Dviejų ašių sekimo priemonė V2.0: 15 žingsnių (su nuotraukomis)

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

Dar 2015 metais mes sukūrėme paprastą dviejų ašių sekimo priemonę, kuri bus naudojama kaip įdomus studentų ar pomėgių projektas. Jis buvo mažas, triukšmingas, šiek tiek sudėtingas ir sukėlė daug tikrai keistų bendruomenės komentarų. Nepaisant to, po trejų su puse metų vis dar gauname el. Laiškų ir skambučių iš žmonių iš viso pasaulio, norinčių sukurti savo.

Dėl sėkmingo mūsų pradinio projekto įrašo, „YouTube“vaizdo įrašo ir mūsų parduodamų rinkinių sulaukėme įvairių atsiliepimų iš įvairių vartotojų. Dauguma jų yra geri, kai kurie - erzinantys, o nemažai - „prijungti šį dalyką išties beprotiškai sudėtinga“, todėl praleiskite valandą su mumis telefonu, kad tai išsiaiškintumėte “. Turėdami tai omenyje, keletą mėnesių pertvarkėme projektą nuo pat pradžių, kad jis taptų daug paprastesnis ir lengvesnis.

Šiame rašinyje rasite informacijos apie mūsų atnaujinimus, saulės kolektorių veikimą, dalių sąrašą, nuorodas į mūsų atvirojo kodo aparatinę įrangą, atvirojo kodo kodą ir nuorodas, kur galite nusipirkti daug šių dalykų.

Visas atskleidimas: mes parduodame šį projektą ir visas dalis kaip mokomąjį rinkinį. Norint įgyvendinti šį projektą, nereikia nieko pirkti iš mūsų. Tiesą sakant, galite naudoti visus mūsų išteklius, kad sukurtumėte savo PCB, pjaustytumėte lazeriu savo medieną vietinėje „Maker Space“ar universitete ar net tiesiog panaudotumėte krūvą kartono ir karštų klijų, kad sukurtumėte savo nuostabų kūrinį. Tai atviro kodo projektas.

Padovanokite: 2019 m. Bandome kažką naujo. Sekite mus instrukcijose, „Facebook“, „Instagram“ir „YouTube“, kad gautumėte galimybę laimėti nemokamų dalių (tik JAV rezidentai). Patinka ir komentuoja mūsų įrašus bei vaizdo įrašus apie šį projektą, o kitą mėnesį išrinksime laimėtojus. Padovanosime porą PCB partijų ir keletą rinkinių.

1 žingsnis: Kodėl „Solar Trackers“?

Saulės kolektoriai yra visur. Jie yra nebrangūs, lengvai prieinami ir labai lengvai naudojami. Visose „YouTube“ir „pasidaryk pats“svetainėse yra dešimtys tūkstančių mažų saulės kolektorių projektų.

Dauguma žmonių tikriausiai turi keletą didesnio masto saulės įrenginių savo kaimynystėje dėl „Solar Group Buys“gausos ir vyriausybės paskatų. Daugelyje šių įrenginių saulės kolektoriai yra pritvirtinti prie pastato stogo, nukreipto į 45 laipsnių pietus (kai yra Šiaurės pusrutulyje). Fiksuotos saulės sistemos yra pats paprasčiausias būdas tiekti namus ar pastatą, nes reikalauja labai mažai priežiūros ir priežiūros. Dažnai žmonėms, kurie susisiekia su mumis, sakome, kad kur kas ekonomiškiau NETURTI saulės stebėjimo prietaiso savo namams, bet tiesiog pridėti daugiau saulės kolektorių į savo masyvą.

Tačiau efektyviausias būdas surinkti energiją iš vieno skydelio yra naudojant saulės sekiklį. Tai leidžia saulės kolektoriui visą dieną būti optimalioje padėtyje, o tai padidina energijos gamybą daugiau nei 20%. Tokia sistema puikiai tinka pastatams ar objektams, kuriuose nėra daug plokščio stogo, arba situacijoms, kai saulės energija yra nenuosekli.

Demonstruosime „Active Solar Tracker“, kuris juda X ir Y ašimis. Tokia sistema naudoja mikrovaldiklį arba gerai suplanuotą analoginę grandinę ir jutiklius, kad saulės kolektorius būtų tinkamoje padėtyje. Nors tai sukuria tikrai paprastą demonstraciją, kurią galite parodyti naudodami žibintuvėlį klasėje, ji taip pat naudoja daug energijos ir turi daug judančių dalių.

„Date Based Tracker“arba „Scheduled Tracker“naudoja datos ir laiko informaciją, kad kiekvieną dieną eitų nustatytu keliu, nes saulės judėjimas yra 100% nuspėjamas. Vienas iš tokių pavyzdžių yra „Instructable“vartotojo „pdaniel7“projektas ir jame naudojamos dvi naujo dizaino konstrukcijos, kad būtų galima labai efektyviai stebėti saulę. Šio tipo dizaino raktas yra užtikrinti, kad programinė įranga būtų nustatyta efektyviausiai pagal jūsų tikslią vietą.

„Person Powered Tracker“yra tas, kurį valdo žmonės. Tai gali būti nuo paprasčiausio dalyko, pavyzdžiui, kai žmogus kelis kartus per metus keičia savo saulės kolektorių kampą, iki skydelio uždėjimo ant besisukančios platformos, pritvirtintos prie svertinio skriemulio, kuris kiekvieną rytą nustatomas iš naujo. Pavyzdžiui, pažįstamas vietinis ūkininkas savo kieme turi keletą saulės kolektorių, sumontuotų ant PVC vamzdžių. Kiekvieną mėnesį jis šiek tiek pakeitė jų padėtį ir kampą. Tai labai paprasta ir padeda jam iš sistemos gauti dar keletą amperų energijos.

2 veiksmas: atnaujinkite originalų dizainą

Mūsų pradinė versija buvo labiau susijusi su fizine mechanika, o ne su elektronika, ir tai pasirodė esanti didžiausia jo nesėkmė. Kai pradėjome pertvarkyti šį projektą, nusprendėme pakeisti laidus iš „laidų pluošto“požiūrio į paprastą „prijungti ir paleisti“metodą, nes mūsų auditorija buvo studentai.

Pirmas dalykas, kurį mes padarėme, buvo sukurti pasirinktinį „Arduino Shield“, skirtą prijungti servo ir jutiklius. Originaliame dizaine buvo naudojamas bendras „Arduino“jutiklio skydas, kuris gerai veikė „Servos“, bet ne gerai jutikliams. Mūsų skydas apskritai nėra nieko ypatingo ir tai buvo pats paprasčiausias dizaino aspektas. (Mes taip pat naudojome jį kitiems projektams, kai mums reikėjo prijungti paprastą jutiklį ir servo.)

Norėdami išlaikyti jutiklius, mes sukūrėme labai paprastą jutiklio laikiklį, kurį būtų galima lengvai prisukti prie medžio. Tada kaiščių antgalių rinkinys leido mums prijungti jutiklio PCB prie skydo su moteriškais džemperiais. Problemų šalinimas naudojant šią sąranką yra daug lengvesnis nei mūsų originalus „laidų pluoštas“ar duonos lenta.

Galiausiai peržiūrėjome savo dizainą ir pakeitėme nemažai medienos iš ketvirtadalio colio į aštuntą colį, kad sumažintume svorį. Nors niekada neturėjome jokių pranešimų apie žmones, turinčius problemų dėl 9G servo deginimo, tuo mažiau svorio jie judėjo, tuo geriau. Tai taip pat sumažino išlaidas ir siuntimo svorį, nes mes linkę pristatyti daugybę rinkinių tarptautiniu mastu.

3 žingsnis: reikalingos dalys

Norėdami sukurti šį projektą, jums reikės šių elementų:

Įrankiai:

• Atsuktuvai
• Kompiuteris
• Lazerinis pjoviklis arba CNC maršrutizatorius, jei patys pjaustote dalis

Elektronika:

• Arduino Uno
• Saulės sekimo skydas (kaiščių antgaliai ir 10 000 omų rezistoriai)
• Jutiklio laikiklio PCB (kaiščių antraštės ir šviesos aptikimo rezistoriai)
• Kabeliai nuo moterų iki moterų
• 2 x 9G dydžio metalinės pavaros

Techninė įranga:

• Lazeriu pjaustytos arba CNC medinės dalys
• 4 x M3 varžtai + veržlės maždaug 14-16 mm ilgio
• 4 x 2 dydžio mediniai varžtai 1/4 colio ilgio arba kai kurie panašaus ilgio M1 varžtai
• 21 x 8-32 varžtai 1/2 colio ilgio
• 1 x 8-32 3/4 colio
• 1 x 8-32 2,5 colio ilgio varžtas ir pasirinktinė veržlė
• 24 x 8-32 veržlės
• 4 x guminės pėdos

Neprivaloma:

• Saulės elementas (mes naudojame 6V 200mA)
• LED voltų matuoklis
• Viela, skirta sujungti abu

Daugumą šių dalių yra gana lengva rasti. Jei norite paruošti savo PCB, tai galite padaryti per OSHPark.com arba kitas PCB paslaugas. Įsitikinkite, kad gaunate „Metal Gear 9G Servos“už papildomą jų sukimo momentą.

Galiausiai, mes iš tikrųjų gaminame ir parduodame tam skirtą rinkinį, kuriame yra viskas. Mes taip pat parduodame tik medines dalis ir tik elektroniką, nes gavome daug užklausų dėl pasirinkimo. Mūsų rinkiniai jau prilituoti, juose yra visos dalys, kurių jums reikia šiam projektui sukurti, ir mes teikiame klientų aptarnavimą.

Aaaaaaaaa ir prieš pradedant gauti daug piktų keistų komentarų iš žmonių, tai yra 100% atviro kodo projektas. Nesivaržykite pasigaminti patys naudodami mūsų nurodymus.

4 žingsnis: PCB paruošimas

Jei naudojate mūsų rinkinius ar dalis, abu PCB jau bus lituojami.

Jei norite pasidaryti savo, galite rasti mūsų PCB failus mūsų „GitHub Repo“ir tada pasinaudoti tokia paslauga kaip „OSHPark“, kad gautumėte keletą PCB. Norėdami užpildyti plokštes, jums taip pat reikės maždaug 10 000 omų rezistorių, kaiščių antgalių ir šviesos aptikimo rezistorių.

Apskritai tai yra gana paprasta per skylių litavimą. Būtinai naudokite lituoklį, kurio gale yra atitinkamas antgalis.

Skydo litavimas: lituokite servo ir jutiklio kaiščių antraštes į viršų, o „Arduino“jungiamųjų kaiščių antgalius - žemyn.

Jutiklio litavimas: šviesos aptikimo rezistoriai nukreipti aukštyn, kaiščių antraštės žemyn.

Mes taip pat turime PCB, kuriame naudojamas „Arduino Nano“, tačiau jis nėra išbandytas. Jei kas nors padarys vieną iš šių, mes norėtume tai pamatyti!

5 žingsnis: Medinių dalių paruošimas

Mums pasisekė, kad mūsų dirbtuvėse yra lazerinis pjoviklis ir CNC maršrutizatorius, todėl mums labai lengva iškirpti dalis. Daugumai žmonių reikės ieškoti mašinos savo vietos kūrėjų erdvėje, universitete ar bibliotekoje. Bet kuris stalinis lazerinis pjoviklis ar CNC maršrutizatorius galės apdoroti 1/8 ir 1/4 colių medieną, kurią naudojame. Turėjome keletą studentų grupių, sėkmingai sukūrusių šį projektą rankiniu būdu pjaustytu putplasčiu arba kartonu.

Vienas dalykas, kurio mes nerekomenduojame naudoti, yra akrilas. Jis yra labai sunkus ir tankus, todėl gali įveikti du servo variklius.

PDF failus su vektorinėmis linijomis galite lengvai rasti mūsų „GitHub Repo“. Įdėkite juos į pageidaujamą lazerinio pjovimo programinę įrangą, „inkScape“ar kitą piešimo programinę įrangą. Atminkite, kad mūsų rinkmenose yra ir CUT, ir ETCHING eilučių.

Jei norite supaprastinti šį projektą, galite pabandyti pašalinti saulės elementų platformą valdantį „Y Servo“ir tada rankiniu būdu sureguliuoti Y ašį. Tai paverstų jį nuostabiu vienos ašies sekikliu.

Turime daug prašymų TIK lazeriu pjaustytoms medinėms dalims. Mes parduodame juos kaip pasirinkimą savo svetainėje ir būtinai atsiųsime visus reikiamus varžtus.

6 žingsnis: pritvirtinkite „X Servo“, kojas ir pagrindą

Pastaba: Yra daug būdų, kaip sudėti šį projektą, ir jo kūrimo tvarka tikrai nesvarbi. Jei norite peržiūrėti linijinio meno stiliaus nurodymus, tai galite padaryti naudodami mūsų svetainėje pateiktas nuorodas.

Statant pirmiausia reikia pritvirtinti vieną iš servo prie „Circle Servo Mount“.

Naudokite varžtus, pridedamus prie jūsų servo, ir pritvirtinkite jį prie medinės detalės apačios. Tai yra pusė, kurioje nėra oforto.

Tada pritvirtinkite keturias kojas su vienu 8-32 varžtu ir veržlėmis. Neužsukite jų iki galo, palikite šiek tiek judėjimo vietos.

Galiausiai prijunkite keturias kojas prie didelio medinio projekto pagrindo su dar keturiais 8-32 varžtais ir veržlėmis. Kai jie bus pritvirtinti, priveržkite kitus keturis „Circle Servo“laikiklio varžtus.

Tai taip pat būtų tinkamas laikas uždėti gumines kojeles ant „Project Base“medinės dalies apačios, kad varžtai nesubraižytų jūsų stalo.

7 žingsnis: pritvirtinkite „Y Servo“ir sukurkite centrą

Naudokite aukščiau pateiktą diagramą, kad sukurtumėte centro dalis.

Pritvirtinkite servo prie jo pridedamus varžtus. Nesvarbu, kurią medinio gabalo pusę naudosite, tiesiog servo korpusas yra nukreiptas į vidų.

Tada laisvai prijunkite du ilgus stačiakampius gabalus ir du ilgus varžtus.

8 žingsnis: pritvirtinkite servo ragus

Pastaba: tai yra labiausiai erzinanti šio kūrinio dalis. Jei sulaužysite servo ragą, nesijaudinkite, jūs turite papildomų priežasčių.

Pritvirtinkite vieną iš X formos servo ragų, pridedamų prie jūsų servo, prie didelės Centro apskritimo dalies. Jūs įsuksite jį į apatinę pusę, kuri yra šone be įbrėžimų. Norėdami tai padaryti, naudokite du mažus #2 medinius varžtus.

Darykite tą patį su vienu iš dviejų trikampių sparnų, naudodami kitą servo ragą.

9 veiksmas: prijunkite centrą ir bazę, sukurkite „X Servo“

Prijunkite centrinį apskritimo gabalą, prie kurio ką tik pritvirtinote ragą, ir prijunkite jį prie „Y Servo Center“dalių iš anksčiau. Sujunkite dalis ir laikykite keturis 8-32 varžtus ir veržles.

Tada padėkite jį ant pagrindo, naudodami prijungimo tašką „Servo“ragą. Dar nesukite jo į vietą.

„X Servo“pristatymas

Naudodami servo ragą, dabar prijungtą prie jūsų servo, pasukite servo laikrodžio rodyklę. (Tam taip pat galite naudoti vieną iš kairės servo ragų.)

Paimkite centrą ir padėkite jį toliausiai prieš laikrodžio rodyklę. Naudokite projekto bazės kampą kaip atskaitos tašką.

Galiausiai naudokite labai mažą varžtą, kuris buvo pridėtas prie jūsų servo, kad įsuktumėte ragą į servo. Jei įmanoma, padeda atsuktuvas su magnetiniu antgaliu.

10 veiksmas: veido kūrimas, „Y Servo“pradžia ir visko prijungimas

Pirmiausia įsukite jutiklio PCB į veido plokštę, naudodami pusę colio (arba 3/4 colio) 8-32 veržlę ir varžtą. Tada pritvirtinkite du pertvarus aplink jį naudodami daugiau 8-32 varžtų.

Tada įsukite du trikampius sparnus į veido plokštę.

Įsitikinkite, kad sparnas, turintis servo ragą, atitinka jūsų Y ašies servo vietą.

Servo paleidimas

Mes čia darome tą patį. Pasukite servą iki galo pagal laikrodžio rodyklę, naudodami servo ragą.

Tada pritvirtinkite visą priekinę plokštę taip, kad ji būtų beveik vertikali, tačiau nesitrenktų į kitas medines dalis.

Viską jungiantis

2,5 colio varžtas jungia vieną veido plokštės pusę su centru per didelę lazeriu išpjautą angą.

Tada naudokite kitą labai mažą servo varžtą, kad įjungtumėte ragą į Y ašies servo.

11 veiksmas: pritvirtinkite „Arduino“ir prijunkite laidus

Galiausiai turime įsukti „Arduino“į pagrindinę plokštę naudodami kai kuriuos M3 varžtus ir veržles. Paprastai naudojame tik du varžtus, bet keturioms pridėjome skyles. Tada pritvirtinkite skydą prie „Arduino“.

Prijunkite „Servos“prie skydo. Būtinai prijunkite horizontalią servo prie X ašies jungties, o vertikalią - prie Y ašies jungties.

Suderinkite penkias jungtis tarp jutiklio PCB ir skydo, jos abi pažymėtos. Prijunkite visus keturis laidus.

Pastaba: jei iškils problemų, tai atsitiks dėl to, kad neteisingai prijungėte kažką. Jei abejojate, dar kartą patikrinkite jutiklio laidus ir dar kartą patikrinkite, ar jūsų servos yra tinkamoje vietoje.

12 veiksmas: įkelkite kodą

Mūsų kodas yra gana paprastas. Ji lygina kiekvieną iš keturių šviesos aptikimo rezistorių sklindančią šviesą ir bando juos suvienodinti. Tai taip pat yra labai neefektyvus būdas, ir tai jokiu būdu netinka didesniems projektams. Didžiausias šio kodo privalumas yra tai, kad jį įdomu žiūrėti. Sekimo priemonė labai lengvai seka žibintuvėlį. Didžiausias trūkumas yra tai, kad jis nėra ypač tikslus ir jei visą dieną paliksite saulėje, jis nejudės labai dažnai. Galite pataisyti kodą, kad jis taptų jautresnis, tačiau tai yra daug bandymų ir klaidų.

Jei norite parašyti savo kodą ar išbandyti ką nors kita, nuostabu! Būtinai pasidalykite nuoroda į ją komentaruose.

Naudodami oficialią „Arduino“programinę įrangą, įkelkite šį kodą į „Arduino“.

Jei jūsų servo ir jutikliai yra prijungti, pamatysite, kad jis pakyla į pradinę padėtį, padarykite sekundės pertrauką ir vėl judėkite.

13 žingsnis: Dažni klausimai ir atsakymai

Dažnos problemos, su kuriomis žmonės mus vadina.

Q1) Tai saulėje ir neveikia! Koks apiplėšimas

A1) Ar jis prijungtas prie USB maitinimo šaltinio? Sekimo priemonė nėra savarankiškai maitinama ir yra visiškai paleista iš USB kabelio, einančio į „Arduino“.

Q2) Galva smarkiai trenkia į kitas dalis ar kūną

A2) Jums vėl reikia „paleisti“servus. Turime nurodyti „Servo“ribas. (Tai taip pat galima padaryti kode)

3 klausimas) Tai labai nejuda, kaip tai pakeisti?

A3) Pabandykite naudoti žibintuvėlį esant silpnam apšvietimui. Jis gali būti priblokštas, kai yra saulėje.

4 klausimas) „Arduino“nebus įkelta. Ką aš darau ne taip?

A4) Įsitikinkite, kad turite įdiegtas „Arduino“tvarkykles, įsitikinkite, kad pasirinkote „Arduino Uno“iš lentų sąrašo, įsitikinkite, kad pasirinkote tinkamą ryšio prievadą.

Q4) Tai yra visiškas iškraipymas! Kaip drįsti tiek mokėti už komplektą! Šaunuoliai

A4) Dėkojame už šį įžvalgų komentarą, nors tai nėra klausimas, ar atėjote čia iš „YouTube“? Taip, mes imame pinigus už rinkinio versiją, tačiau mes suteikiame jums visus reikalingus komponentus ir teikiame tikrą, tiesioginį klientų aptarnavimą. Jei nenorite jo pirkti iš mūsų, pasigaminkite patys naudodami mūsų atvirojo kodo failus ir šį instrukcijų vadovą.

14 žingsnis: puošmenos

Kai darome šio projekto „Kit“versiją, taip pat įtraukiame 6V 200 mA saulės elementą ir nebrangų LED voltų matuoklį. Šis mažas saulės elementas nepadarys daug, tačiau galite gauti tam tikrų duomenų.

Paprastai saulės elementą prie veido pritvirtiname velcro arba putplasčio juosta. Atminkite, kad nors prie šio projekto galėtumėte techniškai pritvirtinti milžinišką saulės kolektorių, jį akimirksniu sutraiškytumėte. Per didelis saulės elementas taip pat padidintų „Servos“įtampą. (Didesni stebėtojai norėtų naudoti žingsninį variklį su pavara.)

Mūsų lazeriu supjaustytose rinkmenose rasite paprastą LED voltų matuoklio laikiklį, kurį galima pritvirtinti prie pagrindo naudojant dar du 8-32 varžtus. Mes naudojame vielos veržles, kad prijungtume voltų matuoklį prie saulės elemento. Šio tipo voltmetrai maitinami iš jų šaltinio, šiuo atveju saulės elemento. Juoda viela į neigiamą, raudona ir balta viela į teigiamą.

15 žingsnis: Mėgaukitės

Tikimės, kad šis atnaujinimas padės daugeliui žmonių ir paskatins dar daugiau žmonių susidomėti savo darbalaukio saulės stebėjimo priemonės kūrimu. Jei turite klausimų, komentarų ar sukuriate savo, parašykite komentarą žemiau. Mums patinka matyti, kokius įdomius variantus žmonės sugalvoja.

Jei jus domina bet kuri mūsų dalis ar reikmenys, patraukite juos „BrownDogGadgets.com“. Ir kaip jau ne kartą sakėme, tai yra atvirojo kodo projektas, todėl drąsiai naudokite savo dalis ir reikmenis tiek, kiek norite.