本发明涉及一种太阳能装置，特别涉及一种太阳能自动垂直追踪装置。
背景技术：
随着社会的快速发展，各种污染严重，能源短缺，太阳能作为一种新能源，取之不尽且具有节能环保双重特点，对太阳能的有效利用符合可持续发展社会大趋势。太阳能是一种新型环保的清洁能源，如今利用太阳能发电的方式主要有两种，即光-热-电转换和光-电转换。目前太阳能发电存在效率低，成本高等问题，但作为一种可再生，无污染的新型清洁能源将会在未来能源领域扮演一个重要的角色。
目前采用光-电转换方式收集转换太阳能的方式应用比较广泛，不过其中大部分的太阳能收集装置仍采用的是传统的固定式安装方式，即根据所在地的经纬位置，地形特点，气候特点，日照数据等参数综合计算出一年内太阳能板对太阳能接收效率为最高值时的方位角与倾斜角。最后根据计算出的角度对太阳能板进行固定安装以达到相对最佳的接收效率。由于地球的自转运动与太阳的公转运动导致一年四季太阳光辐射不均匀，以及太阳光与太阳能板之间的夹角不断变化，造成了太阳能板的日平均接收效率与年平均接收效率较低。
另外，一些太阳能追踪装置，虽然可以在一定程度上对太阳光进行追踪，但是无法做到装置与太阳光垂直，因此对太阳能的利用效率不高。
技术实现要素：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单，使用方便，安全卫生的太阳能自动垂直追踪装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种太阳能自动垂直追踪装置，包括底座，底座上设置有电机a，电机a上端设置有竖直转轴，竖直转轴上端连接有支杆；支杆分为上下两段，两段之间设置有水平转轴，所述水平转轴上连接有电机b；所述支杆上端设置有太阳能电池板，太阳能电池板上设置有影杆和若干光采集模块；所述底座上设置有微控制模块。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述太阳能电池板与支杆之间设置有若干加强筋。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述光采集模块为高精度光敏电阻，光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1～10m欧，在强光条件（100lx）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4～0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路简单，可以使设计大为简化。并且性价比高。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述光采集模块以影杆为中心呈圆周型分布，数据处理方法采用环形消影的方法，即用八个光敏电阻围成圆形，圆形中心放置影杆。若一个光敏电阻上出现了影子，则控制电机转动，直到没有影子为止，从而实现垂直对光功能。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述微控制器模块为atmega16，atmega16是具有16k字节的系统内可编程flash(具有同时读写的能力，即rww)，512字节eeprom，1k字节sram，32个通用i/o口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的jtag接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(t/c)，片内/外中断，可编程串行usart，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(tqfp封装)的adc，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个spi串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。工作于空闲模式时cpu停止工作，而usart、两线接口、a/d转换器、sram、t/c、spi端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；adc噪声抑制模式时终止cpu和除了异步定时器与adc以外所有i/o模块的工作，以降低adc转换时的开关噪声；standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述为控制器模块、电机a和电机b均有太阳能电池板供电。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述电机a与电机b并联后与光采集模块和微控制器模块串联组成控制回路。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述电机a和电机b均为步进电机，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。atmega16可以直接输出四通道pwm信号，实现对步进电机的即时控制。
本发明的有益效果是：
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，利光敏电阻及光敏电阻与影杆共同作用，可实现无死区全角度转动，可以最大程度的保证太阳能电池板与太阳光的垂直，达到更好的光能转换，另外本发明的微控制器模块，功耗低，抗干扰能力强，且价格低廉。与传统模块采用运放电路相比，本设计电压采集部分采用ad转换器，更加精确可靠，能耗低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明光感模块分布示意图；
图3为本发明的电路控制图；
图4为本发明的电路原理图。
图中，1底座；2微控制器模块；3电机a；4竖直转轴；5电机b；6水平转轴；7支杆；8太阳能电池板；9光采集模块；10影杆；11加强筋。
具体实施方式
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。
附图1-4为本发明的一种具体实施例。该实施例包括底座1，底座1上设置有电机a3，电机a3上端设置有竖直转轴4，竖直转轴4上端连接有支杆7；支杆7分为上下两段，两段之间设置有水平转轴6，所述水平转轴6上连接有电机b5；所述支杆7上端设置有太阳能电池板8，太阳能电池板8上设置有影杆10和若干光采集模块9；所述底座1上设置有微控制模块2，竖直转轴4控制其上端装置可以在水平方向旋转，水平转轴6控制太阳能电池板8的倾斜，控制太阳能电池板8与水平面的夹角。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述太阳能电池板8与支杆7之间设置有若干加强筋11，加强筋11可以更好的加强二者之间的连接强度，保证装置的耐用性。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述光采集模块9为高精度光敏电阻，设计光控电路简单，可以使设计大为简化。并且性价比高。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述光采集模块9以影杆10为中心呈圆周型分布，此种布置方式可以保证在光敏电阻感应控制之外进行一个补充，如若光线不垂直于太阳能电池板，即会有阴影落于光敏电阻上，电机就会对太阳能电池板8的角度进行调节以便更好的转化光能。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述微控制器模块2为atmega16，atmega16可以直接输出四通道pwm信号，更方便对步进电机的即时控制。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述为控制器模块2、电机a3和电机b5均有太阳能电池板8供电。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述电机a3与电机b5并联后与光采集模块9和微控制器模块2串联组成控制回路。
本发明的太阳能自动垂直追踪装置，所述电机a3和电机b5均为步进电机。
本装置作业时，当太阳光有变化时，首先光敏电阻结合影杆10进行判定，如若光敏电阻上有阴影，光敏电阻电阻变化，信号传输给微控制器模块2即单片机的pa口，经单片机处理后经pb口低四位（微控制器模块2）传递信号给电机a4进而竖直转轴4控制其上端装置可以在水平方向旋转，信号传输给电机b5进而水平转轴6控制太阳能电池板8的倾斜，控制太阳能电池板8与水平面的夹角，最终调节太阳能电池板8与太阳光一直保持垂直，如若出现极端天气（如连续阴雨，日食等现象），光敏电阻电阻变化巨大，传递信号给微控制器模块2，atmega16暂停电机工作。
以上对本发明的具体实施进行了详细描述，但是只是作为一个范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施案例，对本发明进行的等同修改也在本发明的保护范围之内。