Saules izsekošanas ierīce: 25 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-06-01 06:09

Veicot šīs darbības, jūs varēsit izveidot un ieviest saules paneli, kas pielāgo tā novietojumu atbilstoši saulei. Tas ļauj maksimāli uzņemt enerģijas daudzumu visas dienas garumā. Ierīce spēj uztvert gaismas stiprumu, ko tā saņem, izmantojot divus fotorezistorus, un tā izmanto šo informāciju, lai izlemtu, kādā virzienā tai jābūt vērstai.

Mācību mērķi

• Uzziniet par maizes dēļa vadu pievienošanu
• Uzziniet, kā veikt pamatfunkcijas (augšupielādēt/inicializēt kodu) Arduino
• Uzziniet par dažādām elektriskajām sastāvdaļām
• Uzziniet, kā var uzlabot alternatīvās enerģijas ražošanu

Tā kā šis ir klases projekts, mēs vēlamies pievērsties dažiem ITEEA Tehnoloģiskās pratības standartiem (STL). Mēs vēlamies, lai studenti mācītos no šī projekta:

16. standarts: enerģētika un enerģijas tehnoloģijas

Visu pilsoņu pienākums ir saglabāt enerģijas resursus, lai nodrošinātu, ka nākamajām paaudzēm būs pieejami šie dabas resursi. Lai izlemtu, kādus energoresursus turpmāk attīstīt, cilvēkiem ir kritiski jāizvērtē dažādu energoresursu izmantošanas pozitīvā un negatīvā ietekme uz vidi.

6. - 8. Klase Energosistēmas tiek izmantotas, lai virzītu un nodrošinātu vilces spējas citām tehnoloģiskām sistēmām Liela daļa mūsu vidē izmantotās enerģijas netiek izmantota efektīvi.

9. - 12. Klase Enerģiju var iedalīt galvenajās formās: siltuma, starojuma, elektriskā, mehāniskā, ķīmiskā, kodolenerģijas un citas. Enerģijas resursi var būt atjaunojami vai neatjaunojami. Energosistēmām ir jābūt enerģijas avotam, procesam un slodzēm.

Izmaksu aprēķins ir paredzēts saules paneļu komplektam (50 ASV dolāri), Arduino komplektam (40 ASV dolāri) un dažādām Lego daļām (25 ASV dolāri) par kopējo summu 115 ASV dolāri par visām jaunajām daļām.

1. darbība: atbalsta bāze

Paņemiet četrus no šiem 1x16 (15 caurumu) lego klucīšiem un salieciet tos kopā, kā parādīts otrajā attēlā

2. solis: grozāms stiprinājums

Tiks izgatavotas divas no šīm sastāvdaļām, tāpēc dubultojiet nepieciešamās sastāvdaļas un otrādi apgrieziet tās.

Paņemiet vienu no šiem pelēkajiem gabaliņiem, vienu melnu "H" savienotāju un vienu savienojošo tapu ar plus tapu vienā pusē un apaļu tapu otrā.

Izveidojiet komponentu, kā parādīts otrajā attēlā, un izveidojiet otro pretējā pusē otrādi.

3. darbība: apvienojiet 1. un 2. darbību

Salieciet pamatni un iepriekšējos stiprinājumus, kā parādīts attēlā

4. solis: Saules paneļa pamatne

Dublējiet šos daudzumus un mainiet konstrukciju pretējā pusē.

Paņemiet vienu 11x1 savienotāja stieni, divus leņķiskos gabalus un 8 apaļus savienojošos gabalus.

Salieciet, kā parādīts otrajā attēlā.

5. solis: saules paneļa slots

Dublēta konstrukcija.

Izmantojiet četrus 90 grādu savienotājus, divus 15x1 savienojošos stieņus un divus 9x1 savienojošos stieņus un salieciet, kā parādīts otrajā attēlā

6. darbība: stabilitātes savienotāji

Dublēta konstrukcija.

Paņemiet divus 90 grādu savienotājus un 13x1 savienotāja stieni un salieciet tos kopā, kā parādīts otrajā attēlā.

7. solis: Saules paneļa turēšanas mezgls

Paņemiet iepriekš uzbūvētās detaļas un salieciet.

8. solis: saules paneļa ieroči

Pievienojiet H savienotāju un L savienotāju, kā parādīts otrajā attēlā.

9. solis: Saules paneļa ieroču turp

Izmantojot citu L savienotāju un divas atsevišķas tapas, pievienojiet tās, kā parādīts attēlā.

10. solis: Saules paneļa ieroču turp

Tālāk jums vajadzētu paķert citu L savienotāju, vienu ar īsāku pamatni un vēl divus tapas, kā arī savienot tos.

11. solis: Saules paneļa ieroču turp

Tagad montāžai pievienosit taisnu gabalu un vēl divas tapas, kā parādīts attēlā.

12. solis: Saules paneļa ieroču turp

Rokas salikšanas pēdējā posmā pievienojiet pēdējo L gabalu, kā parādīts attēlā. Šis gabals būs vērsts uz augšu, lai palīdzētu noturēt saules paneli.

13. solis: pievienojiet daļu montāžai

Pievienojiet tikko izveidoto daļu montāžai, kā parādīts attēlos. Pēc tam izveidojiet vēl vienu līdzīgu un pievienojiet to otrai pusei.

14. solis: bāze

Izmantojot attēlos redzamos gabalus, jūs saliksit vienādus gabalus, kas kalpos par pamatu saules izsekotājam. Pēc salikšanas pievienojiet tos, kā parādīts attēlā.

15. solis: montāžas pagriešana

Lai montāža varētu griezties, mums apakšā jāpiestiprina vēl viens gabals, kas to darīs. Izveidojiet kvadrātu, izmantojot 4 gabalus, kā parādīts instrukcijā, un pievienojiet savienotājus, kā parādīts attēlā.

16. solis: Saules paneļa ievietošana

Lai ievietotu saules paneli, iespējams, būs jānoņem viena no rokām. Vienkārši noņemiet vienu, iebīdiet paneli un pievienojiet to no jauna.

17. solis: Servomotora piestiprināšana

Izmantojot izkārtotos gabalus, izveidojiet montāžu, kā parādīts attēlā.

18. darbība:

Jums vajadzētu piestiprināt šo nākamo gabalu, izmantojot vadu vai kaut ko līdzīgu, lai to nostiprinātu.

19. darbība:

Pievienojiet jaunizveidoto mezglu kopējam mezglam, kā parādīts attēlā. Tas palīdzēs izvietot servomotoru.

20. solis: pievienojiet fotorezistorus vadiem

Pievienojiet katra fotorezistora galus vadiem, kā parādīts attēlā.

21. solis: montāžai pievienojiet fotorezistorus

Izmantojot lenti vai citu līmi, piestipriniet fotorezistorus pie katra mezgla gala, kā parādīts attēlā.

22. darbība: apkopojiet elektroniskās detaļas

Pirms sākat elektrisko montāžu, pārliecinieties, ka jums ir redzamas visas detaļas vai to ekvivalents.

-Arduino: Uno R3 kontroliera padome

-9x Jumper vadi

-4x Dupont vadi no sievietēm līdz vīriešiem

-1x 9V akumulators

-1x akumulatora piestiprināmā savienotāja skava

-2x 1K omi rezistori

-2x fotorezistors (fotoelements)

-1x servomotors (SG90)

Visas sastāvdaļas ir viegli pieejamas Elegoo Super sākuma komplektā

23. darbība: piestipriniet servomotoru

Pievienojiet servomotoru maizes dēlim un Arduino, kā parādīts attēlā. Brūnais vads ir negatīvs, sarkanais vads ir pozitīvs, un dzeltenais vads ir servo vadība.

24. solis: vadu fotorezistori

Pievienojiet fotorezistorus maizes plāksnei, kā parādīts attēlā. Pēc tam ievietojiet elektrisko bloku pamatnē, kā parādīts attēlā.

25. darbība: ielādējiet kodu

Lietošanai ir iekļauta koda PDF kopija, kā arī faktiskais Arduino programmas fails. Servo bibliotēka ir iekļauta, un pirms koda apkopošanas tā būs jāsaglabā datorā.

Tālāk ir sniegta mūsu koda teksta kopija; tas izskatās šķebinoši, jo trūkst formatējuma, kad tas tika ielīmēts, taču tam vajadzētu apkopot.

// Saules izsekotājs // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 2018. gada 3. decembris/ * * Šī programma ir rakstīta, lai kontrolētu vienkāršu vienas ass saules izsekotāju. * Programma mēra mainīgu pretestību no diviem fotorezistoriem, viens abās saules paneļa pusēs. * Reālajā pasaulē abi rezistori atkarībā no saules stāvokļa noteiktu, kādā virzienā pagriezt saules paneli - austrumus vai rietumus, lai maksimāli palielinātu elektroenerģijas alternatīvās enerģijas ražošanu. */// Jums būs jāiekļauj pievienotā servo pakotne, lai Arduino zinātu, kā kontrolēt savas funkcijas #include // izveidot servo objektu, lai kontrolētu servo Servo myservo; // mainīgais, lai saglabātu servo pozīciju int pos = 90; // uzskaitīt tapas fotoelementu rezistoriem int austrumos = 0; int rietumi = 1; // salīdzināmās fotoelementu vērtības int eastRead; int westRead; // uz kuru pusi jāgriežas saules panelim? int kompass = -1; void setup () {// piestiprina 9. tapu servo servo objektam myservo.attach (9); // Inicializē servo līdz 90 grādiem, tā diapazona vidū myservo.write (90); // Ļauj lietotājam novietot servo uz stiprinājuma 5000 ms vai 5 sekunžu aiztures laikā (5000);

// Startē sērijas monitoru pārbaudes nolūkos Serial.begin (9600); } void loop () {// Nosaka vērtības no fotoelementu rezistoriem eastRead = analogRead (austrumi); westRead = analogRead (rietumi); // Vai saules panelim ir jāgriežas austrumu virzienā? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("Austrumi"); // Iestata mainīgo, lai pagrieztu servo pret austrumu kompasu = 0; } // Vai saules panelim ir jāgriežas Rietumu virzienā? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("Rietumi"); // Iestata mainīgo, lai pagrieztu servo pret Rietumu kompasu = 1;

} // Zemāk grupa if (kompass == 0) {grādu pielaide, ja (5 <= pos && pos <= 175) {// Atņem 1 no mainīgā "pos" un pārraksta veselu skaitli pos -= 1; // Iestata servo pozīciju myservo.write (pos); } Sērijas.println (poz); } // Zemāk esošā koda grupa pagriež saules paneli uz rietumiem, ja (kompass == 1)

kods pagriež saules paneli uz austrumu pozīciju, ir no 5 līdz 175 // 0 un 180 ir servo maksimālās vērtības, un tam ir 5

// Ja servo

{// Ja servo pozīcija ir no 5 līdz 175 // 0 un 180 ir servo maksimālās vērtības un tai ir 5 grādu pielaide, ja (5