Описание конструкции и работы системы слежения за Солнцем

В данном описании изложены некоторые из обширных возможностей этого поворотного устройства.

 

Устройство

 

Азимутально-угломестная система слежения за Солнцем состоит из наружного поворотного устройства и внутреннего блока управления. Какие либо дополнительные детали между "адаптером для мачты" и "панелью/рефлектором" не требуются.

Внешнее поворотное устройство под управлением микропроцессора автоматически направляет позиционируемый объект на отдельные точки неба или траектории. Для этого, в литом из алюминиевого сплава корпусе поворотного устройства внешнего исполнения расположено 2 отдельных электродвигателя на 24 В.

С помощью соответствующих редукторов, они с высокой точностью и повторяемостью позиций в 0,3° поворачивают рефлектор в желаемом направлении, т.е. как по азимуту, так и по возвышению.

Благодаря наличию двух совершенно независимых двигателей привода, отпадает какая-либо необходимость в юстировке траектории слежения и тем самым требовавшиеся ранее очень точные и потому очень длительные механические настройки склонения, возвышения, направления на Север и т.д. Все подстройки выполняются удобно клавишами устройства управления!

Описываемая азимутально-угломестная система слежения за Солнцем в стандартном варианте исполнения поворачивает объекты по азимуту в диапазоне углов 180°. По возвышению система создает окно углов возвышения в 68°. При этом пользователь сам решает, где будет использоваться этот диапазон: для углов возвышения от 0 до 68° или от 22 до 90°. То, что эта система работает очень тихо и, в отличие от некоторых воющих актуаторных двигателей, может использоваться без опасности разбудить соседей, разумеется само собой.

Единственной настройкой внешней части поворотного устройства остается приблизительная ориентация ее алюминиевого корпуса относительно оси Север-Юг. Приблизительная потому, что все необходимые поправки можно затем внести через внутренний блок управления.


 

Подготовка к работе

 

Настает черед блока управления. Этот прибор, который следует рассматривать как коммутационно-вычислительный центр, представляет собой сердце системы. Он состоит из быстродействующего 16-разрядного микроконтроллера и предоставляет продвинутому пользователю огромные возможности программирования. Даже уже монтажник извещается о неправильно подключенных или отсутствующих соединениях. Этот блок управления содержит, например, электронную защиту от блокирования и перегрузки, средства для контроля направления движения и для отображения информации открытым текстом.

Рассмотрим те моменты, которые в первую очередь интересуют оператора и пользователя этой системы.

Сюда относится, например, память: все данные и программа работы записаны в ПЗУ и не могут быть утеряны.

Для того чтобы из сохраненных в памяти данных просто и без проблем получить процесс слежения, достаточно ввести в компьютер всего два неизвестных, которые компьютер не может знать: координаты местоположения системы слежения и дату/время! После ввода с помощью клавиатуры этих значений в процессор, он в кратчайшее время вычисляет необходимые углы азимута и возвышения с места установки системы на все позиции Солнца в небе.

После выполнения этой процедуры вычислений, вы запускаете "ГЕЛИОСЛЕЖЕНИЕ". Из-за погрешностей монтажа, чаще всего ваш объект будет смотреть несколько мимо Солнца. Но для данного поворотного устройства это не проблема: нажатием кнопок  ←,  →,  ↑, ↓   вы ориентируетесь прямо на Солнце. Это делается очень удобно, можно сидя в кресле!

Эта поправка заставляет блок управления сохранить найденное теперь точное направлению на Солнце для  дальнейшего использования вместе с ранее введенными данными . Сразу после этого, вы можете переключиться на "работу" и поворотное устройство обеспечит хорошее качество "слежения".

 

Работа

 

Итак, монтаж выполняется просто и удобно. А как выглядит ежедневная работа? С помощью клавиш на лицевой панели блока управления можно удобно вводить поправки «Восток-Запад» или же вообще иметь полной контроль над установкой.

На этом комфорт не кончается, он еще только начинается. Компьютер, благодаря своему устройству с расчетом на будущее, может выполнять упомянутые выше вычисления с неизменной точностью для всех местоположений, независимо от того, расположены ли они западнее или восточнее Гринвича, севернее или южнее от экватора. Благодаря этому, ваш позиционирующий компьютер для каждой точки по всему миру может вычислить, где и под каким углом там будет видно Солнце!

Одной из выдающихся характеристик данной системы является способность противостояния большим ветровым нагрузкам. Это было обеспечено с помощью расчетов прочности методом конечных элементов. Они наглядно показывают высокую жесткость и прочность алюминиевого корпуса поворотного устройства. Но как он устроен внутри? Приводим для любителей техники информацию о внутреннем устройстве поворотного механизма.

 

Особенности конструкции

 

  • Все используемые зубчатые колеса выполнены из стали (не из пластмассы)
  • Все зубчатые колеса выполнены фрезерованием (не штамповкой)
  • Важнейшие зубчатые колеса подвергнуты дополнительному  упрочнению напылением
  • Одно лишь зубчатое колесо для оси азимута весит 2 кг. Оно снабжено зубьями с модулем 4
  • Используемые подшипники:
    2 шт. шариковых подшипников Ø 110
    x Ø 70 x 20 мм
    4 шт. роликовых подшипников Ø 55
    x Ø 30 x 18 мм.
  • Все детали привода рассчитаны на длительный срок службы и высокую точность
  • Все детали имеют – в том числе и внутри корпуса – высокую степень защиты от коррозии.

Полшипники изубчатые колеса

 

 Еще ряд других "приятных мелочей":

  • ЖКИ-индикатор (1 строка / 40 символов)

  • отображение углов азимута и возвышения в реальном формате

  • электронная компенсация люфта в редукторе

  • компенсация выбега электродвигателя

  • задаваемые поля допусков для позиционирования

  • задание фаз движения на малом ходу

  • задание величины мелкого шага

  • задание времени паузы перед выполнением нового позиционирования

  • автотестирование системы

  • пароли для доступа к системе

  • и многое другое!

 

Дальнейшие подробности приведены в инструкции по монтажу и эксплуатации, которая прилагается к каждой азимутально-угломестной системе ориентации.

 

Особый интерес представляют собой расширенные варианты исполнения:

  • точная наводка и слежение по аналоговому сигналу (напряжению на входе)

  • диапазон углов поворота nх360° (бесконечность!)

  • диапазон углов возвышения 90° (от горизонта в зенит!)

  • интерфейс передачи данных (RS 232 C) для подключения ПК, модема или принтера

  • полупроводниковые реле

  • GPS-интерфейс (NMEA183)

  • настраиваемое управление скоростью (СЕРВО)

  • профессиональный вариант исполнения для стойки 19 дюймов.

 

Дальнейшие опции находятся в стадии подготовки.

 

 

Дополнительно:

 

Технические характеристики

Опции наращивания

 

Главная по системе слежения


© Селтек 1999-2009: Контроль и измерения, приборы и датчики

Украина, Киев 04212, а/я №45, телефон / факс: +380 44 468-7369