基于太阳能阴面采光系统的设计

江山 董章京子 朱翔

摘 要：太阳能是最简单直接的能源。本文从采集，传导，运用三个方面进行了系统设计，在控制系统方向提出了单片机的控制思路及策略，以期能为新型采光系统方向的设计者提供参考。

关键词：光纤；单片机；步进电机；平凸镜

近年来，由于经济的水平的提高，物质财富的聚集，大量的商品房应运而生，由于土地资源的匮乏，致使很多的房间即使在白天阳光充足的情况下也存在阴暗的现象，而同时，节能减排的生活理念深入人心，因此太阳能的运用解决生活问题具有非常重要的意义。

1 系统的运行结构原理

本系统从下图可见，由采光装置，传导线路，运用系统，控制部分组成。完成了光的收集，传输，释放的整个过程，以期达到光的运用，解决实际问题。

2 采光系统

在光源选择自然光的情况下，自然光的聚集成了首要问题。图3所示，光线在经过凸透镜后会发生聚焦，可达到光线汇集的目的。采用多个平凸镜收集光线以便达到解决单个光照强度不够的现象，可根据对不同的亮度的需求选择不同的数量的平凸镜满足不同亮度的需求。

3 控制系统

3.1 实现原理

选择四个感光元件分布采光装置四周，以单片机和步进电机为控制元件和控制对象，当上下两个感光元件的感光程度不同時，一号步进电机进行转动，向着感光程度弱的一方运动，当两个的差值在允许范围内，停止转动。

同样道理，由左右两个元件控制二号电机完成左右方向的运动。在这种模式下，采光装置可随着太阳的运动位置的改变而改变，始终保持满足要求的光照强度，达到理想的光照亮度。

3.2 单片机控制过程

包括单片机内部反馈程序的编写和输入/输出接口仪器驱动两部分，采用有效而简单的程序控制，以确保可以迅速对外来信号进行处理。硅光电池板受光照不同，电位出现高低偏差，通过电压比较系统将系统偏离信息传送至单片机，单片机对此信号做出反应，将反馈信号传至步进电机，实现机械操作。

4 运用系统

采用金属光泽强的金属薄片作为反光装置，以及耐高温的灯罩使光线柔和，更利于生活的利用。

5 结语

本系统的主要核心技术在太阳光的跟踪设计，在选择光敏器件的时候可参考不同地区的光照强度进行不同型号的选择，减少资本的投入，同是根据不同的光度亮度的控制可选择对正角都以维持功率的恒定。

其次，在以太阳光为光源，保证身体和眼睛的健康的同时，需注意在使用过程光的亮度的以及灯罩的选择，防止光度太集中导致刺伤眼睛以及引发火灾，在安全的前提下，为生活水平的提高做出贡献。

作者简介：

江山（1995-），男，汉族，湖北宜都人，本科，研究方向：电气工程及其自动化。

董章京子（1996-），女，汉族，宁夏银川人，本科，研究方向：应用物理。

朱翔（1996-），男，汉族，宁夏中卫人，本科，研究方向：应用物理。