Automaatse päikesejälgija ehitamine Arduino UNO -ga: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Päikeseenergia on kogu maailmas üha enam levinud. Praegu uuritakse paljusid meetodeid, mille abil päikesepaneelid toodavad rohkem energiat, vähendades meie sõltuvust fossiilkütustest ja kivisöest. Üks võimalus seda teha on panna paneelid liikuma, alati taevas päikese poole. See võimaldab optimaalset energia kogumist, muutes päikesepaneelid tõhusamaks.

Selles juhendis uuritakse, kuidas päikesejälgijad töötavad, ja rakendatakse selline meetod päikese jälgija prototüübiks, kasutades Arduino UNO -d.

Samm: kuidas päikeseenergia jälgijad töötavad

Päikeseenergia jälgija juhtimiseks kasutatakse kolme peamist meetodit. Esimene neist on passiivjuhtimissüsteem ja teised kaks on aktiivsed juhtimissüsteemid. Passiivselt juhitav päikese jälgija ei sisalda andureid ega täiturmehhanisme, kuid muudab oma asukohta Päikeselt saadava kuumuse põhjal. Kasutades madala keemistemperatuuriga gaasi anumas, mis on keskel asetatud hingedele, sarnaselt saega, saab päikesepaneel muuta oma asukohta Päikeselt tulevast soojusest lähtuvalt.

Aktiivsed süsteemid on natuke erinevad. Mõlemad nõuavad paneelide liigutamiseks töötlemissüsteemi ja täiturmehhanisme. Üks võimalus päikesepaneelide aktiivseks juhtimiseks on edastada Päikese asukoht paneelidele. Seejärel orienteeruvad paneelid sellesse asendisse taevas. Teine meetod on kasutada päikese asukoha tuvastamiseks andureid. Valgusõltuvate takistite (LDR) abil on võimalik tuvastada erinevaid valgustasemeid. Neid andureid kasutatakse seejärel selleks, et määrata, kus päike taevas asub, võimaldades paneelil end õigesti orienteerida.

Selles juhendis kasutame anduripõhist aktiivjuhtimissüsteemi.

2. samm: süsteemiskeemi/komponentide ülevaade

Kuidas see süsteem töötab, on näidatud ülaltoodud piltidel. Jaguri mõlemal küljel on 1 valgust sõltuv takisti. See jagaja heidab varju paneeli ühel küljel asuvale andurile, luues drastilise erinevuse kahe anduri näidu vahel. See ajendab süsteemi liikuma heledama poole poole, et ühtlustada andurite näitu, optimeerides päikesepaneelide asukohta. Kaheteljelise päikesejälgija puhul saab sama põhimõtet kasutada, kuna kahe anduri asemel on 3 andurit (1 vasakul, 1 paremal, 1 all). Vasaku ja parema anduri saab keskmistada ning seda näitu saab võrrelda alumise anduriga, et määrata, kui palju paneel peab üles või alla liikuma.

Peamiste komponentide ülevaade

Arduino UNO: See on selle projekti mikrokontroller. See loeb andurite andmeid ja määrab, kui palju ja mis suunas servod peavad pöörama.

Servo: need on selle projekti jaoks kasutatavad ajamid. Neid on lihtne juhtida ja need on väga täpsed, mistõttu on need selle projekti jaoks ideaalsed.

Valgusõltuvad takistid (LDR): need on muutuvad takistid, mis tuvastavad valguse taseme. Neid kasutatakse päikese asukoha määramiseks taevas.

3. samm: materjalid/seadmed

Selle projekti ehitamiseks on kasutatud järgmisi materjale:

1. Arduino UNO
2. 2 servot
3. 3 valgust sõltuvad takistid (LDR)
4. 3 10k oomi takistit
5. Popsicle pulgad
6. Papp

Selle projekti loomiseks kasutatakse järgmisi tööriistu:

1. Jootekolb
2. Lint
3. Käärid
4. Kasulik nuga
5. Kuum liimipüstol

4. samm: vooluahela skeem

Eespool on skemaatika, mida kasutatakse päikesejälgija ühendamiseks.

Pin ühendused:

Vasakpoolne fototakisti

Pin 1 - 3.3V

Tihvt 2 - A0, GND (10 kΩ takisti pin 2 ja GND vahel)

Õige fototakisti

Pin 1 - 3.3V

Tihvt 2 - A1, GND (10 kΩ takisti pin 2 ja GND vahel)

Alumine fototakisti

Pin 1 - 3.3V

Tihvt 2 - A2, GND (10 kΩ takisti pin 2 ja GND vahel)

LR Servo

Signaal - 2

Maa - GND

VCC - 6 V aku

TB servo

Signaal - 3

Maa - GND

VCC - 6 V aku

Arduino Power

VIN - 6 V aku

GND - 6 V aku GND

Samm: kokkupanek

Pärast vooluahela jootmist perf -plaadile (kasutage selle asemel julgelt leivaplaati) on aeg seade kokku panna. Traktori jaoks aluse ja paneelihoidja loomiseks kasutasin papist ja vahtpolüstüroolist plokki, samuti popsicle pulga abil anduritele vaheseina. See samm on teie otsustada. Proovige katsetada erinevate vaheseinte pikkuste, kõrguste ja kujuga ning anduri paigutusega, et näha, kuidas see mõjutab seadme jälgimisvõimet.

6. samm: tarkvara

Nüüd, kui kokkupanek on lõpule jõudnud, on aeg seadme jaoks tarkvara luua. Arduino visand on lisatud allpool.

7. samm: tarkvara vooskeem

Siin on vooskeem selle kohta, kuidas seade töötab.

8. samm: järeldus

Kui lülitate seadme sisse ja panete paneelile ereda valguse, orienteerub jälgimisseade otse valguse poole. Lisasin projekti testvideo allpool. Loodan, et teile meeldis see projekt! Küsige julgelt kõiki küsimusi kommentaaride jaotises ja proovin neile vastata. Tänan!