Automātiska saules izsekotāja izveide ar Arduino UNO: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Saules enerģija kļūst arvien izplatītāka visā pasaulē. Pašlaik tiek pētītas daudzas metodes, lai saules paneļi ražotu vairāk enerģijas, samazinot mūsu paļaušanos uz fosilo kurināmo un oglēm. Viens veids, kā to izdarīt, ir paneļu pārvietošana, vienmēr vērsta pret sauli debesīs. Tas ļauj optimāli savākt enerģiju, padarot saules paneļus efektīvākus.

Šajā pamācībā tiks apskatīts, kā darbojas saules izsekotāji, un ieviesīs šādu metodi saules izsekotāja prototipā, izmantojot Arduino UNO.

1. darbība. Kā darbojas Saules izsekotāji

Saules izsekotāja vadībai tiek izmantotas 3 galvenās metodes. Pirmais ir pasīvās kontroles sistēma, bet pārējās divas ir aktīvās vadības sistēmas. Pasīvi kontrolētajā saules izsekotājā nav sensoru vai izpildmehānismu, bet tas maina savu stāvokli, pamatojoties uz saules siltumu. Izmantojot gāzi ar zemu viršanas temperatūru traukā, kas uzstādīts uz eņģēm tā vidū, līdzīgi kā zāģzāģim, saules panelis var mainīt savu pozīciju, pamatojoties uz saules siltuma virzienu.

Aktīvās sistēmas ir nedaudz atšķirīgas. Abiem ir nepieciešama apstrādes sistēma, kā arī izpildmehānismi paneļu pārvietošanai. Viens veids, kā aktīvi kontrolēt saules paneļus, ir pārraidīt Saules stāvokli uz paneļiem. Pēc tam paneļi orientējas šajā pozīcijā debesīs. Vēl viena metode ir izmantot sensorus, lai noteiktu saules stāvokli. Izmantojot gaismas atkarīgos rezistorus (LDR), ir iespējams noteikt dažādus gaismas līmeņus. Pēc tam šos sensorus izmanto, lai noteiktu, kur saule atrodas debesīs, ļaujot panelim pareizi orientēties.

Šajā instrukcijā mēs izmantosim aktīvo vadības sistēmu, kuras pamatā ir sensori.

2. darbība: sistēmas shēmas/komponenta pārskats

Kā šī sistēma darbojas, ir parādīts iepriekš redzamajos attēlos. Katrā sadalītāja pusē būs 1 no gaismas atkarīgs rezistors. Šis dalītājs metīs ēnu uz sensora vienā paneļa pusē, radot krasu atšķirību starp abiem sensora rādījumiem. Tas liks sistēmai virzīties uz gaišāko pusi, lai izlīdzinātu sensora rādījumus, optimizējot saules paneļa stāvokli. Divu asu saules izsekotāja gadījumā var izmantot to pašu principu ar 3 sensoriem, nevis diviem (1 pa kreisi, 1 pa labi, 1 apakšā). Kreiso un labo sensoru var aprēķināt vidēji, un šo rādījumu var salīdzināt ar apakšējo sensoru, lai noteiktu, cik daudz panelim jāpārvietojas uz augšu vai uz leju.

Pārskats par galvenajām sastāvdaļām

Arduino UNO: Šis ir šī projekta mikrokontrolleris. Tas nolasa sensoru datus un nosaka, cik daudz un kādā virzienā serviem jāgriežas.

Servo: Tie ir izpildmehānismi, kas izmantoti šim projektam. Tos ir viegli kontrolēt un tie ir ļoti precīzi, padarot tos ideālus šim projektam.

No gaismas atkarīgie rezistori (LDR): tie ir mainīgi rezistori, kas nosaka gaismas līmeni. Tos izmanto, lai noteiktu saules stāvokli debesīs.

3. darbība: materiāli/aprīkojums

Materiāli, kas izmantoti šī projekta izveidošanai, ir:

1. Arduino UNO
2. 2 Servo
3. 3 no gaismas atkarīgi rezistori (LDR)
4. 3 10 kΩ rezistori
5. Popsicle spieķi
6. Kartons

Šim projektam tiek izmantoti šādi rīki:

1. Lodāmurs
2. Lente
3. Šķēres
4. Komunālais nazis
5. Karstās līmes pistole

4. solis: shēmas shēma

Iepriekš ir shematiska shēma, ko izmanto, lai savienotu saules sekotāju.

Piespraudes savienojumi:

Kreisais fotorezistors

1. tapa - 3.3V

2. tapa - A0, GND (10k omu rezistors starp tapu 2 un GND)

Labais fotorezistors

1. tapa - 3.3V

2. tapa - A1, GND (10k omu rezistors starp tapu 2 un GND)

Apakšējais fotorezistors

1. tapa - 3.3V

2. tapa - A2, GND (10k omu rezistors starp tapu 2 un GND)

LR Servo

Signāls - 2

Zeme - GND

VCC - 6 V akumulators

TB servo

Signāls - 3

Zeme - GND

VCC - 6 V akumulators

Arduino spēks

VIN - 6 V akumulators

GND - 6 V akumulators GND

5. solis: montāža

Pēc ķēdes lodēšanas uz perf dēļa (tā vietā izmantojiet maizes dēli), ir pienācis laiks ierīces salikšanai. Es izmantoju kartonu un putupolistirola bloku, lai izveidotu izsekotāja pamatni un paneļa turētāju, kā arī sadalītāju sienu sensoriem, izmantojot popsicle nūjas. Šis solis ir atkarīgs no jums. Mēģiniet eksperimentēt ar dažādiem sadalītāju sienu garumiem, augstumiem un formām, kā arī sensoru izvietojumu, lai redzētu, kā tas ietekmē ierīces izsekošanas iespējas.

6. darbība: programmatūra

Tagad, kad montāža ir pabeigta, ir pienācis laiks izveidot programmatūru ierīcei. Arduino skice ir pievienota zemāk.

7. darbība: programmatūras blokshēma

Šeit ir blokshēma par ierīces darbību.

8. solis: Secinājums

Ja ieslēdzat ierīci un paneli spīd spoža gaisma, izsekotājs orientēsies tieši pret gaismu. Tālāk pievienoju projekta testa video. Es ceru, ka jums patika šis projekts! Jūtieties brīvi uzdot jebkuru jautājumu komentāru sadaļā, un es centīšos uz tiem atbildēt. Paldies!