DIY Arduino Solar Tracker (w celu zmniejszenia globalnego ocieplenia): 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Witam wszystkich, w tym samouczku pokażę wam, jak zrobić tracker słoneczny za pomocą mikrokontrolera arduino. W dzisiejszym świecie cierpimy z powodu wielu niepokojących problemów. Jednym z nich są zmiany klimatyczne i globalne ocieplenie. Zapotrzebowanie na czystsze i bardziej ekologiczne źródła energii jest teraz większe niż kiedykolwiek. Jednym z takich zielonych źródeł paliwa jest energia słoneczna. Chociaż jest szeroko stosowany w różnych sektorach na całym świecie, jedną z jego wad jest niska wydajność. Istnieje wiele przyczyn, dla których są tak nieefektywne, a jedną z nich jest to, że nie otrzymują maksymalnej intensywności światła, jaką słońce ma do zaoferowania w ciągu dnia. Dzieje się tak, ponieważ słońce porusza się w ciągu dnia i świeci pod różnymi kątami w stosunku do panelu słonecznego w ciągu dnia. Jeśli wymyślimy sposób, aby panel zawsze był skierowany w stronę najjaśniejszego światła, jakie ma do zaoferowania słońce, możemy przynajmniej w pełni wykorzystać to, co mają do zaoferowania te ogniwa słoneczne. Dzisiaj staram się rozwiązać ten problem za pomocą makiety. Moje rozwiązanie jest proste i co najmniej bardzo podstawowe. Próbowałem poruszyć panelem słonecznym wraz z ruchem słońca. Zapewnia to, że promienie padające na panel są mniej więcej prostopadłe do jego powierzchni panelu. Zapewnia to maksymalną wydajność naszej obecnej technologii. Możesz też pomyśleć „dlaczego nie obrócić go po prostu za pomocą timera!”. Cóż, nie możemy tego robić wszędzie, ponieważ długość dnia jest bardzo zróżnicowana na całym świecie, podobnie jak pogoda i klimat. Dni w zimie są krótsze niż latem, co powoduje, że timer nie działa zbyt dobrze. Jednak konstrukcja jednoosiowego trackera słonecznego pozwala przezwyciężyć te niedociągnięcia. Możesz też pomyśleć….„dlaczego więc nie 2-osiowy tracker słoneczny?”. 2-osiowy lokalizator słoneczny jest fajny dla projektu szkolnego, ale praktycznie nie jest to możliwe w przypadku farm słonecznych wielkości boisk piłkarskich. 1-osiowa jest o wiele bardziej opłacalnym i praktycznym rozwiązaniem dla takiego zastosowania. Ten projekt zajmie mniej niż 1 godzinę zbuduj i możesz mieć własny tracker słoneczny gotowy do użycia. Również kod znajduje się na końcu instrukcji do pobrania. Jednak nadal będę wyjaśniał, jak działa kod i cały projekt. Zgłosiłem również ten projekt do konkursu Robotów na instrukcje, jeśli Ci się spodoba, zagłosuj:).

Bez zbędnych ceregieli, zróbmy to.

Kieszonkowe dzieci

To, czego będziesz potrzebować do tego projektu, jest wymienione poniżej. Jeśli masz je pod ręką, to fajnie. Ale jeśli nie masz ich przy sobie, podam link do każdego z nich.:

1. Arduino UNO R3: (Indie, Międzynarodowe)

2. Mikro serwo 9g: (flipkart, Amazon.com)

3. LDR:(flipkart, Amazon.com)

4. Przewody połączeniowe i płytka stykowa: (Flipkart, Amazon)

5. Arduino IDE: arduino.cc

Krok 1: Konfiguracja:

Teraz, gdy mamy już cały sprzęt i oprogramowanie wymagane do stworzenia naszego własnego wspaniałego robota śledzącego słońce, złóżmy konfigurację. Na powyższym zdjęciu podałem kompletny schemat ustawienia aparatury.

=> Konfiguracja LDR:

Przede wszystkim musimy zrozumieć, jak nasze źródło światła będzie się poruszać w ciągu dnia. Słońce zwykle zachodzi ze wschodu na zachód, dlatego LDR-y musimy ustawić w jednej linii z zachowaniem odpowiednich odstępów między nimi. Aby uzyskać bardziej efektywny tracker słoneczny, sugerowałbym umieszczenie LDR-ów pod pewnym kątem między nimi. Na przykład użyłem 3 LDR, więc musiałbym je ustawić tak, aby kąt 180 stopni między nimi był podzielony na 3 równe sekcje, co pomoże mi uzyskać dokładniejsze wyczucie kierunku źródła światła.

Zasada działania LDR polega na tym, że jest to w zasadzie rezystor, którego korpus zawiera materiał półprzewodnikowy. Dlatego gdy pada na nie światło, z półprzewodnika uwalniane są dodatkowe elektrony, co skutecznie powoduje spadek jego rezystancji.

Będziemy mapować napięcie na złączu, jeśli LDR i rezystor, aby zobaczyć wzrost i spadek napięcia w tym punkcie. Jeśli napięcie spada, oznacza to, że natężenie światła na tym konkretnym rezystorze uległo zmniejszeniu. Więc będziemy temu przeciwdziałać, oddalając się od tej pozycji do pozycji, w której natężenie światła jest większe (napięcie którego złącza jest wyższe).

=>Konfiguracja serwomotoru:

Zasadniczo silnik serwo to silnik, któremu można przypisać kąt. Teraz, konfigurując serwomechanizm, musisz pamiętać o pewnym czynniku, musisz ustawić klakson serwa tak, aby pozycja 90 stopni odpowiadała temu, że jest równoległy do płaszczyzny, na której jest utrzymywany.

=>Podłączenie:

Podłącz instalację zgodnie ze schematem przedstawionym powyżej.

Krok 2: Pisanie kodu:

Podłącz arduino do komputera za pomocą kabla USB i otwórz arduino IDE.

Otwórz kod podany w tej instrukcji.

Przejdź do menu Narzędzia i wybierz tablicę, której używasz, np. UNO

Wybierz port, do którego podłączony jest twój arduino.

Wgraj program na płytę arduino.

UWAGA: Musisz pamiętać, że skalibrowałem odczyty do warunków panujących w moim pokoju. Twoja może być inna niż moja. Więc nie panikuj i otwórz monitor szeregowy, który jest wyświetlany w prawym górnym rogu ekranu IDE. Zobaczysz wiele wartości przewijanych na ekranie, weź zestaw 3 kolejnych wartości i wykonaj kalibrację odczytów zgodnie z nimi.

Krok 3: Testowanie

Teraz z całym wysiłkiem, który włożyłeś w ten nasz mały projekt. Czas to przetestować.

Śmiało i pokaż wszystkim, co stworzyłeś i ciesz się.

Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości/sugestie dotyczące tego projektu, zapraszam do kontaktu na mojej stronie internetowej