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` 本帖最后由 3010203109 于 2013-10-3 09:52 编辑 成品图： 
这是我和另外4位同学参加学校“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛时的参赛作品。 比赛从上学期初开始，历经快一年的时间，现在终于结束了。这个作品完全是由自己原创的，不过我觉得没有必要保密，我愿意和大家分享这个作品的制作过程。 这是个什么东西？简单地说，它就是一个“向日葵”，能够保持时刻面朝太阳。我为什么会想到做这样一个东西？说起来在我读小学的时候这个想法就已经萌芽。我喜欢玩放大镜，晴天的时候用它来聚光在纸上烧出一个个的洞，伴着一股烧焦的味道，玩得特别兴奋。但是，太阳光聚焦的地方光线特别强，很伤眼睛，连续看上一会就有眼前发黑的感觉。那时我就开始想，能不能做一个可以活动的支架，把放大镜放上去，它会自动对准太阳完成聚焦。这只是童年的一个想法，也是我这次探索之旅的起点。大学我学的是自动化专业，大一的时候选修过一门“太阳能利用技术”的课程。老师讲CPV（聚光光伏发电）的时候，说到CPV必须有配套的跟踪装置才能运行，这又一次激发了我童年时的那个梦想。当然，那时我才大一，只学一些基础课，还没学到专业课程，单片机也还没有起步，暂时还不能实现我心中那个梦想。我是大一暑假开始自学单片机的，大二也陆续参加了一些比赛，可以说积累了一定的经验。到了大三的时候，学校要举办“挑战杯”了，我准备参加，题目就定为“基于AVR单片机的自动太阳跟踪系统”，于是就有了今天这个作品。 说起这个作品的制作过程，其实并不顺利。刚开始的时候，决定要做这么一个东西，但是没有思路，不知道要怎样开始。经过一番构思，我大脑中形成的第一个轮廓是这样的：
真正要开始动工了，最麻烦的事情就是支架。我不是学机械的，对材料加工很不了解。开始设想呢，是用Auto CAD来做。于是凭着学过一点工程制图，让队友着手绘制图纸。后来画好了图纸，又不知道该怎么办了，图纸往哪送呢？送工厂！由于难度较大以及资金问题，这个想法最后并没有实现。经过一段时间的搁浅，实在不能再往后拖了。我于是决定自己动手来做支架。选用什么材料呢？通过一番搜索，最终确定选用ABS塑料板，这种板子本来是用于制作建筑模型的，易于加工，价格便宜，强度也能满足我们的要求。于是下一步就是在淘宝买了几块ABS塑料板和加工工具（小电钻、锯条、专用胶水，另外，电烙铁也是很好的工具）。
经过几天的努力，第一版太阳能跟踪装置终于成型了：
这时，电源、控制器和调整东西角的电机安装在底座上，调整高度角的电机安装在旋转支架上。问题就出现了，上面的电机通过导线和底座的控制器相连，当旋转支架旋转时，就会出现绕线的问题。当然，如果采用限位开关应该可以解决这个问题，不过我采用的是另外一个办法，就是把电源、控制器和东西角电机统统搬到旋转架上。同时把凸透镜去了（凸透镜太重，而且无需凸透镜也能看出是否对准太阳）。改造后的模型如下： 接下来就是控制算法，我是学自动化的，在这方面是有优势。工程上实现控制一般是采用P、PI、PID算法，这些算法当然很好，不过问题是怎么去实现。在控制理论中，一个单回路控制系统的结构如下：
单回路控制是最简单的闭环控制，闭环控制是指有反馈的控制，其控制思想就是通过偏差消除偏差。前面提到的P、PI、PID算法，则是通过控制器来实现的。在本装置中，检测值是光敏板的位置，其值并非连续，只能检测到8个位置（显然，只有8个光敏电阻），因此无法实现P、PI、PID控制算法。于是，我只采用了最简单的开关控制，具体思路如下： |
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