Automatikus napelemző építése Arduino UNO -val: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

A napenergia egyre inkább elterjedt az egész világon. Jelenleg számos módszert vizsgálnak annak érdekében, hogy a napelemek több energiát termeljenek, csökkentve a fosszilis tüzelőanyagokra és a szénre való támaszkodásunkat. Ennek egyik módja a panelek mozgatása, mindig az égen a nap felé nézve. Ez lehetővé teszi az optimális energiagyűjtést, hatékonyabbá téve a napelemeket.

Ez az Instructable megvizsgálja a napelemes nyomkövetők működését, és bevezet egy ilyen módszert egy napkereső prototípusba egy Arduino UNO segítségével.

1. lépés: A napelemzők működése

Három fő módszer létezik a napelemes nyomkövető vezérlésére. Az első egy passzív vezérlőrendszer, a másik kettő pedig aktív vezérlőrendszer. A passzív vezérlésű napelemes nyomkövető nem tartalmaz érzékelőket vagy működtetőket, de megváltoztatja helyzetét a Napból származó hő hatására. Ha a közepén csuklópántokra szerelt tartályban alacsony forráspontú gázt használ, hasonlóan a fűrészhez, a napelem megváltoztathatja helyzetét a Naptól érkező hő iránya alapján.

Az aktív rendszerek kissé különböznek egymástól. Mindkettő feldolgozási rendszert és működtetőelemeket igényel a panelek mozgatásához. A napelemek aktív vezérlésének egyik módja a Nap helyzetének továbbítása a panelekre. A panelek ezután az égen ebbe a helyzetbe orientálódnak. Egy másik módszer a nap helyzetének érzékelésére szolgáló érzékelők használata. Fényfüggő ellenállások (LDR) használatával lehetséges a különböző fényszintek észlelése. Ezekkel az érzékelőkkel határozzák meg, hol van a nap az égen, és lehetővé teszik a panel megfelelő tájékozódását.

Ebben az utasításban az érzékelő alapú aktív vezérlőrendszert fogjuk használni.

2. lépés: Rendszerábra/alkatrészek áttekintése

Ennek a rendszernek a működése a fenti képeken látható. Az osztó mindkét oldalán 1 fényfüggő ellenállás lesz. Ez az elválasztó árnyékot vet a panel egyik oldalán lévő érzékelőre, ami drasztikus különbséget eredményez a két érzékelő leolvasása között. Ez arra készteti a rendszert, hogy a világosabb oldal felé mozduljon el, hogy kiegyenlítse az érzékelők leolvasását, és optimalizálja a napelemek helyzetét. A 2 tengelyes napelemes nyomkövető esetében ugyanez az elv alkalmazható, kettő helyett 3 érzékelővel (1 bal, 1 jobb, 1 alul). A bal és jobb szenzorok átlagolhatók, és ezt az értéket össze lehet hasonlítani az alsó érzékelővel, hogy meghatározzuk, mennyit kell mozognia a panelnek felfelé vagy lefelé.

A fő összetevők áttekintése

Arduino UNO: Ez a projekt mikrokontrollere. Beolvassa az érzékelő adatait, és meghatározza, hogy a szervóknak mennyit és milyen irányba kell fordulniuk.

Szervo: Ezeket a hajtóműveket használják ehhez a projekthez. Könnyen vezérelhetők és nagyon pontosak, így tökéletes a projekthez.

Fényfüggő ellenállások (LDR): Ezek változó ellenállások, amelyek érzékelik a fényszintet. Ezekkel határozzák meg a nap helyzetét az égen.

3. lépés: Anyagok/berendezések

A projekt építéséhez felhasznált anyagok:

1. Arduino UNO
2. 2 szervó
3. 3 fényfüggő ellenállás (LDR)
4. 3 db 10 k ohmos ellenállás
5. Popsicle botok
6. Karton

A projekt építéséhez használt eszközök a következők:

1. Forrasztópáka
2. Szalag
3. Olló
4. Svájci bicska
5. Ragasztópisztoly

4. lépés: Áramkör vázlata

Fentebb látható a napelemes nyomkövető összekötésére szolgáló vázlat.

Tűcsatlakozások:

Bal fotorezisztor

1. tű - 3.3V

2. tüske - A0, GND (10 k ohmos ellenállás a 2. és a GND között)

Jobb fotorezisztor

1. tű - 3.3V

2. tüske - A1, GND (10 k ohmos ellenállás a 2. és a GND között)

Alsó fotorezisztor

1. tű - 3.3V

2. tüske - A2, GND (10 k ohmos ellenállás a 2. és a GND között)

LR Servo

Jel - 2

Föld - GND

VCC - 6 V akkumulátor

TB szervo

Jel - 3

Föld - GND

VCC - 6 V akkumulátor

Arduino Power

VIN - 6 V akkumulátor

GND - 6 V -os akkumulátor GND

5. lépés: Összeszerelés

Miután az áramkört összeforrasztotta egy perf -táblára (használjon bátran kenyérsütőt), ideje összeszerelni az eszközt. Kartonból és hungarocellblokkból készítettem el a nyomkövető alap- és paneltartóját, valamint elválasztó falat az érzékelők számára popsicle botok segítségével. Ez a lépés rajtad múlik. Próbáljon ki különböző elválasztófalhosszúságokat, -magasságokat és -formákat, valamint az érzékelő elhelyezését, hogy lássa, hogyan befolyásolja az eszköz követési képességét.

6. lépés: Szoftver

Most, hogy az összeszerelés befejeződött, ideje szoftvert készíteni az eszközhöz. Az Arduino vázlata az alábbiakban található.

7. lépés: Szoftver folyamatábrája

Íme egy folyamatábra az eszköz működéséről.

8. lépés: Következtetés

Ha bekapcsolja a készüléket, és erős fényt világít a panelen, a nyomkövető közvetlenül a fény felé néz. Az alábbiakban csatoltam egy tesztvideót a projektről. Remélem tetszett ez a projekt! Nyugodtan tegyen fel bármilyen kérdést a megjegyzések részben, és megpróbálok válaszolni rájuk. Kösz!