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研究生:陳盈璋
研究生(外文):Ying-Chang Chen
論文名稱:智慧型遮陽板及室內人工光源控制系統
論文名稱(外文):Control System of Smart Shading and Indoor Lighting Systems
指導教授:李佳言
指導教授(外文):Chia-Yen Lee
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:機電自動化研究所碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:93
中文關鍵詞:太陽能電池太陽定位智慧型遮陽板光源控制
外文關鍵詞:solar cellsolar positionsmart shadingindoor lighting system
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本研究提出如何判斷太陽方位之概念,當太陽沿著東西向移 動時,透過依序排列在各角度的太陽能電池(15°,45°,75°,105°,135 °,165°),利用各電池之輸出電壓值做太陽角度的計算;由於每個太陽能電池均會呈現出不同的電壓值,而測得太陽能電池之最大輸出電壓值則表示當下與太陽呈垂直角度,於是將所測得之最大電壓值除以各太陽能電池時,即可表示出正確之太陽位置;於東西向配置一組光向偵測器,連接各太陽電池,將量測值分別傳送至室內之個人電腦,以此太陽電池之電壓值,配合可判斷太陽方位之LabVIEW程式,可隨著太陽方位的變動而自行調整遮版之角度的設計;另於室內配置一照度計,若過於陰暗則會自動驅動照明之系統。本研究並發現適當角度時,因其具有光線反射之效果,可增進室內採光而減少燈源開啟。本研究成果,除了可達到室內照明之最佳化,更可提供人們更舒適與節能的環境。
This paper presents a novel approach for estimating the position of the sun. while the sun moving from east to west, each array comprises a symmetrical arrangement of six cells inclined at angles of either 15°, 45°, 75°,105°, 135°, 165° to the horizontal, respectively. When the sun and solar cell is vertical, the output voltage value of solar cell is largest. A mathematical correlation is derived to express the relationship between the comparative output voltage of each solar cell (V/Vmax) and the solar position. The sun’s position is then computed by averaging the elevation angles derived from the comparative output voltages of all of the cells within the array. After combining the solar orientation detection system, a lux meter, sun shading unit and LabVIEW program, a control system of smart shading and indoor light systems is structured. When a low lux value is measured by indoor lux meter, the program will send command to turn on the artificial light source turn on or change the shading angle to control the indoor environmental illumination automatically. When at apropriate angle, indoor brightness improved and the use of artificial light source reduced as the result of light reflecting. The experimental results are helpful to develop an optimal indoor environmental illumination control module for improving the living environment more comfortable and energy saving.
封面內頁
簽名頁
授權書...............................................iii
中文摘要..............................................iv
英文摘要...............................................v
誌謝..................................................vi
目錄.................................................vii
圖目錄.................................................x
表目錄...............................................xiv

第一章 緒論
1.1 前言................................................1
1.2 研究動機與目的.......................................1
1.2.1 研究動機..........................................2
1.2.2 研究目的..........................................4
1.3 文獻回顧............................................5
1.4 研究方法............................................9
第二章 太陽光向偵測器之設計與製作
2.1 偵測器元件..........................................12
2.2 單一太陽能電池偵測器.................................15
2.3 四方向光向偵測器....................................18
2.4 改良式太陽光向偵測器.................................21
2.4.1 熱輻射之概述......................................21
2.4.2 太陽方位量測方式..................................23
2.4.3 光向偵測器之設計..................................29
2.4.4 光向偵測器之製作..................................32
2.5 介面軟體...........................................33
2.5.1 1LabVIEW軟體概述.................................34
2.5.2 軟體程式.........................................35
第三章 無線傳輸應用與測試
3.1 無線傳輸電路之設計與韌體程式.........................38
3.1.1 1RF傳輸與接收模組................................38
3.1.2 通訊介面........................................41
3.1.3 18051電路設計...................................44
3.1.4 遠端收發模組.....................................47
3.2 無線傳輸軟、硬體整合應用............................49
3.2.1 通訊介面整合.....................................49
3.2.2 遠端收發軟體應用.................................51
3.3 系統測試..........................................52
第四章 控制模組設計與應用
4.1 系統元件..........................................56
4.2 遮陽板種類及設計...................................58
4.3 介面軟體..........................................63
4.3.1 通訊介面整合....................................63
4.3.2 遠端收發軟體應用.................................66
第五章 室內照度比較之光源控制系統
5.1 系統架構..........................................70
5.1.1 照度相關理論....................................70
5.1.2 光源控制概述....................................72
5.2 系統程式設計......................................74
5.3 光源系統測試結果..................................81
第六章 結論與建議
6.1 結論.............................................87
6.2 後續研究與建議....................................88
參考文獻.............................................90
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