双轴光伏追踪器

一、硬件模块

主控芯片：STM32F103C8T6

电源芯片：CN3791（MPPT光伏充电芯片）

                  IP5306（锂电充放电管理芯片）

                  AMS1117（5V稳3.3V芯片）

舵机：MG995

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二、原理介绍

功能：实时追踪太阳光，通过舵机调整倾角，始终保持阳光直射在光伏板上，使得充电效率最大化。使用一节19650供电，同时光伏板为之充电。

原理：通过ADC检测四个方向的光敏电阻的分压，经过PWM控制舵机，光伏板倾角，使得四个光敏电阻分压一致即达到最佳角度

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三、实物图

（该模型仅介绍了双轴跟踪器原理，并不能实现自给自足，即模型耗电大于光伏发电。。。。）

 

----------------------------------------------2024/01/04更新--------------------------------------------------------------------------------------

 

看到有很多朋友感兴趣，之前上传的比较匆忙，埋了很多坑，这里补充说明一下。

上面整体图片中，控制板是绿色的，这个控制板是历史版本，上图仅供参考，开源文件以及下图中的蓝色控制板为当前版本。电池充放电换成了集成芯片，带电量显示，其实就是充电宝芯片。

挡板：

1. 挡板的PCB厚度，打板时需要打1mm厚的（如果要修改厚度，感光底板上的间隙，以及挡板上的间隙都要改）。

感光底板：

1. 底板上的6pin插座，可以换成6pin排针（这里是设计问题，原本想用排线接控制板，后来改成直接插的，这里就没改）。

2. 底板上的铜柱高度10mm（六边形区域，不包括螺纹柱）。

控制板正面：

1. 黑色的侧按开关是电量显示开关，这里不知道为什么复位按键和电量按键不统一，可以自行修改。

2. 板上左侧区域为电池充放电区域，可以用usb充电。右边为太阳能板发电区域，实际就是将不固定的太阳能板电压固定为特定电压值，然后给电池充电。

3. 充电芯片IP5306的下面设计了一个开窗，因为当时没有风枪，这样可以通过烙铁融化芯片底部的焊锡。有风枪就可以删掉了。

控制板背面：

1. 这里的6pin插排接排母，当然，这里和感光底板接插，哪个接排针哪个接排母都行。

2. AMS1117那里，两个大电容不要用钽电容，太贵了，这里随便接了两个47uf的钽电容，完全可以用前面电源芯片用到的10uf的陶瓷电容代替，陶瓷电容没有正负极，这里随便接，替换掉就行。

3. 图片中右侧开窗，加了焊锡，这里是要过大电流，给两个舵机供电，注意两路开窗不要连在一起了。

4. 图片中左侧下载口，直接留了焊盘，没有搞成直插的，一个是背面有器件，没位置了，一个是我手头有那种弹簧插针，可以直接按在上面下载。这里可以找个排针插杜邦线上，怼上面下载。实在不行焊几根杜邦线上去。

5. 这面有颗led，可以把他放到后面，不然安装好之后，led被夹在两板之间，不方便观察（设计缺陷）。

下面给几个舵机示意图，注意用到的组件，别到安装了，又发现缺东西。

注意螺丝有M2也有M3，仰角那个舵机的转轴位置的连接，有点头疼，我好像一边是接上舵机转轴上，一边接的是一个送的铜环，里面用螺母挡了一下，具体看图片。

 

舵机支架：

淘宝很多，我买的是这家https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.33ed2e8dLow7cT&id=533951485383&_u=426101ku66e0

光伏板：

https://m.tb.cn/h.5L6Q5Zj?tk=75RAW6t8PUf CZ3457我买的型号是5.5v 230mA 155.5*57.5mm，现在好像没有这个型号了，可以换成6v 250mA 165*65mm尺寸差不多就行

电池：

18650动力电池，我买的那家现在不卖电池了，买18650动力电芯就可以，因为两个舵机同时转动的时候，需要的瞬时电流比较大，所以需要能够提供较大电流的动力电芯，参考下面这个参数

 

 

 

-----------------------------------------------------------------20240115更新-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

发现问题：运行一分钟后，自动断电

分析原因：这个是由于IP5306的自动休眠导致，当负载电流小于45mA持续30秒后，IP5306停止输出，按下按键后，可触发开启输出。

解决办法：

1.简单一点，就如下图，在IP5306的输出的5V与GND中加3个300欧电阻，这里是由于0603电阻的额定功率为0.1W，所以加了3个，电流达到50mA。

2.单片机输出脉宽50ms以上，周期小于30s的PWM信号到IP5306的5脚，即模拟按键，在休眠之前触发一次短按。这里自行修改电路，加点代码，以后有时间了，再来填这个坑。