Izdelava samodejnega sončnega sledilnika z Arduino UNO: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Sončna energija postaja vse bolj razširjena po vsem svetu. Trenutno se raziskuje veliko metod, s katerimi bi sončne celice proizvedle več energije, kar bi zmanjšalo našo odvisnost od fosilnih goriv in premoga. Eden od načinov za to je, da se plošče premikajo in so vedno obrnjene proti soncu na nebu. To omogoča optimalno zbiranje energije, zaradi česar so sončne celice učinkovitejše.

Ta Instructable bo preučil, kako delujejo sončni sledilci, in takšno metodo implementiral v prototip solarnega sledilnika z uporabo Arduino UNO.

1. korak: Kako delujejo sončni sledilci

Za nadzor sončnega sledilnika se uporabljajo 3 glavne metode. Prvi je pasivni nadzorni sistem, druga dva pa aktivna krmilna sistema. Pasivno krmiljen solarni sledilnik ne vsebuje senzorjev ali aktuatorjev, vendar spremeni svoj položaj glede na toploto Sonca. Z uporabo plina z nizkim vreliščem v posodi, nameščeni na tečajih na sredini, podobno kot žaga, lahko sončna plošča spremeni svoj položaj glede na smer toplote od Sonca.

Aktivni sistemi so nekoliko drugačni. Oboje zahteva sistem za obdelavo in pogone za premikanje plošč. Eden od načinov za aktivno krmiljenje sončnih celic je prenos sončnega položaja na plošče. Plošče se nato orientirajo na ta položaj na nebu. Druga metoda je uporaba senzorjev za zaznavanje položaja sonca. Z uporabo svetlobno odvisnih uporov (LDR) je mogoče zaznati različne ravni svetlobe. Ti senzorji se nato uporabijo za ugotavljanje, kje je sonce na nebu, kar omogoča, da se plošča ustrezno orientira.

V tem navodilu bomo uporabili senzorski sistem aktivnega nadzora.

2. korak: sistemski diagram/pregled sestavnih delov

Kako deluje ta sistem, je prikazano na zgornjih slikah. Na vsaki strani delilnika bo 1 svetlobno odvisen upor. Ta razdelilnik bo senzor na eni strani plošče zasenčil in ustvaril drastično razliko med obema odčitkoma senzorja. To bo sistem spodbudilo, da se premakne proti svetlejši strani, da izenači odčitke senzorjev in optimizira položaj sončne celice. V primeru 2 -osnega sončnega sledilnika se lahko uporabi isti princip, pri katerem so namesto dveh nameščeni 3 senzorji (1 na levi, 1 na desni, 1 na dnu). Levi in desni senzor je mogoče povprečiti, ta odčitek pa lahko primerjamo s spodnjim senzorjem, da ugotovimo, koliko se mora plošča premakniti navzgor ali navzdol.

Pregled glavnih komponent

Arduino UNO: To je mikrokrmilnik za ta projekt. Prebere podatke senzorja in določi, koliko in v katero smer se morajo servomotorji obrniti.

Servo: To so aktuatorji, uporabljeni za ta projekt. So enostavni za nadzor in zelo natančni, zato so kot nalašč za ta projekt.

Upori, odvisni od svetlobe (LDR): To so spremenljivi upori, ki zaznavajo raven svetlobe. Uporabljajo se za določanje položaja sonca na nebu.

3. korak: Materiali/oprema

Za izdelavo tega projekta so uporabljeni naslednji materiali:

1. Arduino UNO
2. 2 servomotorja
3. 3 svetlobno odvisni upori (LDR)
4. 3 10k ohmski upori
5. Palčke za popsicle
6. Karton

Za izdelavo tega projekta so uporabljena naslednja orodja:

1. Spajkalnik
2. Trak
3. Škarje
4. Pomožni nož
5. Pištola za vroče lepilo

4. korak: Shema vezja

Zgoraj je shema, ki se uporablja za povezovanje sončnega sledilnika.

Pin povezave:

Levi foto upor

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A0, GND (10k ohmski upor med Pin 2 in GND)

Desni foto upor

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A1, GND (10k ohmski upor med Pin 2 in GND)

Spodnji fotootpor

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A2, GND (10k ohmski upor med Pin 2 in GND)

Servo LR

Signal - 2

Ozemljitev - GND

VCC - 6 V baterija

TB Servo

Signal - 3

Ozemljitev - GND

VCC - 6 V baterija

Napajanje Arduino

VIN - 6 V baterija

GND - 6 V baterija GND

5. korak: Montaža

Ko spajate vezje na ploščo perf (namesto tega uporabite ploščo), je čas, da sestavite napravo. Uporabil sem karton in blok iz stiropora za izdelavo podstavka in nosilca plošče za sledilnik, pa tudi pregradno steno za senzorje z uporabo palčk za mačke. Ta korak je odvisen od vas. Poskusite z različnimi dolžinami, višinami in oblikami predelnih sten ter s postavitvijo senzorja, da vidite, kako to vpliva na sposobnost sledenja naprave.

6. korak: Programska oprema

Ko je montaža končana, je čas za izdelavo programske opreme za napravo. Skica Arduino je priložena spodaj.

7. korak: Diagram poteka programske opreme

Tukaj je diagram poteka delovanja naprave.

8. korak: Zaključek

Če napravo vklopite in osvetlite močno luč na plošči, se bo sledilnik usmeril neposredno proti svetlobi. Spodaj sem priložil testni video projekta. Upam, da vam je bil ta projekt všeč! V komentarjih lahko postavite kakršno koli vprašanje, na katerega bom poskušal odgovoriti. Hvala!