一种新型定日镜控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型定日镜控制方法，利用三轴陀螺仪测定定日镜是否完全水平，定日镜不水平时，当三轴陀螺仪上的单片机控制器控制步进电机X、步进电机Y使定日镜的A轴转动到定日镜完全水平的位置，就发送指令到单片机控制器让步进电机X、步进电机Y立即停止，同时将计算出的一年里每分钟需要转动的角度数据拷贝到数据卡里面存储起来，单片机控制器读取数据卡数据，并根据数据卡里面保存的现成“时间对应的角度”通过变频器促使步进电机控制定日镜的俯仰角与自旋转角转动一个角度，达到定日镜精准反射阳光的目的。本发明对定日镜安装要求及其初始角度的要求降低，成本低、操作简单，较为经济实用。
【专利说明】一种新型定日镜控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及定日镜，具体是一种新型定日镜控制方法。
【背景技术】
[0002] 所谓定日镜，是塔式发电中收集阳光的主要部分，每天根据太阳实时的位置，通过 计算机调控每面定日镜的角度使所有的定日镜将阳光反射到接收器上，这些定日镜分分秒 秒跟踪着太阳。阳光被反射到靶心，由集热装置聚少成多来发电。
[0003] 传统的定日镜，是所有镜子连接终端计算机，计算机根据时间实时计算太阳角度， 同时计算出每面镜子的方位角俯仰角，发送指令控制每面镜子跟着太阳不停运转。或是每 面镜子都含有独立计算系统，实时计算角度来控制每面镜子。时时刻刻都在进行复杂运算， 计算成本很高。
[0004] 目前定日镜控制方法都是依靠单片机或者电脑实时计算出镜子需要转动的角度， 实时控制定日镜。但是得到精确角度的公式复杂，实时计算成本高。近似公式单片机可以 完成计算但是精度不高。还要依靠深筒光线传感器或其他传感器调整，成本还是高，而且每 面镜子的控制系统都有不同的地理位置所在坐标的初值，操作起来麻烦，而且如果是依靠 一台终端电脑来控制所镜子，如果出现状况，所有镜子都停止工作。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种成本低、操作简单方便的新型定日镜控制方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种新型定日镜控制方法，所述定日镜包括数据卡、单片机控制器、变频器、步进电机 X、步进电机Y、三轴陀螺仪，所述数据卡插入单片机控制器里，步进电机X安装在定日镜镜 面与立杆的接口处，步进电机Y安装在立杆上，单片机控制器通过变频器分别与步进电机 X、步进电机Y依次连接，在定日镜镜面的反面安装三轴陀螺仪，并且定日镜自旋转角的A轴 与立杆所在的面坚直对准南北方向，定日镜转动方式是A轴与立杆夹角α控制俯仰角，镜 子绕Α轴旋转夹角β控制自旋转角，利用三轴陀螺仪测定定日镜是否完全水平，定曰镜 不水平时，三轴陀螺仪连接的单片机控制器控制步进电机X与步进电机Υ使定日镜的Α轴 转动与定日镜绕A轴转动到定日镜完全水平的位置，就发送指令到单片机控制器让步进电 机X、步进电机Y立即停止，即为复位状态，此时α角与β角即为复位初始角度数据值；同 时将计算出的一年里每分钟需要转动的角度数据拷贝到数据卡里面存储起来，单片机控制 器读取数据卡数据，查找数据卡里面保存的时间对应需要步进电机转动的角度数据，单片 机控制器根据数据卡里面保存的现成"时间对应的角度"通过变频器促使步进电机X、步进 电机Υ分别控制定日镜的俯仰角与自旋转角转动一个角度，达到定日镜精准反射阳光的目 的。
[0007] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：定日镜是独立、互不影响的，同时对定日 镜安装要求及其初始角度的要求降低，成本低、操作简单，较为经济实用。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是定日镜复位系统结构主视图； 图2是图1的右视图； 图3是图1的后视图； 图4是单片机控制器与步进电机的连接图； 图中：1_数据卡、2_单片机控制器、4-步进电机X、5-步进电机Y、6-定日镜、7-三轴陀 螺仪。
【具体实施方式】
[0009] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0010] 请参阅图1-图4,本发明实施例中，一种新型定日镜控制方法，所述定日镜6包括 数据卡1、单片机控制器2、变频器、步进电机Χ4、步进电机Υ5、三轴陀螺仪7,所述数据卡1 插入单片机控制器2里，步进电机Χ4安装在定日镜6镜面与立杆的接口处，步进电机Υ5安 装在立杆上，单片机控制器2通过变频器分别与步进电机Χ4、步进电机Υ5依次连接，定日 镜6镜面的反面安装一个连接单片机控制器2的三轴陀螺仪7。定日镜6自旋转角的Α轴 与立杆所在的面坚直对准南北方向，定日镜6转动方式是A轴与立杆夹角α控制俯仰角， 镜子绕Α轴旋转夹角β控制自旋转角，利用三轴陀螺仪7测定定日镜6是否完全水平，定 日镜6不水平时，三轴陀螺仪7所连接的单片机控制器2控制步进电机Χ4转动与步进电机 Υ5转动到定日镜6完全水平的位置，就发送指令到单片机控制器2让步进电机Χ4、步进电 机Υ5立即停止，即为复位状态，此时α角与β角即为复位初始角度数据值，定日镜6回 到了水平位置复位，这个位置表示定日镜6的俯仰角自旋转角都为0。同时将计算出的一年 里每分钟需要转动的角度数据拷贝到数据卡1里面存储起来，单片机控制器2读取数据卡1 数据，查找数据卡1里面保存的时间对应需要步进电机转动的角度数据，单片机控制器2根 据数据卡1里面保存的现成"时间对应的角度"通过变频器促使步进电机Χ4、步进电机Υ5 分别控制定日镜的俯仰角与自旋转角转动一个角度，达到定日镜精准反射阳光的目的。相 比传统的复位方式，利用三轴陀螺仪7来控制水平位置会更精确，而且在定日镜6安装过程 中，只要定日镜6自旋转角的Α轴与立杆所在的面坚直对准南北方向，俯仰角自旋转角的初 始位置对其不造成影响，即使安装在不平的地面，也不受影响，三轴陀螺仪7都会自动的水 平复位。而传统定日镜的安装就需要两轴都安装精准，而且要保证定日镜初始角度位置完 全为〇,安装费时费力，而且以后发生变形，也会导致复位不准确。
[0011] 本发明实施例中，本发明中数据卡1保存数据，单片机控制器2读取数据卡1数 据，单片机控制器2通过变频器控制步进电机X4、步进电机Y5的转动，步进电机X4、步进电 机Y5分别控制定日镜的俯仰角与自旋转角。读取数据卡1数据的单片机控制器2,简单、可 由自主发明，数据卡1连接单片机控制器2后，单片机控制器2先读取实时北京时间，只需 查找数据卡1里面保存的现成"时间对应的角度"控制步进电机转动到这个角度。变频器 是控制步进电机转动的速度，刚好一分钟转到下一个角度，保证了反射光光斑是连续运动， 始终在聚热器上。
[0012] 本发明中所有定日镜都是独立的，一台故障不影响其他。每台定日镜6带有相同 的单片机控制器2、数据卡1、变频器、步进电机X4、步进电机Y5、三轴陀螺仪7。地球上某一 个经纬度代表的位置的太阳的高度角与方位角可以由时间计算得到，计算方式是依靠独立 家用电脑安装的专业高精度浮点运算数学软件Maple来完成，无需每天一个初值的计算方 式。相对于传统的每个定日镜6独立计算模块，或是中控机计算，每个定日镜6都与中控机 连线等比较，本发明成本低。本发明对定日镜安装要求及其初始角度的要求降低，成本低、 操作简单，较为经济实用。计算出的一年里每分钟需要转动的角度数据拷贝到数据卡1里 面存储起来，就完成了某个定日镜6数据卡1制作部分。唯一不同的是数据卡1里面保存 的数据，每台定日镜6的单片机控制器2读取实时时间，查找数据卡1里面保存的时间对应 需要步进电机转动的角度数据，直接控制步进电机转动一个角度，来达到定日镜精准反射 阳光。单片机控制器2不参与计算，只是查找数表，然后控制步进电机旋转。现规定一年一 个周期里面，从日出到日落每分钟都读取一个角度数据来带动步进电机。俯仰角与自旋转 角如下表所示 ：
【权利要求】
1. 一种新型定日镜控制方法，其特征在于，所述定日镜（6)包括数据卡（1 )、单片机控 制器（2)、变频器、步进电机X (4)、步进电机Y (5)、三轴陀螺仪（7)，所述数据卡（1)插入单 片机控制器（2)里，步进电机X (4)安装在定日镜（6)镜面与立杆的接口处，步进电机Y (5) 安装在立杆上，单片机控制器（2)通过变频器分别与步进电机X (4)、步进电机Y (5)依次 连接，在定日镜（6)镜面的反面安装三轴陀螺仪（7)，并且定日镜（6)自旋转角的A轴与立 杆所在的面坚直对准南北方向，定日镜（6)转动方式是A轴与立杆夹角α控制俯仰角，镜 子绕Α轴旋转夹角β控制自旋转角，利用三轴陀螺仪（7)测定定日镜（6)是否完全水平， 定日镜（6)不水平时，当三轴陀螺仪（7)所连接的单片机控制器（2)控制步进电机X (4)与 步进电机Υ (5 )使定日镜（6 )的Α轴转动与定日镜（6 )绕Α轴转动到定日镜（6 )完全水平 的位置，就发送指令到单片机控制器（2)让步进电机X (4)、步进电机Y (5)立即停止，即为 复位状态，此时α角与β角即为复位初始角度数据值；同时将计算出的一年里每分钟需要 转动的角度数据拷贝到数据卡（1)里面存储起来，单片机控制器（2)读取数据卡（1)数据， 查找数据卡（1)里面保存的时间对应需要步进电机转动的角度数据，单片机控制器（2)根 据数据卡（1)里面保存的现成"时间对应的角度"通过变频器促使步进电机X (4)、步进电 机Υ (5)分别控制定日镜（6)的俯仰角与自旋转角转动一个角度，达到定日镜（6)精准反射 阳光的目的。
【文档编号】G05D3/12GK104156003SQ201410347083
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】林海, 沈宝荣 申请人:武汉易辰科技有限公司