Solarne urządzenie śledzące: 25 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Postępując zgodnie z tymi krokami, będziesz w stanie stworzyć i wdrożyć panel słoneczny, który dostosuje swoje położenie, aby podążać za słońcem. Pozwala to na pozyskanie maksymalnej ilości energii w ciągu dnia. Urządzenie jest w stanie wykryć siłę światła, które otrzymuje za pomocą dwóch fotorezystorów i na podstawie tych informacji decyduje, w jakim kierunku powinno być skierowane.

cele nauczania

• Dowiedz się o okablowaniu płytki stykowej
• Dowiedz się, jak wykonywać podstawowe funkcje (przesyłać/inicjować kod) na Arduino
• Dowiedz się o różnych komponentach elektrycznych
• Dowiedz się, jak można ulepszyć alternatywną produkcję energii

Ponieważ jest to projekt dla klasy, zamierzamy zająć się niektórymi standardami umiejętności technologicznych (STL) opracowanymi przez ITEEA. Chcemy, aby uczniowie nauczyli się dzięki temu projektowi:

Standard 16: Technologie energetyczne i energetyczne

Obowiązkiem wszystkich obywateli jest oszczędzanie zasobów energetycznych, aby zapewnić przyszłym pokoleniom dostęp do tych zasobów naturalnych. Aby zdecydować, jakie zasoby energetyczne należy dalej rozwijać, ludzie muszą krytycznie ocenić pozytywny i negatywny wpływ wykorzystania różnych zasobów energetycznych na środowisko.

Klasy 6-8 Systemy zasilania służą do napędzania i dostarczania napędu innym systemom technologicznym Duża część energii zużywanej w naszym środowisku nie jest efektywnie wykorzystywana.

Klasy 9-12 Energię można podzielić na główne formy: cieplną, promienistą, elektryczną, mechaniczną, chemiczną, jądrową i inne Zasoby energii mogą być odnawialne lub nieodnawialne Systemy energetyczne muszą mieć źródło energii, proces i obciążenia

Oszacowanie kosztów dotyczy zestawu do paneli słonecznych (50 USD), zestawu Arduino (40 USD) i Assorted Lego Parts (25 USD) na łączną kwotę 115 USD za wszystkie części, zupełnie nowe.

Krok 1: Baza wsparcia

Chwyć cztery z tych klocków lego 1x16 (15 otworów) i złóż je razem, jak na drugim obrazku

Krok 2: Uchwyt obrotowy

Zostaną wykonane dwa z tych elementów, więc podwój potrzebne elementy i odwróć je na drugą stronę.

Chwyć jeden z tych szarych elementów, jeden czarny łącznik „H” i pojedynczy kołek łączący z kołkiem plus z jednej strony i okrągłym kołkiem z drugiej.

Zbuduj element tak, jak pokazano na drugim rysunku, a drugi zbuduj w odwrotnej kolejności po przeciwnej stronie.

Krok 3: Połącz kroki 1 i 2

Zamontuj podstawę i poprzednie mocowania, jak pokazano na rysunku

Krok 4: Podstawa panelu słonecznego

Powiel te wielkości i odwróć konstrukcję po przeciwnej stronie.

Chwyć jeden pręt łączący 11x1, dwa elementy kątowe i 8 okrągłych elementów łączących.

Zmontuj jak pokazano na drugim obrazku.

Krok 5: Gniazdo panelu słonecznego

Zduplikowana konstrukcja.

Użyj czterech łączników 90 stopni, dwóch korbowodów 15x1 i dwóch korbowodów 9x1 i zmontuj jak pokazano na drugim rysunku

Krok 6: Złącza stabilności

Zduplikowana konstrukcja.

Weź dwa złącza 90 stopni i pręt łączący 13x1 i połącz je ze sobą, jak pokazano na drugim zdjęciu.

Krok 7: Montaż paneli słonecznych

Weź wcześniej zbudowane części i zmontuj.

Krok 8: Ramiona do paneli słonecznych

Podłącz złącze H i złącze L, jak pokazano na drugim rysunku.

Krok 9: Ramiona paneli słonecznych cd

Używając innego złącza L i dwóch pojedynczych kołków, przymocuj je, jak pokazano.

Krok 10: Ramiona paneli słonecznych cd

Następnie chwyć kolejne złącze L, jedno z krótszą podstawą i dwa kolejne kołki, i również je połącz.

Krok 11: Ramiona paneli słonecznych cd

Teraz dodasz prosty kawałek i dwa dodatkowe kołki do zespołu, jak pokazano.

Krok 12: Ramiona paneli słonecznych cd

Aby wykonać ostatni krok w montażu ramienia, dodaj ostatni element L, jak pokazano. Ten kawałek będzie skierowany do góry, aby pomóc utrzymać panel słoneczny.

Krok 13: Dodaj część do zespołu

Połącz właśnie utworzoną część z zespołem, jak pokazano na rysunkach. Następnie utwórz kolejny dokładnie taki sam i dodaj go po drugiej stronie.

Krok 14: Baza

Korzystając z elementów pokazanych na zdjęciach, zmontujesz podobne elementy, które posłużą jako podstawa dla lokalizatora słonecznego. Po złożeniu przymocuj je, jak pokazano.

Krok 15: Obracanie zespołu

Aby zespół mógł się obracać, musimy dołączyć do spodu kolejny element, który to zrobi. Zbuduj kwadrat za pomocą 4 elementów, jak pokazano wcześniej w instrukcji, i przymocuj złącza, jak pokazano.

Krok 16: Wkładanie panelu słonecznego

Aby włożyć panel słoneczny, może być konieczne zdjęcie jednego z ramion. Po prostu zdejmij jeden, wsuń panel i ponownie go zamocuj.

Krok 17: Podłączanie serwomotoru

Korzystając z ułożonych elementów, zbuduj zespół, jak pokazano.

Krok 18:

Powinieneś przymocować ten następny element za pomocą drutu lub czegoś podobnego, aby go zabezpieczyć.

Krok 19:

Dołącz nowo utworzony zespół do całego zespołu, jak pokazano. Pomoże to w umieszczeniu serwomotoru.

Krok 20: Podłącz fotorezystory do przewodów

Podłącz końce każdego fotorezystora do przewodów, jak pokazano.

Krok 21: Dołącz fotorezystory do zespołu

Za pomocą taśmy lub innego kleju przymocuj fotorezystory do obu końców zespołu, jak pokazano.

Krok 22: Zbierz części elektroniczne

Upewnij się, że masz wyświetlone wszystkie części lub ich odpowiedniki przed rozpoczęciem montażu elektrycznego.

-Arduino: płyta kontrolera Uno R3

-9x przewody połączeniowe

-4x żeńskie-męskie przewody dupontowe

-1x bateria 9 V

-1x zatrzaskowy klips do złącza baterii

-2x rezystory 1K Ohm

-2x fotorezystor (fotokomórka)

-1x silnik serwo (SG90)

Wszystkie komponenty są łatwo dostępne w zestawie Elegoo Super Starter Kit

Krok 23: Podłącz serwomotor

Podłącz serwomotor do płytki stykowej i Arduino, jak pokazano. Brązowy przewód jest ujemny, czerwony przewód jest dodatni, a żółty przewód służy do sterowania serwomechanizmem.

Krok 24: Drutowe fotorezystory

Podłącz fotorezystory do płytki stykowej, jak pokazano. Następnie umieść zespół elektryczny w podstawie, jak pokazano.

Krok 25: Załaduj kod

Do użytku została dołączona kopia kodu w formacie PDF, a także rzeczywisty plik programu Arduino. Biblioteka Servo została dołączona i będzie musiała zostać zapisana na komputerze przed kompilacją kodu.

Tekstowa kopia naszego kodu znajduje się poniżej; wygląda paskudnie z powodu braku formatowania podczas wklejania, ale powinien się skompilować.

//Solar Tracker//NC State University //TDE 331 //Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery //3 grudnia 2018 r. /* * Ten program został napisany do sterowania prostym jednoosiowym urządzeniem śledzącym energię słoneczną. * Program mierzy zmienną rezystancję z dwóch fotorezystorów, po jednym z każdej strony panelu słonecznego. * W rzeczywistym świecie dwa rezystory określają, w którą stronę obrócić panel słoneczny, na wschód lub na zachód, w zależności od położenia słońca, aby zmaksymalizować produkcję energii elektrycznej z alternatywnych źródeł. */ //Musisz dołączyć dołączony pakiet serwo, aby Arduino wiedziało, jak sterować jego funkcjami #include // utwórz obiekt servo do sterowania serwo Servo myservo; // zmienna do przechowywania pozycji serwa int pos = 90; // lista pinów rezystorów fotokomórek int east = 0; int zachód = 1; // wartości fotokomórek do porównania int eastRead; int zachódCzytaj; // w którą stronę powinien obracać się panel słoneczny? int kompas = -1; void setup() { // dołącza serwo na pinie 9 do obiektu servo myservo.attach(9); //Inicjuje serwo pod kątem 90 stopni, w środku jego zakresu myservo.write(90); //Pozwala użytkownikowi na umieszczenie serwomechanizmu na montowaniu w ciągu 5000 ms lub 5 sekund opóźnienia (5000);

//Uruchamia monitor szeregowy do celów testowych Serial.begin(9600); } void loop() { //Określa wartości rezystorów fotokomórek eastRead = analogRead(east); westRead = analogRead(zachód); //Czy panel słoneczny musi być skierowany na wschód? if(eastRead > westRead) { Serial.println("Wschód"); //Ustaw zmienną, aby obrócić serwo w kierunku kompasu wschodniego = 0; } //Czy panel słoneczny musi być skierowany na zachód? if(westRead > eastRead) { Serial.println("Zachód"); //Ustawia zmienną, aby obrócić serwo w kierunku zachodniego kompasu = 1;

} //Poniżej grupy if(compass == 0) { stopień tolerancji if(5 <= poz && poz <= 175) { //Odejmuje 1 od zmiennej "poz" i nadpisuje liczbę całkowitą poz -= 1; //Ustawia pozycję serwa myservo.write(pos); } Serial.println(poz); } //Poniższa grupa kodów obraca panel słoneczny w kierunku zachodnim if(compass == 1)

kod obraca panel słoneczny w kierunku wschodnim jest pomiędzy 5 a 175 //0 a 180 to maksymalne wartości serwa a to ma 5

//Jeśli serwo

{ //Jeśli pozycja serwa mieści się w zakresie od 5 do 175 //0 i 180 to maksymalne wartości serwa i to ma tolerancję 5 stopni if(5