太阳光具有分布广泛、环境友好、储量巨大等优点，太阳光跟踪系统自二十世纪六十年代首次被研发出来后，经过了数十年的发展，已经发展的较为成熟，成为了现代能源产业的重要支柱。太阳光跟踪系统是一种利用太阳能的重要方式，可以控制太阳能电池板跟踪太阳移动，提高太阳能电池板的发电效率，该系统具有极大的研究意义和实际应用价值。本课题组围绕太阳光跟踪系统展开研究，旨在研究并开发一套新型太阳光跟踪系统，即球面探测器阵列系统。

本课题组自主研发的球面探测器阵列系统将传感器与太阳光控制系统分开，只需一组传感器，便能控制多组太阳光跟踪系统，结构简单，通用性强，极大降低了成本。

为了实现对太阳光的跟踪，首先要将球面探测器阵列与双轴舵机的角度统一，本工作首先绘制出两种模型的结构，并通过数学计算将角度化简。计算结果如图所示。其中，图中红色四边形代表光电探测器，等式左面为球面探测器阵列模型，右面为双轴舵机模型。

我们基于课题的问题自主研发了一套球面探测器阵列系统。球面探测器阵列系统的电路架构由球面探测器阵列，程控放大器，单片机核心板，采样电路以及电源组成。可以看到，太阳光被球面探测器阵列的光电探测器采集，并通过程控放大器进行放大后输入到单片机核心板中进行排序，排序完成后将最大电压值通过无线透传模块发送到舵机控制电路的单片机中，单片机控制舵机依据接收的电压值进行旋转，完成对太阳的跟踪。

全部电路设计搭建完成后，该系统将进行室外测试。为体现球面探测器阵列一对多的控制能力，测试时使用了两组舵机驱动的太阳能电池板，测试环境还包含了一套静止不动的太阳能电池板作为参考。

球面探测器阵列系统实时工作状态如图所示，可以看到随着时间的推移，舵机驱动装置的太阳能电池板的旋转角度有了非常明显的变化，这表明球面探测器阵列始终跟随着太阳光，证明整个系统可以成功实现对太阳光的跟踪，完成了课题目标。

球面探测器阵列系统测试结果如图所示，可以看到舵机控制的太阳能电池板发电功率相较于参考太阳能电池板有了显著的提高，证明球面探测器阵列系统可以提高太阳能电池板的发电功率。