傾角傳感器在太陽能跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

2 傾角檢測模塊設(shè)計(jì)
2．1 芯片的選取
本文中選擇了SCA60C單軸傾角傳感器，是一種加速度計(jì)，內(nèi)部由一個(gè)硅微傳感器和信號(hào)處理芯片組成，采用SMD形式封裝，先測量地球引力在測量方向上的分量，再將其轉(zhuǎn)換為重力加速度與傳感器敏感軸之間的夾角，以此來測量支架的傾角。該傳感器單極5 V供電，靈敏度為2V／g，測量范圍為-1～1 g(對應(yīng)的傾角變化范圍為-90°～90°)，電壓輸出范圍為0．5～4．5V。傾角與輸出電壓的對應(yīng)計(jì)算公式為：

式中：Offset為傾角傳感器處于相對水平位置時(shí)的輸出電壓；Sensitivily為傾角傳感器的靈敏度。
針對SCA60C單軸傾角傳感器的輸出特性，本文選用了STC12C5604AD單片機(jī)，是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘／機(jī)器周期的新一代8051單片機(jī)，具有高速、低功耗、超強(qiáng)干擾的特性，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051，但速度快8～12倍。具有4路PWM、8路高速10位A／D轉(zhuǎn)換，無需專用編程器與仿真器，通過串口(P3．0／P3．1)就可以直接下載程序，大大地節(jié)約了設(shè)計(jì)成本。
2．2 傾角檢測模塊設(shè)計(jì)
2．2．1 硬件電路設(shè)計(jì)
傾角傳感器模塊安裝在太陽能電池板的下表面，完成支架傾角的采集。工作狀態(tài)下，SCA60C的模擬電壓輸出信號(hào)輸入到單片機(jī)的A／D采集端口，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量信號(hào)通過串口與主控箱中的單片機(jī)通信，完成角度反饋，其硬件電路設(shè)計(jì)如圖3所示。

2．2．2 軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)的8路A／D口需要通過對ADC_CONTR寄存器中CHS0＼CHS1＼CHS2三位的設(shè)置來選擇使用的模擬輸入通道，并且必須將其設(shè)置為開漏模式或高阻模式，即需要對P1M0(0～7)，P1M1(0～7)中相應(yīng)位進(jìn)行設(shè)置，如本例中選擇P1．2為SCA60C的電壓信號(hào)采集端，為開漏模式，則設(shè)置為：