Automatinio saulės sekiklio kūrimas naudojant „Arduino UNO“: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Saulės energija tampa vis labiau paplitusi visame pasaulyje. Šiuo metu yra tiriama daug metodų, kaip saulės baterijos išleistų daugiau energijos ir sumažintų mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro ir anglies. Vienas iš būdų tai padaryti yra tai, kad plokštės juda, visada nukreiptos į saulę danguje. Tai leidžia optimaliai surinkti energiją, todėl saulės kolektoriai tampa efektyvesni.

Šioje instrukcijoje bus nagrinėjama, kaip veikia saulės sekimo įrenginiai, ir įdiegs tokį metodą į saulės sekimo priemonės prototipą, naudojant „Arduino UNO“.

1 žingsnis: kaip veikia saulės stebėjimo priemonės

Yra trys pagrindiniai metodai, naudojami saulės sekikliui valdyti. Pirmasis yra pasyvaus valdymo sistema, o kitos dvi - aktyvios valdymo sistemos. Pasyviai valdomame saulės sekiklyje nėra jutiklių ar pavarų, tačiau jis keičia savo padėtį pagal saulės kaitrą. Naudojant žemos virimo temperatūros dujas indelyje, sumontuotame ant vyrių viduryje, panašiai kaip pjūklelyje, saulės kolektorius gali pakeisti savo padėtį, atsižvelgdamas į saulės spindulių kryptį.

Aktyvios sistemos šiek tiek skiriasi. Abiem reikia apdorojimo sistemos, taip pat pavaros, skirtos plokštėms perkelti. Vienas iš būdų aktyviai valdyti saulės kolektorius yra perduoti Saulės padėtį plokštėms. Tada plokštės orientuojasi į šią padėtį danguje. Kitas metodas yra jutiklių naudojimas saulės padėčiai nustatyti. Naudojant nuo šviesos priklausomus rezistorius (LDR), galima aptikti skirtingus šviesos lygius. Tada šie jutikliai naudojami nustatyti, kur danguje yra saulė, todėl skydelis gali tinkamai orientuotis.

Šioje instrukcijoje naudosime jutikliu pagrįstą aktyvią valdymo sistemą.

2 veiksmas: sistemos schema/komponentų apžvalga

Kaip veikia ši sistema, parodyta aukščiau esančiose nuotraukose. Kiekvienoje daliklio pusėje bus 1 nuo šviesos priklausomas rezistorius. Šis skirstytuvas užmes šešėlį ant jutiklio vienoje skydelio pusėje, sukurdamas drastišką dviejų jutiklių rodmenų skirtumą. Tai paskatins sistemą judėti šviesesnės pusės link, kad suvienodintų jutiklių rodmenis ir optimizuotų saulės kolektoriaus padėtį. Dviejų ašių saulės sekiklio atveju galima naudoti tą patį principą, naudojant 3 jutiklius, o ne du (1 kairėje, 1 dešinėje, 1 apačioje). Kairysis ir dešinysis jutikliai gali būti vidurkiai, o šį rodmenį galima palyginti su apatiniu jutikliu, kad būtų galima nustatyti, kiek skydelis turi judėti aukštyn arba žemyn.

Pagrindinių komponentų apžvalga

Arduino UNO: Tai šio projekto mikrovaldiklis. Jis skaito jutiklių duomenis ir nustato, kiek ir kuria kryptimi servai turi pasukti.

Servo: tai šiam projektui naudojamos pavaros. Jie yra lengvai valdomi ir labai tikslūs, todėl puikiai tinka šiam projektui.

Nuo šviesos priklausomi rezistoriai (LDR): tai kintamieji rezistoriai, aptinkantys šviesos lygį. Jie naudojami nustatant saulės padėtį danguje.

3 žingsnis: medžiagos/įranga

Šiam projektui sukurti naudojamos šios medžiagos:

1. Arduino UNO
2. 2 servai
3. 3 nuo šviesos priklausomi rezistoriai (LDR)
4. 3 10k omų rezistoriai
5. Popsicle lazdelės
6. Kartonas

Šio projekto kūrimui naudojami šie įrankiai:

1. Lituoklis
2. Juosta
3. Žirklės
4. Naudingas peilis
5. Karšto klijų pistoletas

4 žingsnis: grandinės schema

Aukščiau yra schema, naudojama saulės sekimo įrenginio sujungimui.

Sujungimai:

Kairysis fotorezistorius

1 kaištis - 3.3V

2 kaištis - A0, GND (10 kΩ rezistorius tarp 2 kaiščio ir GND)

Tinkamas fotorezistorius

1 kaištis - 3.3V

2 kaištis - A1, GND (10 kΩ rezistorius tarp 2 kaiščio ir GND)

Apatinis fotorezistorius

1 kaištis - 3.3V

2 kaištis - A2, GND (10 kΩ rezistorius tarp 2 kaiščio ir GND)

LR servo

Signalas - 2

Žemė - GND

VCC - 6 V baterija

„TB Servo“

Signalas - 3

Žemė - GND

VCC - 6 V baterija

„Arduino Power“

VIN - 6 V akumuliatorius

GND - 6 V akumuliatorius GND

5 žingsnis: Surinkimas

Po litavimo grandinės ant perf plokštės (vietoj to naudokite duonos lentą), laikas surinkti įrenginį. Aš naudoju kartoną ir polistirolo bloką, kad sukurtų sekimo pagrindą ir skydo laikiklį, taip pat jutiklių skiriamąją sienelę, naudojant popsicle lazdeles. Šis žingsnis priklauso nuo jūsų. Pabandykite eksperimentuoti su skirtingais sienelių ilgiais, aukščiais ir formomis bei jutiklių išdėstymu, kad pamatytumėte, kaip tai veikia įrenginio sekimo galimybes.

6 žingsnis: programinė įranga

Dabar, kai surinkimas baigtas, atėjo laikas sukurti įrenginio programinę įrangą. Arduino eskizas pridedamas žemiau.

7 veiksmas: programinės įrangos schema

Čia yra įrenginio veikimo schema.

8 žingsnis: Išvada

Jei įjungsite prietaisą ir apšviesite ryškią skydelio šviesą, sekimo priemonė bus nukreipta tiesiai į šviesą. Žemiau pridėjau bandomąjį projekto vaizdo įrašą. Tikiuosi, kad jums patiko šis projektas! Nesivaržykite užduoti bet kokį klausimą komentarų skiltyje ir aš pabandysiu į juos atsakyti. Dėkoju!