Kahe telje jälgija V2.0: 15 sammu (piltidega)

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

Veel 2015. aastal kavandasime lihtsa kaheteljelise jälgija, mida saab kasutada lõbusa õpilas- või harrastusprojektina. See oli väike, lärmakas, natuke keeruline ja tekitas palju tõeliselt veidraid kogukonna kommentaare. Nagu öeldud, saame kolm ja pool aastat hiljem ikka veel e -kirju ja telefonikõnesid inimestelt üle kogu maailma, kes soovivad luua oma.

Tänu meie algse projekti postituse, YouTube'i video ja müüdavate komplektide edule saime laia kasutajate ringilt laia tagasisidet. Suurem osa sellest on hea, osa tüütu ja üsna paljud neist, mis olid "selle asja ühendamine on tõesti kuradima keeruline, nii et palun veetke tund aega meiega telefonis, et sellest aru saada." Seda silmas pidades veetsime mitu kuud projekti algusest peale ümber, et muuta see palju sujuvamaks ja lihtsamaks tegevuseks.

Sellest üleskirjutusest leiate teavet meie täienduste kohta, kuidas päikesejälgijad töötavad, osade loendi, lingid meie avatud lähtekoodiga riistvarale, avatud lähtekoodi koodi ja lingid, kust saate paljusid neid asju osta.

Täielik avalikustamine: müüme seda projekti ja kõiki osi hariduskomplektina. Selle projekti tegemiseks ei pea te meilt midagi ostma. Tegelikult saate kasutada kõiki meie ressursse oma PCBde valmistamiseks, kohalikus Maker Space'is või ülikoolis oma puidu laseriga lõikamiseks või isegi lihtsalt hunniku papi ja kuuma liimi abil oma vinge loomingu loomiseks. See on läbi ja lõhki avatud lähtekoodiga projekt.

Andke ära: proovime 2019. aastal midagi uut. Jälgige meid juhendite, Facebooki, Instagrami ja või YouTube'i kaudu, et võita mõned tasuta osad (ainult USA elanikud). Lihtsalt likege ja kommenteerige meie selle projekti postitusi ja videoid ning järgmise kuu jooksul valime mõned võitjad. Anname ära paar partiid PCB -sid ja paar komplekti.

Samm: miks päikeseenergia jälgijad?

Päikesepaneelid on kõikjal. Need on odavad, kergesti kättesaadavad ja väga hõlpsasti kasutatavad. Kõiki YouTube'i ja isetegemise veebisaite leidub kümneid tuhandeid väikesemahulisi päikesepaneeliprojekte.

Tõenäoliselt on enamikul inimestel oma naabruskonnas paar suuremahulist päikesepaneeli tänu päikeseenergiagrupi ostude levikule ja valitsuse stiimulitele. Enamikus neist seadmetest on päikesepaneelid kinnitatud hoone katusele, mis on suunatud 45 kraadi lõuna suunas (kui see asub põhjapoolkeral). Fikseeritud päikeseenergia seadistused on vaieldamatult kõige lihtsam viis kodu või hoone toiteks, kuna need nõuavad väga vähe hooldust ja korrashoidu. Me ütleme sageli inimestele, kes meiega ühendust võtavad, et palju kuluefektiivsem on EI ehitada oma koju päikeseseiret, vaid lihtsalt lisada oma massiivi rohkem päikesepaneele.

Kuid kõige tõhusam viis energia kogumiseks ühest paneelist on päikeseseire abil. See võimaldab päikesepaneelil olla kogu päeva optimaalses asendis, mis suurendab energiatootmist üle 20%. Selline süsteem sobib ideaalselt hoonete või rajatiste jaoks, millel pole palju lamekatust, või olukordades, kus päikeseenergia on ebajärjekindel.

Esitleme aktiivset päikeseenergia jälgijat, mis liigub nii X- kui Y -teljel. Seda tüüpi süsteem kasutab päikesepaneeli õiges asendis hoidmiseks mikrokontrollerit või hästi kavandatud analoogskeemi ja andureid. Kuigi see teeb tõeliselt libeda demo, mida saate klassis taskulampi kasutades näidata, kasutab see ka palju energiat ja sellel on palju liikuvaid osi.

Kuupäevapõhine jälgija või ajastatud jälgija kasutab kuupäeva ja kellaaja teavet, et järgida määratud teed iga päev, kuna päikese liikumine on 100% etteaimatav. Üks selline näide on Instructable kasutaja pdaniel7 projekt ja see kasutab päikese väga tõhusaks jälgimiseks kahte servot uudses disainis. Seda tüüpi disaini võti on veenduda, et tarkvara on teie täpse asukoha jaoks kõige tõhusam.

Inimeste jõul töötav jälgija on inimeste toiteallikas. See võib ulatuda nii lihtsast asjast nagu inimene, kes muudab oma päikesepaneelide nurka paar korda aastas, kuni paneeli panemiseni kaaluva rihmaratta külge kinnitatud pöörlevale platvormile, mis lähtestatakse igal hommikul. Näiteks meie tuttaval kohalikul talupidajal on oma hoovis mitu PVC -torudele paigaldatud päikesepaneeli. Iga kuu muutis ta veidi nende asukohta ja nurka. See on väga lihtne ja aitab tal oma süsteemist veel paar ampsut energiat saada.

2. samm: uuendage algse kujundusega

Meie esialgne versioon puudutas rohkem füüsilist mehaanikat kui elektroonikat ja see osutus selle suurimaks languseks. Kui alustasime selle projekti ümberkujundamist, otsustasime muuta oma juhtmestikku „juhtmekimpude” lähenemisviisilt lihtsale „ühenda ja mängi” lähenemisele, kuna meie vaatajaskond kippus olema õpilane.

Esimese asjana lõime kohandatud Arduino Shieldi servode ja andurite ühendamiseks. Algses disainis kasutati üldist Arduino andurikilpi, mis töötas hästi servode jaoks, kuid mitte hästi andurite jaoks. Meie kilp ei ole üldiselt midagi erilist ja see oli disaini jaoks kõige lihtsam aspekt. (Oleme seda kasutanud ka muudes projektides, kus oli vaja ühendada lihtne andur ja servo.)

Andurite paigal hoidmiseks konstrueerisime väga lihtsa andurihoidja, mida saab kergesti puidu külge keerata. Seejärel võimaldas tihvtide päiste komplekt meil ühendada anduri trükkplaadi naissoost džempritega kilbiga. Selle seadistuse tõrkeotsing on palju lihtsam kui meie algne juhtmekimp või leivalaud.

Lõpuks vaatasime üle oma disaini ja muutsime üsna palju puitu veerandtollilt kaheksandale tollile, et kaalust alla võtta. Kuigi meil pole kunagi olnud teateid selle kohta, et inimestel oleks probleeme 9G servode põlemisega, seda vähem kaalu nad liigutasid. See vähendas ka meie kulusid ja saatmiskaalu, kuna kipume rahvusvaheliselt tarnima palju komplekte.

Samm: vajalikud osad

Selle projekti loomiseks vajate järgmisi elemente:

Tööriistad:

• Kruvikeerajad
• Arvuti
• Laserlõikur või CNC -ruuter, kui lõikate osi ise välja

Elektroonika:

• Arduino Uno
• Solar Tracker Shield (tihvtide päised ja 10 000 oomi takistid)
• Andurihoidja trükkplaat (tihvtide päised ja valgust tuvastavad takistid)
• Naissoost naissoost kaablid
• 2 x 9G suurusega metallist käigukasti servot

Riistvara:

• Laserlõigatud või CNC puidust osad
• 4 x M3 kruvi + mutrid pikkusega 14-16 mm
• 4 x suurus 2 puidukruvi 1/4 tolli pikkuses või mõned sarnase pikkusega M1 kruvid
• 21 x 8-32 kruvi 1/2 tolli pikkusega
• 1 x 8-32 3/4 tolli juures
• 1 x 8-32 kruvi pikkusega 2,5 tolli ja valikuline mutter
• 24 x 8-32 pähklit
• 4 x kummist jalad

Valikuline:

• Päikesepatarei (6V 200mA on see, mida me kasutame)
• LED -voltmeeter
• Juhe nende kahe ühendamiseks

Enamikku neist osadest on üsna lihtne leida. Kui soovite oma PCB -sid ise valmistada, saate seda teha OSHPark.com või muude PCB -teenuste kaudu. Veenduge, et nende pakutava lisatugevuse eest saate Metal Gear 9G servosid.

Lõpuks valmistame ja müüme selleks ka komplekti, mis sisaldab kõike. Müüme ka ainult puidust osi ja lihtsalt elektroonikat, kuna saime palju valikuvõimalusi. Meie komplektid on juba joodetud, sisaldavad kõiki selle projekti loomiseks vajalikke osi ja pakume klienditugi.

Aaaaaaaaa ja enne kui hakkame inimestelt palju vihaseid imelikke kommentaare saama, on see 100% avatud lähtekoodiga projekt. Tehke julgelt meie juhiseid kasutades ise.

Samm: trükkplaatide ettevalmistamine

Kui kasutate meie komplekte või osi, on kaks PCB -d teie jaoks juba joodetud.

Kui soovite end ise meikida, leiate meie PCB -failid meie GitHub Repo lehelt ja saate mõne PCB -de valmistamiseks kasutada sellist teenust nagu OSHPark. Tahvlite täitmiseks vajate ka umbes 10 000 oomi takistit, nööpnõelad ja valgust tuvastavad takistid.

Üldiselt on see aukude jootmise kaudu üsna lihtne. Kasutage kindlasti jootekolvi, mille otsas on sobiv ots.

Kilbi jootmine: jootke servo- ja anduri tihvtide päised ülespoole ja Arduino ühendusnõelte päised allapoole.

Anduri jootmine: valgust tuvastavad takistid on ülespoole, tihvtide päised allapoole.

Meil on ka trükkplaat, mis kasutab Arduino Nano, kuid seda pole testitud. Kui keegi teeb ühe neist, tahaksime seda näha!

Samm: puidust osade ettevalmistamine

Meil on õnne, et meie töökojas on nii laserlõikur kui ka CNC -ruuter, mis muudab osade lõikamise meie jaoks väga lihtsaks. Enamik inimesi peab otsima masinat oma kohalikus tegijate ruumis, ülikoolis või raamatukogus. Iga töölaua laserlõikur või CNC -ruuter saab hakkama 1/8 ja 1/4 tolli puiduga, mida me kasutame. Meil on mitu õpilasrühma selle projekti edukalt üles ehitanud käsitsi lõigatud vahtplaadi või papiga.

Üks asi, mida me EI soovita kasutada, on akrüül. See on väga raske ja tihe, mis võib kahe Servo üle käia.

Vektorjoontega PDF -failid leiate hõlpsalt meie GitHubi repost. Viska need oma eelistatud laserlõikuritarkvarasse, inkcape'i või muusse joonistustarkvarasse. Pange tähele, et meie failides on nii CUT- kui ka ETCHING -ridu.

Kui soovite seda projekti lihtsustada, võite proovida eemaldada päikesepatareide platvormi juhtiva Y -servo ja seejärel lihtsalt Y -telge käsitsi reguleerida. See muudaks selle päris vahvaks ühe telje jälgijaks.

Meil on palju taotlusi just laserlõigatud puitdetailide jaoks. Müüme neid oma veebisaidil lisavarustusena ja saadame kindlasti kaasa ka kõik sobivad kruvid.

Samm: kinnitage X servo, jalad ja alus

Märkus. Selle projekti kokkupanemiseks on palju võimalusi ja selle koostamise järjekord pole tegelikult oluline. Kui soovite vaadata mõnda joonekunsti stiilis juhist, saate seda teha meie veebisaidi juhistega.

Ehitamise esimene samm on kinnitada üks servodest Circle Servo Mount.

Kasutage servoga kaasas olevaid kruvisid ja kinnitage see puidust detaili põhja. See on külg, millel pole söövitamist.

Seejärel kinnitage neli jalga ühe 8-32 kruvi ja mutriga. Ärge keerake neid lõpuni sisse, jätke mõni kõndimisruum.

Lõpuks ühendage neli jalga suure puidust Project Base tükiga veel nelja 8-32 kruvi ja mutriga. Kui need on kindlalt kinnitatud, keerake Circle Servo kinnituse ülejäänud neli kruvi kinni.

See oleks ka hea aeg panna oma Project Base'i puitdetaili põhja kummist jalad, et kruvid ei kriimustaks teie lauda.

Samm: kinnitage Y servo ja ehitage keskus

Keskosade ehitamiseks kasutage ülaltoodud diagrammi.

Kinnitage servo kaasasolevate kruvide abil. Pole tähtis, millist puidust detaili külge te kasutate, vaid see, et servo korpus on suunatud sissepoole.

Seejärel ühendage lõdvalt kaks pikka ristkülikutükki ja kaks pika kruvi juhikut.

Samm: kinnitage servosarved

Märkus. See on selle ehituse vaieldamatult kõige tüütum osa. Kui murrate servosarve, ärge muretsege, teil on lisavõimalus põhjusel.

Kinnitage üks X -kujulistest servosarvedest, mis on teie servoga kaasas, suurele ringjoonele. Te keerate selle alumisse külge, mis on külg ilma söövitamata. Selleks kasutage kahte väikest puidukruvi nr 2.

Tehke sama asja ühe kahe kolmnurga tiivaga, kasutades teist servosarve.

Samm: ühendage keskus ja baas, avage X Servo

Ühendage äsja sarve külge kinnitatud keskringi tükk ja ühendage see Y -servokeskuse osadega. Ühendage tükid ja kasutage koos hoidmiseks nelja 8-32 kruvi ja mutrit.

Seejärel asetage see alusele, kasutades ühenduspunktina servosarve. ÄRGE keerake seda veel oma kohale.

X Servo kohaletoimetamine

Kasutades nüüd servoga ühendatud servosarve, pöörake servot päripäeva. (Selle jaoks saate kasutada ka ühte servasarve, mis jääb üle.)

Võtke keskus üles ja asetage see kõige kaugemale vastupäeva asendisse. Kasutage võrdluspunktina projektibaasi nurka.

Lõpuks kasutage sarve servosse keeramiseks väga väikest kruvi, mis oli teie servoga kaasas. Kui võimalik, aitab magnetilise otsaga kruvikeeraja olemasolu.

Samm: näo ehitamine, Y -servo avamine ja kõik ühendamine

Kõigepealt keerake anduri trükkplaat esiplaadile, kasutades oma pool tolli (või 3/4 tolli) 8-32 mutrit ja kruvi. Seejärel kinnitage kaks vaheseina selle ümber, kasutades rohkem 8-32 kruvi.

Seejärel keerake kaks kolmnurga tiiba esiplaadile.

Veenduge, et tiib, millel on servosarv, vastab teie Y -telje servo kohale.

Servo kohaletoimetamine

Me teeme siin sama asja. Pöörake servo servosarve abil päripäeva lõpuni.

Seejärel kinnitage kogu esiplaat nii, et see oleks peaaegu vertikaalne, kuid ei lööks kokku teiste puitdetailidega.

Kõigi ühendamine

2,5 -tolline kruvi ühendab näoplaadi ühe külje keskusega suure laserlõikeava kaudu.

Seejärel keerake sarv Y -telje servosse teise väga väikese servokruvi abil.

Samm: kinnitage Arduino ja ühendage juhtmed

Lõpuks peame kruvima oma Arduino alusplaadi külge, kasutades mõnda M3 kruvi ja mutrit. Tavaliselt kasutame ainult kahte kruvi, kuid lisasime augud neljale. Seejärel kinnitage kilp Arduino külge.

Ühendage servod kilbiga. Ühendage horisontaalne servo kindlasti X -telje ühendusega ja vertikaalne servo Y -telje ühendusega.

Ühendage viis ühendust anduri trükkplaadi ja kilbi vahel, mõlemad on märgistatud. Ühendage kõik neli juhtmest.

Märkus. Kui teil tekib probleeme, on see tingitud sellest, et ühendasite midagi valesti. Kahtluse korral kontrollige anduri juhtmeid ja kontrollige, kas teie servod on õiges kohas.

12. toiming: koodi üleslaadimine

Meie kood on üsna lihtne. See võrdleb iga nelja valgust tuvastavat takistit tabavat valgust ja püüab need ühtlaseks muuta. See on ka väga ebaefektiivne viis asju ajada ja see ei sobi mingil juhul suuremate projektide jaoks. Selle koodi suurim eelis on see, et seda on huvitav vaadata. Jälgija jälgib taskulampi väga hõlpsalt. Suurim negatiivne külg on see, et see pole eriti täpne ja kui jätate terve päeva päikese kätte, ei liigu see väga tihti. Saate koodi tundlikumaks muuta, kuid see on palju katseid ja vigu.

Kui soovite kirjutada oma koodi või proovida midagi muud, on see suurepärane! Jagage kindlasti linki selle kohta kommentaarides.

Ametliku Arduino tarkvara abil laadige see kood Arduinosse üles.

Kui teie servod ja andurid on ühendatud, näete, et see tõmbub asendisse „Kodu“, peatage sekund ja seejärel liikuge uuesti.

13. samm: tavalised küsimused ja vastused

Tavalised probleemid, millega inimesed meile helistavad.

Q1) See on päikese käes ja ei tööta! Milline rebimine

A1) Kas see on ühendatud USB -toiteallikaga? Jälgija ei ole isetoitev ja töötab täielikult Arduinosse sisenevast USB -kaablist.

Q2) Pea lööb ägedalt teistesse osadesse või kehasse

A2) Peate servod uuesti kodustama. Peame andma servole piirid. (Seda saab teha ka koodis)

Q3) See ei liigu väga palju, kuidas seda muuta?

A3) Proovige taskulampi kasutada vähese valgusega ruumis. Väljas päikesevalguse käes võib see olla ülekoormatud.

Q4) Minu Arduinot ei laadita üles. Mida ma valesti teen?

A4) Veenduge, et teie Arduino jaoks oleksid draiverid installitud, veenduge, et olete tahvlite loendist valinud Arduino Uno, veenduge, et olete valinud õige sidepordi.

Q4) See on täielik rebimine! Kuidas sa julged komplekti eest nii palju küsida! Te kutid imed

A4) Täname selle mõistva kommentaari eest, kuigi see pole küsimus, kas tulite siia YouTube'ist? Jah, me võtame komplekti versiooni eest raha, kuid anname teile kõik vajalikud komponendid ja pakume teile tõelist, reaalajas kliendituge. Kui te ei soovi seda meilt osta, tehke see ise meie avatud lähtekoodiga failide ja selle kasutusjuhendi abil.

14. samm: kaunistused

Selle projekti Kit -versiooni koostamisel kaasame ka 6V 200mA päikesepatarei ja odava LED -volti. See väike päikesepatarei ei tee palju, kuid saate selle kohta andmeid saada.

Tavaliselt kinnitame päikesepatarei näo külge takja- või vahtteibiga. Pidage meeles, et kuigi te saaksite sellele projektile tehniliselt kinnitada hiiglasliku päikesepaneeli, purustaksite selle koheselt. Liiga suur päikesepatarei lisaks ka servodele lisakoormust. (Suuremad jälgijad sooviksid kasutada hammasülekandega samm -mootorit.)

Meie laserlõigatud failidest leiate lihtsa LED-voltmõõturi hoidja, mille saab aluse külge kinnitada veel kahe 8-32 kruvi abil. Voltmõõturi ühendamiseks päikesepatareiga kasutame traatmutreid. Seda tüüpi voltmeetreid toidab nende allikas, antud juhul päikesepatarei. Must traat negatiivsesse, punane ja valge traat positiivseks.

Samm: nautige

Loodame, et see värskendus aitab paljusid inimesi välja ja tekitab veelgi rohkem inimesi huvi oma töölaua päikese jälgija loomise vastu. Kui teil on küsimusi, kommentaare või loote oma, postitage kommentaar allpool. Meile meeldib näha, milliseid lõbusaid variatsioone inimesed välja mõtlevad.

Kui olete huvitatud mõnest meie osast või tarvikust, hankige need saidilt BrownDogGadgets.com. Ja nagu oleme korduvalt öelnud, on see avatud lähtekoodiga projekt, seega kasutage julgelt oma osi ja tarvikuid nii palju kui soovite.