基于ARM的光源跟踪系统的设计

崔琪琳，吴晓凤

（西安石油大学，电子工程学院，陕西 西安 710065）

0 引言

随着光机电一体化技术的发展，光源自动跟踪技术受到越来越多的关注，该技术可应用于太阳自动跟踪等领域，使太阳能的利用率和吸收率更高。传统的光源跟踪技术多以单片机为控制核心[1]，其处理速度慢，精度低，已不能满足系统对于跟踪速度和精度的要求，故本文提出了一种基于ARM的光源自动跟踪系统，可以提升跟踪系统的控制精度和响应速度。

1 硬件设计

本设计选用TI的LM3S811作为微控制器[2]。硬件系统由光源发射部分，检测部分和控制部分组成，系统框图如图1所示，驱动芯片UCC38C43驱动LED产生的亮度可调的光源，通过光敏三极管捕获光源信号，经过放大器TLC084进行放大处理，再经过比较器OPA084后输入主控芯片LM3S811,对输入的信号进行分析处理后经过驱动模块L297+L298驱动步进电机带动机械平台转动，从而实现光源跟踪。

图1 系统框图

1.1 光源发射部分

光源发射部分采用UCC38C43芯片驱动，该芯片为低功耗电流模式PWM控制器，最高频率可达1MHz，可以产生控制开关电源变压器的PWM信号，采用交错技术可以显著提高升压转换效率，利用其输出电流峰值可达1A和可调的PWM输出来驱动LED灯，实现亮度可调节的光源发射。

1.2 检测部分

检测部分是整个系统的关键，决定了系统跟踪的精确度，电路图如图2所示，由5个光敏三极管组成，其灵敏度和稳定性好，分别置于可沿固定轴翻转运动的平台上，形成120°圆弧形切面，激光发生器与处于正中间的三极管尽可能地紧密固定在一起，且都指向圆弧外侧。……