Izgradnja automatskog solarnog tragača s Arduino UNO: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Solarna energija postaje sve prisutnija u cijelom svijetu. Trenutno se istražuju mnoge metode kako bi solarne ploče proizvodile više energije, smanjujući naše oslanjanje na fosilna goriva i ugljen. Jedan od načina za to je da se ploče pomiču, uvijek okrenute prema suncu na nebu. To omogućuje optimalno prikupljanje energije, čineći solarne ploče učinkovitijima.

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 upravljanje solarnim tragačem. Prvi je pasivni sustav upravljanja, a druga dva su aktivni sustavi upravljanja. Pasivno kontrolirani solarni tragač ne sadrži senzore ili aktuatore, ali mijenja svoj položaj na temelju topline Sunca. Korištenjem plina s niskim vrelištem u spremniku postavljenom na šarke u njegovoj sredini, slično pilama, solarna ploča može promijeniti svoj položaj ovisno o smjeru topline od Sunca.

Aktivni sustavi su malo drugačiji. Oboje zahtijevaju sustav obrade, kao i pokretače za pomicanje ploča. Jedan od načina za aktivno upravljanje solarnim panelima je prijenos položaja Sunca na ploče. Ploče se tada orijentiraju na ovaj položaj na nebu. Druga metoda je korištenje senzora za otkrivanje položaja sunca. Korištenjem svjetlo ovisnih otpornika (LDR) moguće je detektirati različite razine svjetlosti. Ti se senzori zatim koriste za određivanje mjesta gdje se nalazi sunce na nebu, dopuštajući ploči da se pravilno orijentira.

U ovom Instructableu koristit ćemo senzorski sustav aktivnog upravljanja.

Korak 2: Dijagram sustava/Pregled komponenti

Kako ovaj sustav 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. To će potaknuti sustav 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, s 3 senzora umjesto dva (1 lijevo, 1 desno, 1 dolje). Lijevi i desni senzor mogu se izračunati prosječno, a ovo očitanje može se usporediti 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 se i u kojem smjeru servo motori moraju okrenuti.

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

Otpornici ovisni o svjetlu (LDR): To su promjenjivi otpornici koji detektiraju razinu 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 ovisna otpornika (LDR)
4. 3 10k Ohm otpornika
5. Štapići od slatkiša
6. Karton

Alati koji su korišteni za izradu ovog projekta su:

1. Lemilica
2. Traka
3. Škare
4. Pomoćni nož
5. Pištolj za vruće ljepilo

Korak 4: Shema kruga

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 (10k ohmski otpornik između pina 2 i GND)

Servo LR

Signal - 2

Uzemljenje - GND

VCC - 6 V baterija

Servo za tuberkulozu

Signal - 3

Uzemljenje - GND

VCC - 6 V baterija

Arduino napajanje

VIN - 6 V baterija

GND - 6 V baterija GND

Korak 5: Montaža

Nakon što ste spojili krug na perf ploču (slobodno umjesto toga upotrijebite ploču za kruh), vrijeme je za sastavljanje uređaja. Koristio sam karton i blok od stiropora za izradu baze i držača ploče za praćenje, kao i pregradni zid za senzore pomoću štapića za sladoled. Ovaj korak ovisi o vama. Pokušajte eksperimentirati s različitim duljinama, visinama i oblicima razdjelnika, kao i s postavljanjem senzora, kako biste vidjeli 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, tragač će se orijentirati izravno 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!