Uređaj za praćenje sunca: 25 koraka

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

Slijedeći ove korake, moći ćete stvoriti i implementirati solarnu ploču koja prilagođava svoj položaj prema suncu. Ovo omogućava maksimalnu količinu energije prikupljenu tokom dana. Uređaj može osjetiti jačinu svjetlosti koju prima pomoću dva foto-otpornika i koristi te informacije za odlučivanje u kojem smjeru bi trebao biti okrenut.

Ciljevi učenja

• Saznajte o ožičenju matične ploče
• Naučite kako izvesti osnovne funkcije (upload/inicijalizacija koda) na Arduinu
• Naučite o različitim električnim komponentama
• Saznajte o tome kako se može povećati proizvodnja alternativne energije

Budući da je ovo projekt za klase, nastojimo se pozabaviti nekim od Standarda za tehnološku pismenost (STL) ITEEA -e. Ono što želimo da učenici nauče iz ovog projekta je:

Standard 16: Energija i energetske tehnologije

Odgovornost je svih građana da čuvaju energetske izvore kako bi budućim generacijama osigurali pristup ovim prirodnim resursima. Da bi odlučili koje energetske izvore treba dalje razvijati, ljudi moraju kritički procijeniti pozitivne i negativne uticaje korištenja različitih energetskih resursa na okoliš.

6-8. Stepeni Energetski sistemi se koriste za pogon i omogućavanje pogona drugim tehnološkim sistemima Veliki dio energije koja se koristi u našem okruženju ne koristi se efikasno.

9-12 stupnjevi Energija se može grupirati u glavne oblike: toplinsku, zračeću, električnu, mehaničku, kemijsku, nuklearnu i druge. Energetski izvori mogu biti obnovljivi ili neobnovljivi. Energetski sustavi moraju imati izvor energije, proces i opterećenja

Procjena troškova je za komplete solarnih panela (50 USD), Arduino komplet (40 USD) i razne Lego dijelove (25 USD) za ukupno 115 USD za sve dijelove, potpuno nove.

Korak 1: Baza podrške

Zgrabite četiri od ovih 1x16 (15 rupa) lego kockica i spojite ih kao na drugoj slici

Korak 2: Okretni nosač

Dve od ovih komponenti će biti napravljene, pa udvostručite potrebne komponente i obrnite ih za drugu stranu.

Uzmite jedan od ovih sivih komada, jedan crni "H" konektor i jedan spojni klin s plusom s jedne strane i okruglim klinom s druge strane.

Napravite komponentu kao što je prikazano na drugoj slici, a drugu na obrnut način za suprotnu stranu.

Korak 3: Kombinujte korake 1 i 2

Sastavite bazu i prethodne dodatke kao što je prikazano na slici

Korak 4: Baza solarne ploče

Duplirajte ove količine i obrnite konstrukciju za suprotnu stranu.

Uhvatite jednu spojnu šipku 11x1, dva ukošena komada i 8 okruglih spojnih komada.

Sastavite kao što je prikazano na drugoj slici.

Korak 5: Utor za solarnu ploču

Duplikat konstrukcije.

Koristite četiri konektora od 90 stepeni, dvije klipnjače 15x1 i dvije klipnjače 9x1 i sastavite ih kao što je prikazano na drugoj slici

Korak 6: Konektori za stabilnost

Duplikat konstrukcije.

Uzmite dva konektora od 90 stepeni i konektor od 13x1 i spojite ih kao što je prikazano na drugoj slici.

Korak 7: Sklop za držanje solarne ploče

Uzmite prethodno izgrađene dijelove i sastavite ih.

Korak 8: Ruke za solarnu ploču

Priključite H konektor i L konektor kao što je prikazano na drugoj slici.

Korak 9: Armature solarnog panela Nastavak

Pomoću različitog L konektora i dva pojedinačna klina pričvrstite ih kao što je prikazano.

Korak 10: Armature solarnog panela Nastavak

Zatim trebate uhvatiti još jedan L konektor, jedan s kraćom bazom i još dva klina, te ih spojiti.

Korak 11: Armature solarnog panela Kont

Sada ćete u sklop dodati ravni komad i još dva klina kao što je prikazano.

Korak 12: Armature solarnog panela Kont

Za posljednji korak u sastavljanju ruke, dodajte posljednji L komad kao što je prikazano. Ovaj komad okrenut je prema gore kako bi pomogao u držanju solarne ploče.

Korak 13: Dodajte dio u sklop

Spojite dio koji ste upravo stvorili sa sklopom kako je prikazano na slikama. Zatim stvorite još jedan potpuno isti i dodajte ga na drugu stranu.

Korak 14: Baza

Koristeći dijelove prikazane na slikama, sastavit ćete iste dijelove koji će poslužiti kao osnova za solarni tragač. Nakon sastavljanja, pričvrstite ih kao što je prikazano.

Korak 15: Rotiranje sklopa

Da bismo omogućili rotiranje sklopa, moramo na dno pričvrstiti još jedan dio koji će to učiniti. Izgradite kvadrat koristeći 4 komada kao što je prikazano ranije u uputama, te spojite konektore kao što je prikazano.

Korak 16: Umetanje solarne ploče

Da biste umetnuli solarni panel, možda ćete morati ukloniti jedan krak. Jednostavno skinite jednu, gurnite je u ploču i ponovo je pričvrstite.

Korak 17: Priključivanje servo motora

Koristeći položene komade, sastavite sklop kako je prikazano.

Korak 18:

Ovaj sljedeći komad trebate pričvrstiti žicom ili nečim sličnim da biste ga učvrstili.

Korak 19:

Pričvrstite novoformirani sklop na cjelokupni sklop kako je prikazano. To će pomoći pri postavljanju servo motora.

Korak 20: Spojite fotootpornike na žice

Spojite krajeve svakog foto otpornika na žice kao što je prikazano.

Korak 21: Pričvrstite fotootpornike na sklop

Pomoću trake ili drugog ljepila pričvrstite fotootpornike na svaki kraj sklopa kako je prikazano.

Korak 22: Skupite elektroničke dijelove

Prije početka električnog sastavljanja provjerite jesu li prikazani svi dijelovi ili njihovi ekvivalenti.

-Arduino: Uno R3 kontrolna ploča

-9x Žice za kratkospojnike

-4x Dupont žice za žene

-1x 9V baterija

-1x kopča za konektor za pričvršćivanje baterije

-2x 1K ohmski otpornici

-2x fotootpornik (fotoćelija)

-1x servo motor (SG90)

Sve komponente su dostupne u Elegoo Super Starter Kit -u

Korak 23: Priključite servo motor

Spojite servo motor u matičnu ploču i Arduino kao što je prikazano. Smeđa žica je negativna, crvena žica je pozitivna, a žuta žica je kontrola za servo.

Korak 24: Ožičite fotootpornike

Spojite fotootpornike u matičnu ploču kao što je prikazano. Zatim postavite električni sklop u bazu kao što je prikazano.

Korak 25: Učitajte kôd

PDF kopija koda, kao i stvarna programska datoteka Arduino uključeni su u upotrebu. Servo biblioteka je uključena i morat će biti spremljena na računaru prije sastavljanja koda.

Tekstualna kopija našeg koda nalazi se ispod; izgleda gadno zbog nedostatka oblikovanja kada je zalijepljeno, ali bi se trebalo kompajlirati.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3. decembra 2018./ * * Ovaj program je napisan za upravljanje jednostavnim jednoosnim solarnim tragačem. * Program mjeri promjenjivi otpor dva foto-otpornika, jednog sa svake strane solarne ploče. * U stvarnom svijetu, dva otpornika će odrediti na koji način će se solarni panel okrenuti, istočno ili zapadno, ovisno o položaju sunca kako bi se povećala proizvodnja električne energije alternativnom energijom. */// Morat ćete uključiti priloženi servo paket kako bi Arduino znao kako kontrolirati svoje funkcije #include // stvoriti servo objekt za upravljanje servo Servo myservo; // varijabla za spremanje položaja serva int pos = 90; // popis pinova za otpornike fotoćelija int east = 0; int west = 1; // vrijednosti fotoćelija za usporedbu int eastRead; int westRead; // u kojem smjeru treba okrenuti solarni panel? int kompas = -1; void setup () {// povezuje servo na pinu 9 sa servo objektom myservo.attach (9); // Pokreće servo na 90 stupnjeva, u sredini njegova raspona myservo.write (90); // Omogućava korisniku da postavi servo na nosač unutar 5000ms ili 5 sekundi odgode (5000);

// Pokreće serijski monitor u svrhu testiranja Serial.begin (9600); } void loop () {// Određuje vrijednosti iz otpornika fotoćelije eastRead = analogRead (istok); westRead = analogRead (zapad); // Treba li solarni panel okrenuti prema istoku? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("East"); // Postavlja varijablu za okretanje servo prema istoku kompas = 0; } // Treba li solarni panel okrenuti prema zapadu? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("West"); // Postavlja varijablu za okretanje servo ka zapadnom kompasu = 1;

} // Ispod grupe if (kompas == 0) {tolerancija stepena if (5 <= pos && pos <= 175) {// Oduzima 1 od "pos" varijable i prepisuje cijeli broj poz -= 1; // Postavlja položaj serva myservo.write (pos); } Serial.println (poz); } // Ispod grupe kodova okreće solarni panel prema zapadu ako (kompas == 1)

kôd okreće solarni panel prema istoku. Položaj je između 5 i 175 // 0 i 180 su maksimalne vrijednosti servoa i ima 5

// Ako je servo

{// Ako je položaj servo između 5 i 175 // 0 i 180 su maksimalne vrijednosti servoa i to ima toleranciju od 5 stupnjeva ako (5