术语和定义

参考资料

对于相关的文件和软件，请访问：

//www.xmece.com/configurable-mixed-signal．

下载我们的免费GreenPAK设计师软件[1]以打开。gp文件[2]，并查看所提出的电路设计。使用GreenPAK开发工具(3.可以在几分钟内将设计冻结到您自己定制的集成电路中。yabo国际娱乐Dialog Semiconductor提供完整的申请资料库[4]，包括设计实例，以及对Dialog IC的功能和模块的解释。

1. GreenPak Designer软件，《软件下载及用户指南》，Dialog Semiconductoryabo国际娱乐
2. AN-CM-297 2轴太阳阳光跟踪器.GP，GreenPAK设计文件，对话框半导体yabo国际娱乐
3. GreenPak开发工具，GreenPAK开发工具网页，对话框半导体yabo国际娱乐
4. GreenPAK应用笔记，GreenPAK应用笔记网页，Dialog半导体yabo国际娱乐
5. SLG46880，数据表，对话半导体yabo国际娱乐

作者:阿米尔·哈姆扎·汗

介绍

本应用笔记描述了使用对话框的太阳跟踪太阳能电池板系统的设计GreenPak™在过去的几年中，太阳能的使用得到了广泛的应用。因此，找到尽可能多地收集太阳能的新方法是合乎逻辑的。利用一个系统来跟踪太阳的运动，在任何时候都捕捉到最大的强度，这是迈向更大的能源生产的下一步。

SLG46880 IC将作为管理电机驱动事件的系统的大脑，以控制太阳能电池板的位置。它将使用轻依赖电阻来监控太阳和相应的动力。

Dialog产亚博电竞菠菜品适用于此目的，原因如下:

-整个系统的更小的尺寸将意味着更少的麻烦，以适应传感器沿整个设备。

- 在必须由太阳能供电的系统中，将功耗保持在最低水平至关重要。在这里，产品将在执行所需任务时消耗非常少量的电源。此外，比较器的唤醒/睡眠功能还将在需要时确保最低功耗。

-到目前为止，编程Dialog产品是整个项亚博电竞菠菜目设计过程中最简单、最省时的部分。任何具有基本电子工程知识的人都可以对集成电路进行编程，使其执行许多基本和复杂的任务。这是相对于其他解决方案的最大优势之一，因为使用Dialog的快速原型和项目执行可以相当容易地实现GreenPAK集成电亚博电竞菠菜路产品。

众所周知，在过去的几年里，太阳能系统的使用有了广泛的增长。当太阳移动到一个不太理想的角度时，固定安装的太阳能电池板的效率就会降低。这可以通过安装太阳跟踪器来补偿，跟踪光的最大强度。因此，配备跟踪系统的太阳能电池板系统可以在一天中产生更多的电力。可以说，随着更多的开发，Sun跟踪系统将变得必不可少和无处不在。

设计组件

对于此应用程序，对话框的SLG46880 IC已与以下组件一起使用：

轻依赖电阻

对于光强检测，使用了光依赖电阻(LDRs GL5516: https://www.adafruit.com/product/161)。ldr具有很强的鲁棒性和灵敏性，可以随光强的微小变化而改变其电阻。这些小型传感器可以在复杂和简单的光探测应用中找到。亚博国际官网平台网址本课题使用了两个ldr来检测光强。

L298D电机驱动器

一个L298d电机驱动器被用来驱动电机，使太阳能电池板与传感器读数一致。由于GreenPAK IC不能处理更大的电流输出，使用电机驱动器是必不可少的。这个驱动器可以同时控制两个电机的方向，最大电流设置在3安培在12伏特。这个电机驱动器取代了原本用于控制单个电机方向的4个晶体管。由于我们的项目需要两个电机，用一个集成组件替换8个组件，不仅节省了不必要的复杂性，而且降低了项目对功率的要求。

周围的日光感应

太阳能电池板本身用于感测环境光。太阳能电池板在直射阳光下完全输出，没有任何灯的输出。然后可以转换这些条件以产生适当的电平，以产生GreenPak IC的数字输入引脚。通过使用简单的分压器电路，用于本应用笔记的太阳能电池板生成的18V可以升级，以成为3.3 V信号，表示SLG46880 IC的高电平逻辑输入。

汽车

对于这个项目，设计中使用了小型永磁直流电动机，可以轻松地处理和移动小型太阳能电池板，并具有有限的电流消耗，以降低功耗。电机的速度不会影响系统的跟踪能力。

GreenPAK设计

由于设计的大小，应用程序被分成了更小的子集。这个设计是一个双轴系统，可以完全跟踪太阳的运动。让我们来看看第一轴的电路设计，它跟踪太阳从东到西的运动。

1轴描述

在设计中，有两个ldr专门跟踪太阳从东到西的运动。当太阳离开时，LDR感知的光量发生变化，输出电压低于设定的阈值1056 mV。一旦感知值低于这个阈值，比较器就产生一个数字LOW(0)。在设计中加入了一个延迟块，以过滤掉任何虚假的噪声读数。比较器和延迟块的输出然后馈送到NOR门。这个门只给一个数字低时，所有三个输入都是低。这个块是完成过滤器所必需的。第二个LDR用于在设计中更精确一些。

电机在前进方向上的驱动是使用如图4所示的查找表控制的，其中:

IN0 =从Axis1的最终位置传感器输出。

IN1 =光传感器输出。

IN2 =使用太阳能电池板的环境光传感。

如在表格中可以看出，仅当两个传感器检测到阳光和最终位置存在的变化时，才能实现电动机的致动。

看看这个设计，我们还可以看到，电机的反向驱动也被纳入，以使面板回到它的起始位置，以捕捉太阳在早晨升起。该驱动器也由3位查找表(LUT)控制，如下图所示。

这里的输入是：

IN0：位置传感器，传感太阳能电池板的最终位置。

IN1:位置传感器，感应太阳能板的起始位置。

IN2:使用太阳能电池板的环境日光传感。

根据设计，只有当最终的位置是在一天结束时，电池板的反向驱动实现，只有当阳光褪色如此之多，太阳能电池板没有登记它。当所有输入为零时，反向驱动也保持高，因为这个反向运动将完全移动面板到它的起始位置。在过渡期间，位置传感器不会给出读数。当面板到达它的起始位置时，反向运动将停止。

太阳在上午从东到晚上从西移动，但太阳也在南北方向轻微移动。因此，如果我们想完全捕获太阳，跟踪算法也应该跟踪这个运动。研究表明，太阳从北到南移动得非常小，在4个月的时间里，角度的变化大约是23.5度[1:https://physics.weber.edu/schroeder/ua/sunandseasons.html]。因此，我们可以设计一种算法，可以解释这一事实，每4个月仅驱动电机，以节省不必要的电力消耗，而不是每天只改变一小度。

2轴描述

为了跟踪南部和南太空中阳光的运动，已经使用了柜台大约122天（大约4个月）。一旦太阳下降，太阳电池板停止注册阳光并产生零输出，柜台的值增加。

但由于我们必须在不同的季节中有三个取向，就像太阳也循环到全年三个主要位置一样，这种情况需要使用内存，这将记住前一个运动方向并继续沿着相同的方向达到接下来的方向所需的位置。

为了完成这个任务，D-Flip Flops已经被使用。当系统处于位置传感器标记的起始位置时，当计数器到达设定值时，系统将向中间位置移动。一旦仪器到达中间位置，计数器将被重置，并将开始新的倒计时。为了跟踪太阳的运动，系统需要在与太阳最后一次运动相同的方向上运动，以达到最终的位置。

使用的DFFs通过在一个周期内保持高电平来实现这一目的，因为当时钟信号下降时，它们往往保持先前的值，因此使用查找表将电机向前移动。同样的算法也被实现，使系统从最终位置到它的初始位置，同时避免了任何向前和反向循环之间的冲突。综上所述，只有在以下条件下才能实现正向驱动:

• 计数器已经完成了所需的计数。
• 该系统处于起始位置，或者处于上一周期的起始位置。

遵循类似的模式以进行反向致动。

实现每4个月23.5度旋转所需的驱动量可以使用输入到axis2_start、Middle和Axis2_final的三个位置传感器来设置。

完整的原理图详细信息

下图显示了为这个应用说明设计的完整的原理图。

以下是对进入GreenPAK IC的不同投入的简要描述。

LDR的分压器

分压器用于将LDR的输出电平降至适用于GreenPak IC以测量的电平，然后采取动作。

接触开关作为位置传感器

需要接触开关来感知太阳能电池板的启动和最终位置。它们需要的电路很少，但在系统的总体设计中起着重要的作用。

结果

在设计完成并对系统各部件进行独立测试后，将各部件按照上述电路进行连接。GreenPAK IC是通过通用开发板和插座连接的。

然后通过将电路板放入设计软件中存在的仿真模式来测试设计，然后使用明亮的光源（100W白炽灯泡）来测试，用于系统的可能结果。GreenPak IC对设计进行了良好，整个系统能够按照预期遵循光源。计数计数的计数器的工作也在使用热键在仿真中进行测试，以代表日落。以下是测试设置的几张照片。

结论

本申请说明提出了一种用于最大化太阳能电池板效率的太阳跟踪系统。使用SLG46880 IC成功实现了这一点。在系统中可以在夜间实现诸如GreenPak IC的唤醒/睡眠控制的进一步改进，以进一步降低整个系统的功率抽取以获得最大效率。