Izgradnja automatskog solarnog tragača s Arduino UNO: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Solarna energija postaje sve prisutnija u cijelom svijetu. Trenutno se istražuju mnoge metode kako bi solarni paneli proizvodili više energije, smanjujući naše oslanjanje na fosilna goriva i ugljen. Jedan od načina da to učinite je da se paneli pomiču, uvijek okrenuti prema suncu na nebu. Ovo omogućava optimalno prikupljanje energije, čineći solarne panele efikasnijim.

Ovaj Instructable će ispitati kako funkcioniraju solarni tragači i implementirati takvu metodu u prototip solarnog tragača koristeći Arduino UNO.

Korak 1: Kako funkcioniraju solarni tragači

Postoje 3 glavne metode koje se koriste za kontrolu solarnog tragača. Prvi je pasivni sistem upravljanja, a druga dva su aktivni sistemi upravljanja. Pasivno upravljani solarni tragač ne sadrži senzore ili aktuatore, ali mijenja svoj položaj na temelju topline Sunca. Korištenjem plina s niskom tačkom ključanja u spremniku postavljenom na šarke u njegovoj sredini, slično onoj za pilu, solarni panel može promijeniti svoj položaj ovisno o smjeru topline od Sunca.

Aktivni sistemi su malo drugačiji. Oboje zahtijevaju sistem obrade, kao i pokretače za pomicanje panela. Jedan od načina za aktivno upravljanje solarnim panelima je prenošenje položaja Sunca na panele. Paneli se tada orijentiraju na ovaj položaj na nebu. Druga metoda je upotreba senzora za otkrivanje položaja sunca. Korištenjem otpornika zavisnih od svjetlosti (LDR) moguće je otkriti različite razine svjetlosti. Ovi senzori se zatim koriste za određivanje gdje je sunce na nebu, omogućavajući panelu da se pravilno orijentira.

U ovom Instructableu koristit ćemo senzorski sistem aktivne kontrole.

Korak 2: Dijagram sistema/Pregled komponenti

Kako ovaj sistem funkcionira prikazano je na gornjim slikama. Na svakoj strani razdjelnika bit će 1 otpornik ovisan o svjetlu. Ovaj razdjelnik će baciti sjenu na senzor s jedne strane ploče, stvarajući drastičnu razliku između dva očitanja senzora. Ovo će potaknuti sistem da se pomakne prema svjetlijoj strani kako bi izjednačio očitanja senzora, optimizirajući položaj solarne ploče. U slučaju dvoosnog solarnog tragača, može se koristiti isti princip, sa 3 senzora umjesto dva (1 lijevo, 1 desno, 1 dolje). Lijevi i desni senzor se mogu prosječiti, a ovo očitanje se može uporediti s donjim senzorom kako bi se utvrdilo koliko se ploča mora pomicati gore ili dolje.

Pregled glavnih komponenti

Arduino UNO: Ovo je mikrokontroler za ovaj projekt. Očitava podatke senzora i određuje koliko i u kojem smjeru se servo motori moraju okrenuti.

Servo: Ovo su pokretači koji se koriste za ovaj projekt. Lako se kontroliraju i vrlo su precizni, što ih čini savršenim za ovaj projekt.

Otpornici ovisni o svjetlosti (LDR): Ovo su promjenjivi otpornici koji detektiraju nivoe svjetlosti. Oni se koriste za određivanje položaja sunca na nebu.

Korak 3: Materijali/oprema

Materijali koji su korišteni za izradu ovog projekta su:

1. Arduino UNO
2. 2 servomotora
3. 3 svjetlo zavisna otpornika (LDR)
4. 3 10k Ohm otpornika
5. Štapići od slatkiša
6. Karton

Alati koji se koriste za izradu ovog projekta su:

1. Lemilica
2. Tape
3. Makaze
4. Pomoćni nož
5. Pištolj za vruće ljepilo

Korak 4: Shema kola

Gore je shema koja se koristi za povezivanje solarnog tragača.

Pin veze:

Lijevi fotootpornik

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A0, GND (10k ohmski otpornik između pina 2 i GND)

Desni fotootpornik

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A1, GND (10k ohmski otpornik između pina 2 i GND)

Donji fotootpornik

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A2, GND (otpornik od 10 k ohma između pina 2 i GND)

LR Servo

Signal - 2

Uzemljenje - GND

VCC - 6 V baterija

TB Servo

Signal - 3

Uzemljenje - GND

VCC - 6 V baterija

Arduino Power

VIN - 6 V baterija

GND - 6 V baterija GND

Korak 5: Montaža

Nakon što ste lemili kolo na perf ploču (slobodno umjesto toga upotrijebite matičnu ploču), vrijeme je za sastavljanje uređaja. Koristio sam karton i blok od stiropora za stvaranje osnove i držača panela za praćenje, kao i pregradni zid za senzore pomoću štapića za sladoled. Ovaj korak je na vama. Pokušajte eksperimentirati s različitim dužinama, visinama i oblicima razdjelnika, kao i postavljanjem senzora, da vidite kako to utječe na sposobnost praćenja uređaja.

Korak 6: Softver

Sada kada je montaža završena, vrijeme je za izradu softvera za uređaj. Arduino skica nalazi se ispod.

Korak 7: Dijagram toka softvera

Evo dijagrama toka kako uređaj radi.

Korak 8: Zaključak

Ako uključite uređaj i osvijetlite jaku svjetlost na ploči, uređaj za praćenje će se orijentirati direktno prema svjetlu. U nastavku prilažem testni video projekta. Nadam se da vam se svidio ovaj projekt! Slobodno postavite bilo koje pitanje u odjeljku za komentare, a ja ću pokušati odgovoriti na njih. Hvala!