Saulės sekimo įrenginys: 25 žingsniai

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

Atlikę šiuos veiksmus, galėsite sukurti ir įdiegti saulės kolektorių, kuris koreguoja jo padėtį, kad atitiktų saulę. Tai leidžia maksimaliai sugauti energijos kiekį per dieną. Įrenginys gali suvokti gaunamos šviesos stiprumą, naudodamas du fotorezistorius, ir naudoja šią informaciją, kad nuspręstų, kokia kryptimi jis turėtų būti nukreiptas.

Mokymosi tikslai

• Sužinokite apie duonos lentos prijungimą
• Sužinokite, kaip atlikti pagrindines funkcijas (įkelti/inicijuoti kodą) „Arduino“
• Sužinokite apie įvairius elektros komponentus
• Sužinokite, kaip galima pagerinti alternatyvios energijos gamybą

Kadangi tai yra klasės projektas, norime atkreipti dėmesį į kai kuriuos ITEEA technologinio raštingumo standartus (STL). Mes norime, kad studentai išmoktų iš šio projekto:

16 standartas: energetika ir energijos technologijos

Visų piliečių atsakomybė yra tausoti energijos išteklius, kad ateities kartos galėtų naudotis šiais gamtos ištekliais. Norėdami nuspręsti, kokius energijos išteklius reikėtų toliau plėtoti, žmonės turi kritiškai įvertinti įvairių energijos išteklių naudojimo teigiamą ir neigiamą poveikį aplinkai.

6–8 klasės maitinimo sistemos naudojamos vairuoti ir varyti kitas technologines sistemas Dauguma mūsų aplinkoje naudojamos energijos nėra efektyviai panaudojamos.

9–12 klasės energiją galima suskirstyti į pagrindines formas: šiluminę, spinduliuotę, elektrą, mechaniką, cheminę, branduolinę ir kitas. Energijos ištekliai gali būti atsinaujinantys arba neatsinaujinantys.

Kaina apskaičiuota už saulės kolektorių rinkinį (50 USD), „Arduino“rinkinį (40 USD) ir įvairias „Lego“dalis (25 USD), iš viso 115 USD už visas dalis, visiškai naujas.

1 žingsnis: palaikymo bazė

Paimkite keturias iš šių 1x16 (15 skylių) lego kaladėlių ir sudėkite jas, kaip parodyta antrame paveikslėlyje

2 žingsnis: pasukamas laikiklis

Bus pagaminti du iš šių komponentų, todėl padvigubinkite reikalingus komponentus ir pakeiskite juos kita puse.

Paimkite vieną iš šių pilkų detalių, vieną juodą „H“jungtį ir vieną jungiamąjį kaištį su pliuso kaiščiu vienoje pusėje ir apvaliu kaiščiu kitoje.

Sukurkite komponentą, kaip parodyta antrame paveikslėlyje, ir pastatykite antrąjį atvirkščiai priešingai pusei.

3 žingsnis: Sujunkite 1 ir 2 veiksmus

Surinkite pagrindą ir ankstesnius priedus, kaip parodyta paveikslėlyje

4 žingsnis: Saulės skydelio pagrindas

Pakartokite šiuos kiekius ir pakeiskite priešingos pusės konstrukciją.

Paimkite vieną 11x1 jungties strypą, dvi kampines dalis ir 8 visas apvalias jungiamąsias detales.

Surinkite, kaip parodyta antrame paveikslėlyje.

5 žingsnis: saulės skydelio lizdas

Dubliuota konstrukcija.

Naudokite keturias 90 laipsnių jungtis, du 15x1 švaistiklius ir du 9x1 švaistiklius ir surinkite, kaip parodyta antrame paveikslėlyje

6 žingsnis: Stabilumo jungtys

Dubliuota konstrukcija.

Paimkite dvi 90 laipsnių jungtis ir 13x1 jungties strypą ir pritvirtinkite juos kartu, kaip parodyta antrame paveikslėlyje.

7 žingsnis: Saulės skydo laikymo mazgas

Paimkite anksčiau pastatytas dalis ir surinkite.

8 žingsnis: saulės kolektorių ginklai

Pritvirtinkite H jungtį ir L jungtį, kaip parodyta antrame paveikslėlyje.

9 žingsnis: saulės kolektorių ginklų tęsinys

Naudodami kitą L jungtį ir du atskirus kaiščius, pritvirtinkite juos, kaip parodyta.

10 veiksmas: saulės kolektorių ginklų tęsinys

Tada turėtumėte paimti kitą L jungtį, vieną su trumpesniu pagrindu ir dar du kaiščius, taip pat juos prijungti.

11 veiksmas: saulės kolektorių ginklų tęsinys

Dabar prie surinkimo pridėsite tiesią dalį ir dar du kaiščius, kaip parodyta.

12 žingsnis: saulės kolektorių ginklų tęsinys

Paskutiniame rankos surinkimo etape pridėkite paskutinį L gabalą, kaip parodyta. Šis gabalas bus nukreiptas į viršų, kad padėtų laikyti saulės skydelį.

13 veiksmas: pridėkite dalį prie surinkimo

Prijunkite ką tik sukurtą dalį prie surinkimo, kaip parodyta paveikslėliuose. Tada sukurkite kitą, visiškai tokį patį, ir pridėkite jį kitoje pusėje.

14 žingsnis: pagrindas

Naudodami paveikslėliuose parodytas detales, surinksite į vienodas dalis, kurios bus saulės sekiklio pagrindas. Surinkę, pritvirtinkite juos, kaip parodyta.

15 žingsnis: Surinkite agregatą

Kad surinkimas galėtų suktis, prie apačios turime pritvirtinti kitą detalę, kuri tai padarys. Sukurkite kvadratą naudodami 4 dalis, kaip parodyta instrukcijoje, ir pritvirtinkite jungtis, kaip parodyta.

16 žingsnis: įdėkite saulės kolektorių

Norėdami įdėti saulės kolektorių, gali tekti nuimti vieną iš rankų. Tiesiog nuimkite vieną, įstumkite skydelį ir vėl pritvirtinkite.

17 žingsnis: Servo variklio pritvirtinimas

Naudodami išdėstytus gabalus, surinkite mazgą, kaip parodyta.

18 žingsnis:

Turėtumėte pritvirtinti šį kitą gabalą naudodami laidą ar kažką panašaus, kad jį pritvirtintumėte.

19 žingsnis:

Pritvirtinkite naujai suformuotą mazgą prie bendro mazgo, kaip parodyta. Tai padės įdėti servo variklį.

20 veiksmas: prijunkite fotorezistorius prie laidų

Prijunkite kiekvieno fotorezistoriaus galus prie laidų, kaip parodyta.

21 žingsnis: pritvirtinkite fotorezistorius prie surinkimo

Naudodami juostą ar kitus klijus, pritvirtinkite fotorezistorius prie kiekvieno mazgo galo, kaip parodyta.

22 žingsnis: Surinkite elektronines dalis

Prieš pradėdami montuoti elektrinį įrenginį, įsitikinkite, kad jame yra visos dalys arba jų ekvivalentas.

-Arduino: „Uno R3“valdiklio lenta

-9x jungiamieji laidai

-4x „Dupont“laidai nuo moterų iki vyrų

-1x 9V baterija

-1x akumuliatoriaus jungties spaustukas

-2x 1K omų rezistoriai

-2x foto rezistorius (fotoelementas)

-1x servo variklis (SG90)

Visi komponentai yra lengvai prieinami „Elegoo Super Starter Kit“

23 veiksmas: pritvirtinkite servo variklį

Prijunkite servo variklį prie duonos lentos ir „Arduino“, kaip parodyta. Ruda viela yra neigiama, raudona - teigiama, o geltona - servo valdiklis.

24 žingsnis: vielos fotorezistoriai

Prijunkite fotorezistorius prie duonos lentos, kaip parodyta. Tada įdėkite elektros mazgą į pagrindą, kaip parodyta.

25 veiksmas: įkelkite kodą

Naudojimui buvo pridėta kodo PDF kopija ir tikrasis „Arduino“programos failas. „Servo“biblioteka buvo įtraukta ir prieš surenkant kodą turės būti išsaugota kompiuteryje.

Toliau pateikiama mūsų kodo tekstinė kopija; atrodo bjauriai, nes įklijuojant trūksta formatavimo, tačiau jis turėtų būti sudarytas.

// „Solar Tracker“// NC valstybinis universitetas // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 2018 m. Gruodžio 3 d./ * * Ši programa parašyta norint valdyti paprastą vienos ašies saulės sekiklį. * Programa matuoja kintamą dviejų fotorezistorių pasipriešinimą, vieną iš abiejų saulės skydelio pusių. * Realiame pasaulyje abu rezistoriai, priklausomai nuo saulės padėties, nustatytų, kuriuo keliu pasukti saulės skydelį - rytus ar vakarus, kad būtų maksimaliai padidinta alternatyvios energijos gamyba. */// Turėsite įtraukti pridėtą servo paketą, kad „Arduino“žinotų, kaip valdyti savo funkcijas #include // sukurti servo objektą, kad būtų galima valdyti servo Servo myservo; // kintamasis servo padėčiai išsaugoti int pos = 90; // fotoaparato rezistorių kaiščių sąrašas int east = 0; int vakarai = 1; // palyginamos fotoelemento vertės int eastRead; int westRead; // į kurią pusę turėtų pasukti saulės kolektorius? int kompasas = -1; void setup () {// pritvirtina 9 kaiščio servo prie servo objekto myservo.attach (9); // Inicijuoja servo iki 90 laipsnių, jo diapazono vidurį myservo.write (90); // Leidžia vartotojui įdėti servo ant laikiklio per 5000 ms arba 5 sekundžių vėlavimą (5000);

// Paleidžia serijinį monitorių bandymams Serial.begin (9600); } void loop () {// Nustato vertes iš fotoelementų rezistorių eastRead = analogRead (east); westRead = analogRead (vakarai); // Ar saulės kolektorius turi pasukti į rytus? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("Rytai"); // Nustato kintamąjį, kad servo pasuktų į Rytų kompasą = 0; } // Ar saulės kolektorius turi pasukti į Vakarus? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("Vakarai"); // Nustato kintamąjį, kad servo pasuktų Vakarų kompaso link = 1;

} // Žemiau grupės if (kompasas == 0) {laipsnio tolerancija if (5 <= pos && pos <= 175) {// Atima 1 iš „pos“kintamojo ir perrašo sveikąjį skaičių pos -= 1; // Nustato servo padėtį myservo.write (pos); } Serial.println (pos); } // Žemiau esanti kodų grupė pasuka saulės kolektorių į vakarus, jei (kompasas == 1)

kodas pasuka saulės kolektorių į rytinę padėtį yra nuo 5 iki 175 // 0 ir 180 yra didžiausios servo vertės ir tai yra 5

// Jei servo

{// Jei servo padėtis yra tarp 5 ir 175 // 0 ir 180 yra didžiausios servo vertės ir tai turi 5 laipsnių paklaidą, jei (5