【Proteus仿真】【Arduino单片机】太阳能追光系统设计

一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真Arduino单片机控制器，使用LCD1602液晶、光敏传感器、ADC模块、按键模块、28BYJ48步进电机驱动模块、直流电机模块等。

主要功能：
系统运行后，LCD1602显示四个方向光线强度、工作模式及控制状态；
系统默认工作在自动模式，当系统检测为白天晴天，可以开始工作，当上光线值比下光线值还高于阈值，则直流电机工作上升；
当下光线值比上光线值还高于阈值，则直流电机工作下降；
当左光线值比右光线值还高于阈值，则步进电机工作左转；
当右光线值比左光线值还高于阈值，则步进电机工作右转；
当系统检测为夜晚，停止工作。
当按下K1键，切换为手动模式，可通过K2-K5键对上下左右方向控制；

二、软件设计

/*
作者：嗨小易（QQ技术交流群：570487280）

*/


//系统数据显示
void sys_data_show(void)
{
	while(1)
	{
		//光线显示
		lcd1602_show_nums(2,0,sys_ctrl.light[0],2,0);//上
		lcd1602_show_nums(8,0,sys_ctrl.light[1],2,0);//下
		lcd1602_show_nums(2,1,sys_ctrl.light[2],2,0);//左
		lcd1602_show_nums(8,1,sys_ctrl.light[3],2,0);//右

		//自动手动显示
		if(sys_ctrl.auto_flag)lcd1602_show_string(12,0,"SD");
		else lcd1602_show_string(12,0,"Au");

		//上升下降状态显示
		if(sys_ctrl.udrun==0)lcd1602_show_string(15,0,"N");
		else if(sys_ctrl.udrun==1)lcd1602_show_string(15,0,"U");
		else if(sys_ctrl.udrun==2)lcd1602_show_string(15,0,"D");

		//左右转状态显示
		if(sys_ctrl.lrrun==0)lcd1602_show_string(15,1,"N");
		else if(sys_ctrl.lrrun==1)lcd1602_show_string(15,1,"L");
		else if(sys_ctrl.lrrun==2)lcd1602_show_string(15,1,"R");
		
		break;			
	}
}

//系统功能控制
void sys_fun_ctrl(void)
{
	//手动模式下
	if(sys_ctrl.auto_flag==1)
	{
		switch(sys_ctrl.udrun)
		{
			case 0: _dc_motor_stop();break;//停止
			case 1: _dc_motor_fturn();break;//上升
			case 2: _dc_motor_zturn();break;//下降
		}
		switch(sys_ctrl.lrrun)
		{
			case 1: step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,0,STEPMOTOR_MAXSPEED,1,1);break;//左转
			case 2: step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,1,STEPMOTOR_MAXSPEED,1,1);break;//右转
		}	
	}
	//自动控制模式
	else
	{
		//如果是晴天，根据4个传感器检测光线强弱自动调节
		if(sys_ctrl.light[0]>LIGHT_D_MIN && sys_ctrl.light[1]>LIGHT_D_MIN &&
			sys_ctrl.light[2]>LIGHT_D_MIN && sys_ctrl.light[3]>LIGHT_D_MIN)
		{
			//上比下亮，下降
			if(sys_ctrl.light[0]>sys_ctrl.light[1]+LIGHT_VALUE)
			{
				sys_ctrl.udrun=2;
				_dc_motor_zturn();	
			}
			//下比上亮，上升
			else if(sys_ctrl.light[1]>sys_ctrl.light[0]+LIGHT_VALUE)
			{
				sys_ctrl.udrun=1;
				_dc_motor_fturn();
			}
			//上下亮度差不多，停止
			else 
			{
				sys_ctrl.udrun=0;
				_dc_motor_stop();	
			}

			//左比右亮，左转
			if(sys_ctrl.light[2]>sys_ctrl.light[3]+LIGHT_VALUE)
			{
				sys_ctrl.lrrun=1;
				step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,0,STEPMOTOR_MAXSPEED,1,1);	
			}
			//右比左亮，右转
			else if(sys_ctrl.light[3]>sys_ctrl.light[2]+LIGHT_VALUE)
			{
				sys_ctrl.lrrun=2;
				step_motor_28BYJ48_send_pulse(8,1,STEPMOTOR_MAXSPEED,1,1);	
			}
			else
			{
				sys_ctrl.lrrun=0;
			}
		}
		//如果是夜晚，系统不工作
		else if(sys_ctrl.light[0]<LIGHT_N_MIN && sys_ctrl.light[1]<LIGHT_N_MIN &&
			sys_ctrl.light[2]<LIGHT_N_MIN && sys_ctrl.light[3]<LIGHT_N_MIN)
		{
			sys_ctrl.udrun=0;
			sys_ctrl.lrrun=0;
			_dc_motor_stop();		
		}
	}
}

//应用控制系统
void appdemo_show(void)
{
	sys_parm_init();//系统参数初始化
	KEY_Init();
	pcf8591_init();
	dc_motor_init();
	step_motor_gpio_init();
	lcd1602_init();//LCD1602初始化
	sys_open_show();//系统初始界面显示

	while(1)
	{
		sys_data_get();//系统数据获取
		sys_data_show();//系统数据显示
		sys_data_set();//系统数据设置
		sys_fun_ctrl();//系统功能控制		
	}
}

三、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619

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视频地址：https://space.bilibili.com/444388619/video
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