基于太陽能陰面采光系統的設計

江山 董章京子 朱翔

摘 要：太陽能是最簡單直接的能源。本文從采集，傳導，運用三個方面進行了系統設計，在控制系統方向提出了單片機的控制思路及策略，以期能為新型采光系統方向的設計者提供參考。

關鍵詞：光纖；單片機；步進電機；平凸鏡

近年來，由于經濟的水平的提高，物質財富的聚集，大量的商品房應運而生，由于土地資源的匱乏，致使很多的房間即使在白天陽光充足的情況下也存在陰暗的現象，而同時，節能減排的生活理念深入人心，因此太陽能的運用解決生活問題具有非常重要的意義。

1 系統的運行結構原理

本系統從下圖可見，由采光裝置，傳導線路，運用系統，控制部分組成。完成了光的收集，傳輸，釋放的整個過程，以期達到光的運用，解決實際問題。

2 采光系統

在光源選擇自然光的情況下，自然光的聚集成了首要問題。圖3所示，光線在經過凸透鏡后會發生聚焦，可達到光線匯集的目的。采用多個平凸鏡收集光線以便達到解決單個光照強度不夠的現象，可根據對不同的亮度的需求選擇不同的數量的平凸鏡滿足不同亮度的需求。

3 控制系統

3.1 實現原理

選擇四個感光元件分布采光裝置四周，以單片機和步進電機為控制元件和控制對象，當上下兩個感光元件的感光程度不同時，一號步進電機進行轉動，向著感光程度弱的一方運動，當兩個的差值在允許范圍內，停止轉動。

同樣道理，由左右兩個元件控制二號電機完成左右方向的運動。在這種模式下，采光裝置可隨著太陽的運動位置的改變而改變，始終保持滿足要求的光照強度，達到理想的光照亮度。

3.2 單片機控制過程

包括單片機內部反饋程序的編寫和輸入/輸出接口儀器驅動兩部分，采用有效而簡單的程序控制，以確保可以迅速對外來信號進行處理。硅光電池板受光照不同，電位出現高低偏差，通過電壓比較系統將系統偏離信息傳送至單片機，單片機對此信號做出反應，將反饋信號傳至步進電機，實現機械操作。

4 運用系統

采用金屬光澤強的金屬薄片作為反光裝置，以及耐高溫的燈罩使光線柔和，更利于生活的利用。

5 結語

本系統的主要核心技術在太陽光的跟蹤設計，在選擇光敏器件的時候可參考不同地區的光照強度進行不同型號的選擇，減少資本的投入，同是根據不同的光度亮度的控制可選擇對正角都以維持功率的恒定。

其次，在以太陽光為光源，保證身體和眼睛的健康的同時，需注意在使用過程光的亮度的以及燈罩的選擇，防止光度太集中導致刺傷眼睛以及引發火災，在安全的前提下，為生活水平的提高做出貢獻。

作者簡介：

江山（1995-），男，漢族，湖北宜都人，本科，研究方向：電氣工程及其自動化。

董章京子（1996-），女，漢族，寧夏銀川人，本科，研究方向：應用物理。

朱翔（1996-），男，漢族，寧夏中衛人，本科，研究方向：應用物理。