Zařízení Solar Tracker: 25 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Podle těchto kroků budete schopni vytvořit a implementovat solární panel, který upraví svou polohu tak, aby sledoval slunce. To umožňuje maximální množství energie zachycené po celý den. Zařízení je schopno vycítit sílu světla, které přijímá, pomocí dvou fotoodporů a na základě těchto informací se rozhoduje, jakým směrem by mělo směřovat.

Učební cíle

• Další informace o zapojení prkénka
• Naučte se provádět základní funkce (nahrávání/inicializace kódu) na Arduinu
• Seznamte se s různými elektrickými součástmi
• Přečtěte si o tom, jak lze zlepšit produkci alternativní energie

Protože se jedná o projekt pro třídu, hledáme řešení některých standardů pro technologickou gramotnost (STL) od ITEEA. Chceme, aby se studenti z tohoto projektu naučili, je:

Standard 16: Energie a energetické technologie

Je odpovědností všech občanů šetřit energetické zdroje a zajistit, aby budoucí generace měly přístup k těmto přírodním zdrojům. Aby lidé rozhodli, jaké energetické zdroje by měly být dále rozvíjeny, musí kriticky vyhodnotit pozitivní a negativní dopady využívání různých energetických zdrojů na životní prostředí.

Energetické systémy stupně 6–8 se používají k pohonu a zajišťování pohonu jiným technologickým systémům Velká část energie používané v našem prostředí není využívána efektivně.

Energetické třídy 9–12 lze seskupit do hlavních forem: tepelné, sálavé, elektrické, mechanické, chemické, jaderné a další Energetické zdroje mohou být obnovitelné nebo neobnovitelné Energetické systémy musí mít zdroj energie, proces a zátěž

Odhad nákladů je pro sadu solárních panelů (50 USD), sadu Arduino (40 USD) a různé díly Lego (25 USD) za celkem 115 USD za všechny díly, zcela nové.

Krok 1: Podpora základny

Uchopte čtyři z těchto lego kostek 1x16 (15 děr) a dejte je dohromady jako na druhém obrázku

Krok 2: Otočná montáž

Budou vyrobeny dvě z těchto komponent, takže zdvojnásobte potřebné komponenty a obraťte je na druhou stranu.

Popadněte jeden z těchto šedých kusů, jeden černý konektor „H“a jeden spojovací kolík s plusovým kolíkem na jedné straně a kulatým kolíkem na straně druhé.

Sestavte součást podle druhého obrázku a druhou postavte obráceně pro opačnou stranu.

Krok 3: Kombinujte kroky 1 a 2

Sestavte základnu a předchozí přílohy podle obrázku

Krok 4: Základna solárního panelu

Duplikujte tato množství a obráťte konstrukci na opačnou stranu.

Uchopte jednu spojovací tyč 11x1, dva úhlové kusy a 8 kulatých spojovacích kusů.

Sestavte podle obrázku na druhém obrázku.

Krok 5: Slot pro solární panely

Duplicitní konstrukce.

Použijte čtyři 90stupňové konektory, dvě spojovací tyče 15x1 a dvě spojovací tyče 9x1 a sestavte je podle druhého obrázku

Krok 6: Konektory stability

Duplicitní konstrukce.

Vezměte dva 90stupňové konektory a spojovací tyč 13x1 a zacvakněte je k sobě, jak ukazuje druhý obrázek.

Krok 7: Sestava držení solárního panelu

Vezměte dříve postavené díly a sestavte je.

Krok 8: Zbraně solárních panelů

Připojte konektor H a konektor L podle obrázku na druhém obrázku.

Krok 9: Pokračování zbraní solárních panelů

Pomocí jiného konektoru L a dvou jednoduchých kolíků je připevněte podle obrázku.

Krok 10: Pokračování zbraní solárních panelů

Dále byste měli chytit další L konektor, jeden s kratší základnou a dva další kolíky, a také je připojit.

Krok 11: Pokračování zbraní solárních panelů

Nyní do sestavy přidáte rovný kus a další dva kolíky, jak je znázorněno na obrázku.

Krok 12: Pokračování zbraní solárních panelů

Pro poslední krok při sestavování ramene přidejte konečný kus L podle obrázku. Tento kousek bude lícem nahoru pomáhat držet solární panel.

Krok 13: Přidejte součást do sestavy

Připojte součást, kterou jste právě vytvořili, k sestavě, jak je znázorněno na obrázcích. Poté vytvořte další přesně podobný a přidejte jej na druhou stranu.

Krok 14: Základna

Pomocí kousků zobrazených na obrázcích sestavíte stejné kusy, které budou sloužit jako základna pro solární tracker. Jakmile jsou sestaveny, připevněte je podle obrázku.

Krok 15: Otočení sestavy

Aby se sestava mohla otáčet, musíme ke dnu připevnit další kus, který to udělá. Postavte čtverec pomocí 4 figurek, jak je uvedeno výše v návodu, a připojte konektory podle obrázku.

Krok 16: Vložení solárního panelu

Chcete -li vložit solární panel, bude možná nutné odstranit jedno z ramen. Jednoduše jeden sundejte, zasuňte panel a znovu jej připevněte.

Krok 17: Připojení servomotoru

Pomocí rozložených kusů sestavte sestavu podle obrázku.

Krok 18:

Tento další kus byste měli připevnit pomocí drátu nebo něčeho podobného, abyste jej zajistili.

Krok 19:

Připojte nově vytvořenou sestavu k celkové sestavě podle obrázku. To pomůže s umístěním servomotoru.

Krok 20: Připojte fotorezistory k drátům

Připojte konce každého fotorezistoru k vodičům podle obrázku.

Krok 21: Připojte fotorezistory k sestavě

Pomocí pásky nebo jiného lepidla připevněte fotoodpory na každý konec sestavy podle obrázku.

Krok 22: Shromážděte elektronické součástky

Před zahájením elektrické montáže se ujistěte, že máte zobrazeny všechny součásti nebo jejich ekvivalent.

-Arduino: Uno R3 Controller Board

-9x propojovací vodiče

-4x Dupontové dráty žena-muž

-1x 9V baterie

-1x svorka pro přichycení baterie

-2x 1K ohmové odpory

-2x fotorezistor (fotobuňka)

-1x servomotor (SG90)

Všechny součásti jsou snadno dostupné v startovací sadě Elegoo Super Starter Kit

Krok 23: Připojte servomotor

Zapojte servomotor do prkénka a Arduina podle obrázku. Hnědý vodič je záporný, červený vodič je kladný a žlutý vodič je ovládací prvek pro servo.

Krok 24: Drátové fotoodpory

Zapojte fotoodpory do prkénka podle obrázku. Poté umístěte elektrickou sestavu do základny podle obrázku.

Krok 25: Načtěte kód

K použití byla přiložena kopie kódu ve formátu PDF a skutečný soubor programu Arduino. Servo knihovna byla zahrnuta a bude nutné ji před kompilací kódu uložit do počítače.

Textová kopie našeho kódu je níže; vypadá to ošklivě kvůli nedostatku formátování při vložení, ale mělo by se to zkompilovat.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3. prosince 2018/ * * Tento program je určen k ovládání jednoduchého jednoosého solárního trackeru. * Program měří proměnný odpor ze dvou fotoodporů, jednoho na každé straně solárního panelu. * V reálném světě by dva odpory určovaly, jakým způsobem otočit solární panel, na východ nebo na západ, v závislosti na poloze slunce, aby se maximalizovala alternativní výroba energie z elektřiny. */// Budete muset zahrnout připojený servo balíček, aby Arduino věděl, jak ovládat své funkce #include // create servo object to control a servo Servo myservo; // proměnná pro uložení polohy servo int pos = 90; // seznam pinů pro odpory fotobuňky int east = 0; int západ = 1; // hodnoty fotobuňky k porovnání int EastRead; int západ Číst; // jakým směrem by se měl solární panel otáčet? int kompas = -1; void setup () {// připojí servo na pinu 9 k objektu serva myservo.attach (9); // Inicializuje servo na 90 stupňů, uprostřed jeho rozsahu myservo.write (90); // Umožňuje uživateli umístit servo na mount do 5 000 ms nebo 5 s zpoždění (5 000);

// Spustí sériový monitor pro účely testování Serial.begin (9600); } void loop () {// Určuje hodnoty z odporů fotobuňky eastRead = analogRead (východ); westRead = analogRead (západ); // Potřebuje se solární panel otočit směrem na východ? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("East"); // Nastaví proměnnou tak, aby se servo otočilo směrem k východnímu kompasu = 0; } // Potřebuje se solární panel otočit směrem na Západ? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("West"); // Nastaví proměnnou tak, aby se servo otočilo směrem k západnímu kompasu = 1;

} // Pod skupinou if (kompas == 0) {tolerance stupně if (5 <= pos && pos <= 175) {// Odečte 1 od proměnné "pos" a přepíše celé číslo pos -= 1; // Nastaví polohu servo myservo.write (pos); } Serial.println (pos); } // Níže uvedená skupina kódu otočí solární panel směrem na západ, pokud (kompas == 1)

kód otočí solární panel směrem k východní poloze je mezi 5 a 175 // 0 a 180 jsou maximální hodnoty serva a toto má 5

// Pokud servo

{// Pokud je poloha serva mezi 5 a 175 // 0 a 180 jsou maximální hodnoty serva, a to má 5stupňovou toleranci, pokud (5