重要，它由一个圆筒形外壳组成，外壳四周分布着8只光敏电阻，分别用于检测太阳的方位角和高度角。通过比较这些光敏电阻的信号差异，系统能够精确计算出太阳的位置，并驱动步进电机调整光伏电池的角度。这种传感器布局提供了对太阳位置的粗略和精确检测，确保了跟踪的准确性。 在硬件设计上，文章描述了一个采用立柱转动式的跟踪器结构，包括固定在底座上的步进电机1，以及可以相对于底座旋转的主轴。主轴上安装有转动架和支架，支架上则有步进电机2和光伏电池。通过两个步进电机的协同工作，系统能够实现对光伏电池二维角度的精确调整，以适应太阳的运动轨迹。 整个系统经过实践验证，能够有效地追踪太阳光的变化，显著提高了光伏电池的转换效率，实际转换率提升至30%以上。这样的提升对于太阳能发电系统的经济效益和环保价值具有重要意义，尤其是在当前全球对可再生能源需求不断增长的背景下，这种基于ARM技术的太阳能发电控制系统显示出巨大的潜力和应用价值。