今天，人們比以往任何時候都更關心礦石燃料排放和傳統發電和可再生能源所導致的環境問題。在可再生資源中，主要是太陽能板和風力發電。他們的優勢是可保持并且無污染，但他們的安裝成本較高，并且在大多數應用中，他們的負載接口需要電源調節器（dc/dc 或dc/ac轉換）。光電模塊（PV模塊）還有相對較低的轉換效率。
　　使用高效率電源調節可以減少整體系統成本，旨在從PV模塊提取最大限度的能量（使用最大功率點追蹤技術--MPPT）?，F有的面板系統也存在缺點，一整天只能導向一個方向，不能總是直接面對太陽光。
　　在這篇文章中，我們將討論的技術是，如何在系統級提高太陽能面板效率，包括太陽能電池板最大受光定位，最大限度地從太陽能板提取現有電力，以及智能電池壽命管理。
　　框圖
　　
　　圖1.框圖
　　我們從框圖中可以看到，該系統的主要部件是一個MCU或一個片上系統（SoC）。系統的全部智能都來源于這顆芯片，它是可重構和可升級的。在太陽能面板中，兩個光電二極體保持與面板平面垂直，其輸出反饋到MCU（MCU）。這些二極管和直流電機確定面板方位。根據二極管輸入，MCU控制直流馬達使太陽能電池板定位到可以收到最大光的方向。這兩個用于陽光跟蹤的光電二極體是反向偏壓的，這意味著通過這些二極管的反向電流隨入射光而變化。在白天，反向電流在10uA和 75uA之間變化。逆向暗電流（當沒有光線入射光電二極體）只有幾nA。
　　跨阻放大器（TIA）用于將反向電流轉換成等效電壓。放大器的增益使用反饋電阻設置。光電二極體經常有大量輸出電容。這需要在TIA并聯反饋電容，從而保證穩定性并提供帶寬限制減少寬帶噪聲。TIA的輸出電壓Vout，由下列公式決定：
　　Vout = Vref - Iin * Rfb
　　這里Rfb是電阻反饋，Iin是二極管電流，Vref是連接到運算放大器正極的參考電壓。
　　輸出電壓是使用一個片上模數轉換器數字化的。由于反向電流很?。〝凳畊A），ADC必須能夠分辨較小的電壓，所以需要精確的參考電壓。每一個傳感器的輸出要經過固件IIR濾波器濾波，清除任何光強度的突然變化。系統中使用一個ADC可測量到多個電壓。兩個二極管對應的數字化值不斷地比較。如果兩個值之間的差異在一個預定的門限內，面板位置保持不動。如果差超過門限，面板朝強度高的方向傾斜，直到差進入門限范圍內。這樣我們就可以定位面板朝最大光強度的方向。
　　直流電機使用MCU產生的PWM信號來驅動。PWM占空比決定電機旋轉速度。保持占空比較低，這是為了有緩慢而精確的運動。隨著面板定位好自身方向接受最強光，PWM占空比逐漸降低。一個可行的案例是一個65535 step的16位PWM。采用這樣小的step，就可以從黎明到黃昏都能準確地追蹤陽光。
　　電機運動時電流是幾十mA。MCU的GPIO不能提供足夠的源電流來驅動電機。要有一個電機驅動芯片來增大。驅動有H橋結構，其允許電機電流方向的數字控制，因此電機方向也可控制。驅動可以提供1A的電流。還要注意，跟蹤機制是這樣的，電機是定期的（每隔幾分鐘）間歇脈沖。因此，驅動電機的平均電流相當小。
　　有兩個開關連接到MCU。這些開關當面板旋轉到極限位置（東和西）時觸發，他們決定面板的最大旋轉限度。在MCU上有一個輔助實時時鐘，其保持時間跟蹤，所以一旦太陽下山，光強明顯變弱的時候，面板重新回到初始位置，面向東方。第二天，面板接著追蹤太陽并處理。