以MBED平台自制家用太阳能自动追踪系统

25 07月 2013

2013-07-25 11:10

美国亚利桑那州一名工程师Mike Davis在自家后院架设独立式电力系统，采用一组自制的小型太阳能阵列，为小型电池组持续充电。不过，他每隔几个小时就得手动将这些太阳能板移至可暴露于太阳底下的最佳位置。后来他在一次车库大拍卖时花了15美元买了一组传统电视天线旋转器，终于让这个手动调整太阳能板位置的过程实现自动化。

他首先必须做的事就是建立一个可让太阳能阵列保持在最佳角度(北纬34.6度)的固定木架。这个木架设计本身并没什么特别，主要由可拆开以便于运输的2x4木材组成。这是因为设计者在他位于佛罗里达州的工作室中打造，之后还得再运送到位于亚利桑那州的家中。Davis在他的DIY网站(http://mdpub.com/solar/)上表示，由于这套系统只在一年中的某段特定时间中使用，因此并不需要具有垂直角度可调功能。

在实体架构完成后，接下来就是展开电子系统的时候了。他最初的想法是利用原来的马达控制器，再加上一个外部系统进行追踪即可，但后来发现并不可行──原来的系统设计适用于偶而手动旋转调整角度，可能无法直接因应每天用于白天好几个小时的自动旋转计划。

于是他着手进行一项新的控制系统设计。由于他平常在工作时使用了MBED平台，因此也乐于将它用在此新系统设计中。Davis表示，采用MBED平台来设计这套系统听起来可能有些「大材小用」，但由于他已经十分熟悉这套平台了，因此能更快速地完成设计。同时，这套平台目前虽显得「大材小用」，却也意味着可为他带来更大的发展空间，让他能在未来进一步扩展这套系统或增加其它功能，如统计记录等。

MBED平台可从两个垂直放置的小型PV电池中读取电压，在两个太阳能板的电压值匹配以前可自动旋转角度。然而，Davis发现这套系统移至亚利桑那州家中后，并没法像在佛罗里达州的工作室测试时一样顺利作业。因为亚利桑那州的太阳太强太亮，因而两个太阳能板在任何角度时的差距又太小了。因此，他在两个感测器中间加进一小片金属，遮盖出一片阴影，以便能依据角度形成较大的输出电压差距。