Dual Axis Tracker V2.0: 15 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Még 2015 -ben terveztünk egy egyszerű kéttengelyes nyomkövetőt szórakoztató diák- vagy hobbiprojektként. Kicsi volt, zajos, kicsit bonyolult, és sok nagyon furcsa közösségi megjegyzést váltott ki. Ennek ellenére három és fél évvel később még mindig kapunk e -maileket és telefonhívásokat olyan emberektől a világ minden tájáról, akik sajátjukat akarják felépíteni.

Az eredeti projektbejegyzésünk, a YouTube -videó és az általunk forgalmazott készletek sikere miatt sokféle visszajelzést kaptunk a felhasználók széles körétől. A legtöbb jó, némelyik bosszantó, és jó néhány olyan volt, hogy "a dolog bekötése valóban baromi bonyolult, ezért kérjük, töltsön velünk egy órát telefonon, hogy kitaláljuk." Ezt szem előtt tartva néhány hónapig újraterveztük a projektet az alapoktól kezdve, hogy sokkal egyszerűbbé és egyszerűbbé tegyük azt.

Ebben az írásban információkat talál a frissítéseinkről, a napelemes nyomkövetők működéséről, az alkatrészlistát, a nyílt forráskódú hardverre mutató linkeket, a nyílt forráskódot, valamint a linkeket, ahol sok ilyet vásárolhat.

Teljes közzététel: Ezt a projektet és az összes alkatrészt oktatási készletként értékesítjük. A projekt megvalósításához nem kell semmit vásárolnia tőlünk. Valójában minden erőforrásunkat felhasználhatja saját PCB -k elkészítéséhez, lézervágáshoz saját fáját a helyi Maker Space -ben vagy Egyetemen, vagy akár csak egy csomó kartont és forró ragasztót használhat saját fantasztikus alkotás létrehozásához. Ez egy nyílt forráskódú projekt keresztül -kasul.

Ajándékozzon: 2019 -ben valami újat próbálunk ki. Kövessen bennünket az oktatóanyagok, a Facebook, az Instagram és a YouTube oldalain, hogy megnyerje az ingyenes részeket (csak az Egyesült Államok lakói). Csak lájkolja és kommentálja a projekthez kapcsolódó bejegyzéseinket és videóinkat, és a következő hónapban kiválasztunk néhány nyertest. Odaadunk pár tétel PCB -t és néhány készletet.

1. lépés: Miért Solar Trackers?

A napelemek mindenhol megtalálhatók. Olcsók, könnyen beszerezhetők és nagyon könnyen használhatók. Több tízezer kis méretű napelem projekt található a youtube és a DIY weboldalakon.

A Solar Group Buys elterjedésének és a kormányzati ösztönzőknek köszönhetően a legtöbb embernek valószínűleg van pár nagyobb méretű napelemes berendezése a környékén. Ezen elrendezések túlnyomó többségében a napelemeket egy épület tetejére rögzítik, amely 45 fokos déli irányba mutat (az északi féltekén). A fix napelemes beállítások messze a legegyszerűbb módja egy ház vagy épület áramellátásának, mivel nagyon kevés karbantartást és karbantartást igényelnek. Gyakran mondjuk a velünk kapcsolatba lépő embereknek, hogy sokkal költséghatékonyabb, ha NEM építünk napelemes nyomkövetőt otthonunkba, hanem csak további napelemeket adunk hozzá a tömbhöz.

Mindazonáltal a leghatékonyabb módja annak, hogy egyetlen panelről energiát gyűjtsünk, egy napelemes nyomkövetőn keresztül. Ez lehetővé teszi, hogy a napelem egész nap az optimális helyzetben legyen, ami több mint 20%-kal növeli az energiatermelést. Ez a fajta rendszer tökéletes olyan épületekhez vagy létesítményekhez, ahol nincs sok lapos tető, vagy olyan helyzetekben, amikor a napenergia inkonzisztens.

Bemutatunk egy aktív Solar Tracker -t, amely X és Y tengelyen is mozog. Ez a fajta rendszer mikrovezérlőt vagy jól megtervezett analóg áramkört és érzékelőket használ a napelem megfelelő helyzetben tartásához. Bár ez egy igazán sima bemutatót eredményez, amelyet zseblámpával mutathat be az osztályteremben, ez is sok energiát fogyaszt, és sok mozgó alkatrésszel rendelkezik.

A dátum alapú nyomkövető vagy ütemezett nyomkövető dátum és idő információ alapján követi a beállított útvonalat minden nap, mivel a nap mozgása 100% -ban megjósolható. Ennek egyik példája a pdaniel7 Instructable felhasználó projektje, és két szervót használ újszerű kialakításban a nap nagyon hatékony követésére. Az ilyen típusú tervezés kulcsa annak biztosítása, hogy a szoftver a lehető leghatékonyabban legyen beállítva az Ön pontos tartózkodási helyéhez.

A Person Powered Tracker olyan, amelyet emberek hajtanak. Ez olyan egyszerű dolgoktól függhet, mint egy személy, aki évente párszor megváltoztatja a napelemek szögét, vagy egy panelt tesz egy forgó platformra, amelyet egy súlyozott szíjtárcsára erősítenek, amelyet minden reggel visszaállítanak. Például egy ismerős helyi gazda udvarán több napelem található PVC csövekre szerelve. Minden hónapban kissé megváltoztatta helyzetüket és szögüket. Ez nagyon egyszerű, és segít még néhány amper energiát szerezni a rendszeréből.

2. lépés: Frissítés az eredeti dizájnra

Eredeti változatunk inkább a fizikai mechanikával foglalkozott, mint az elektronikával, és ez bizonyult a legnagyobb bukásának. Amikor elkezdtük újratervezni ezt a projektet, úgy döntöttünk, hogy vezetékeinket a „vezetékköteg” megközelítésről az egyszerű „plug and play” megközelítésre cseréljük, mivel közönségünk általában diák volt.

Az első dolog, amit tettünk, egy egyedi Arduino pajzs létrehozása volt a szervók és érzékelők csatlakoztatásához. Az eredeti kialakítás egy általános Arduino érzékelőpajzsot használt, amely jól működött a szervóknál, de nem jól az érzékelőknél. A pajzsunk összességében nem különleges, és ez volt a legegyszerűbb tervezési szempont. (Más projektekhez is használtuk, ahol egy egyszerű érzékelőt és egy szervót kellett csatlakoztatni.)

Az érzékelők helyben tartásához egy nagyon egyszerű érzékelőtartót terveztünk, amely könnyen lecsavarható a fára. Ezt követően egy csapfejfej lehetővé tette számunkra, hogy csatlakoztassuk az érzékelő NYÁK -ját a pajzshoz női ugrókkal. Ennek a beállításnak a hibaelhárítása sokkal könnyebb, mint az eredeti „köteg huzalunk” vagy a kenyérlap.

Végül áttekintettük a tervezésünket, és a fából egy kicsit negyed hüvelykről nyolcadik hüvelykre változtattunk, hogy csökkentsük a súlyt. Bár soha nem kaptunk jelentést arról, hogy az embereknek problémáik lennének a 9G szervójukkal, annál kisebb a súlyuk, amit mozognak. Ez csökkenti a költségeket és a szállítási súlyokat is, mivel hajlamosak vagyunk sok készletet nemzetközi szinten szállítani.

3. lépés: Szükséges alkatrészek

A projekt elkészítéséhez a következő elemekre lesz szüksége:

Eszközök:

• Csavarhúzók
• Számítógép
• Lézervágó vagy CNC maró, ha saját maga vágja ki az alkatrészeket

Elektronika:

• Arduino Uno
• Solar Tracker Shield (pin fejrészek és 10 000 ohmos ellenállások)
• Érzékelő tartó NYÁK (tűfej és fényérzékelő ellenállások)
• Női -női jumper kábelek
• 2 x 9G méretű fém fogaskerék szervó

Hardver:

• Lézervágott vagy CNC fa alkatrészek
• 4 x M3 csavar + anya körülbelül 14-16 mm hosszú
• 4 x 2 -es méretű facsavarok 1/4 hüvelyk hosszúságban, vagy néhány hasonló hosszúságú M1 csavar
• 21 x 8-32 csavar 1/2 hüvelyk hosszban
• 1 x 8-32 3/4 hüvelyknél
• 1 x 8-32 csavar 2,5 hüvelyk hosszúságban és opcionális anya
• 24 x 8-32 anya
• 4 x gumi láb

Választható:

• Napelem (6V 200mA az általunk használt)
• LED feszültségmérő
• Huzal a kettő összekapcsolásához

Ezen részek többsége meglehetősen könnyen megtalálható. Ha saját PCB -ket szeretne elkészíteni, akkor ezt az OSHPark.com webhelyen vagy más PCB szolgáltatásokon keresztül teheti meg. Győződjön meg arról, hogy a Metal Gear 9G szervókat megkapja az általuk nyújtott extra torcért.

Végezetül, valójában egy készletet készítünk és értékesítünk ehhez, amely mindent tartalmaz. Mi is csak a fából készült alkatrészeket és csak az elektronikát értékesítjük, mivel sok opciós kérést kaptunk. Készleteink már fel vannak forrasztva, tartalmazzák a projekt építéséhez szükséges összes alkatrészt, és mi ügyfélszolgálatot biztosítunk.

Ááááá, és mielőtt elkezdünk sok dühös furcsa megjegyzést kapni az emberektől, ez egy 100% -ban nyílt forráskódú projekt. Nyugodtan készítsd el sajátodat az útmutatásaink segítségével.

4. lépés: A NYÁK -ok előkészítése

Ha a készleteinket vagy alkatrészeinket használja, a két PCB -t már forrasztják az Ön számára.

Ha saját maga szeretné elkészíteni, megtalálja PCB -fájljainkat a GitHub Repo webhelyen, majd igénybe vehet egy olyan szolgáltatást, mint például az OSHPark, hogy néhány PCB -t elkészítsen. A táblák feltöltéséhez szüksége lesz körülbelül 10 000 ohmos ellenállásra, csapfejre és fényérzékelő ellenállásra.

Általánosságban elmondható, hogy a lyukforrasztás nagyon egyszerű. Ügyeljen arra, hogy olyan forrasztópácot használjon, amelynek végén megfelelő hegy van.

Pajzsforrasztás: Forrasztja fel a szervo és az érzékelő csapfejét felfelé, az Arduino csatlakozócsap fejét pedig lefelé.

Érzékelő forrasztás: Fényérzékelő ellenállások felfelé, a tűfejlécek lefelé.

Van egy olyan nyomtatott áramköri lapunk is, amely Arduino Nano -t használ, de nem tesztelt. Ha valaki elkészít ilyet, szívesen látnánk működés közben!

5. lépés: A fa alkatrészek előkészítése

Szerencsések vagyunk, hogy műhelyünkben lézervágó és CNC maró is található, ami nagyon megkönnyíti az alkatrészek kivágását. A legtöbb embernek gépet kell keresnie a helyi Maker Space -ben, egyetemen vagy könyvtárban. Bármely asztali lézervágó vagy CNC útválasztó képes kezelni az általunk használt 1/8 és 1/4 hüvelykes fát. Több hallgatói csoportunk sikeresen építette fel ezt a projektet kézzel vágott habtáblával vagy kartonnal.

Az egyik dolog, amit NEM ajánlunk, az akril. Nagyon nehéz és sűrű, ami legyőzheti a két szervót.

A vektoros vonalakkal rendelkező PDF -fájlok könnyen megtalálhatók a GitHub Repo -nál. Dobja ezeket a kívánt lézervágó szoftverbe, inkcape -be vagy más rajzoló szoftverbe. Kérjük, vegye figyelembe, hogy fájljainkban vannak CUT és ETCHING sorok.

Ha szeretné leegyszerűsíteni ezt a projektet, próbálja meg megszüntetni a napelem -platformot vezérlő Y -szervót, majd manuálisan állítsa be az Y tengelyt. Ebből egy nagyon ügyes egytengelyes nyomkövető válna.

Sok kérésünk van CSAK a lézerrel vágott fa alkatrészekkel kapcsolatban. Opcióként értékesítjük őket weboldalunkon, és mindenképpen küldjük el a megfelelő csavarokat is.

6. lépés: Rögzítse az X szervót, a lábakat és az alapot

Megjegyzés: A projekt összeállításának számos módja van, és a felépítés sorrendje nem igazán számít. Ha meg szeretne tekinteni néhány vonalrajz -stílusirányzatot, akkor ezt megteheti a weboldalunkon található utasításokkal.

Az építés során az első lépés az, hogy az egyik szervót rögzítse a Circle Servo tartóhoz.

Használja a szervóhoz kapott csavarokat, és rögzítse a fadarab aljára. Ez az az oldal, amelyen nincs maratás.

Ezután rögzítse a négy lábat egy 8-32 csavarral és anyával. Ne csavarja be őket teljesen, hagyjon egy kis mozgószobát.

Végül csatlakoztassa a négy lábat a nagy, fából készült Project Base darabhoz további négy 8-32 csavarral és anyával. Miután rögzítették, húzza meg a másik négy csavart a Circle Servo tartókonzolon.

Ez egy jó alkalom arra is, hogy gumitalpakat tegyen a Project Base fadarab aljára, hogy a csavarok ne karcolják fel az asztalát.

7. lépés: Csatlakoztassa az Y szervót és építse fel a központot

Használja a fenti diagramot a középső részek felépítéséhez.

Rögzítse a szervót a mellékelt csavarokkal. Nem mindegy, hogy a fadarab melyik oldalát használja, csak az, hogy a szervo test belül van.

Ezután lazán csatlakoztassa a két hosszú téglalapdarabot és a két hosszú csavarvezető részt.

8. lépés: Rögzítse a szervókürtöket

Megjegyzés: Ez a konstrukció messze a legbosszantóbb része. Ha eltörik egy szervo kürtöt, ne aggódjon, oka van rá.

Csatlakoztassa a szervójához kapott X alakú szervoszarvak egyikét a nagy középső kördarabhoz. Csavarja be az alsó oldalába, amely az oldal, maratás nélkül. Ehhez használjon két kis #2 facsavart.

Ugyanezt tegye a két háromszög szárny egyikével egy másik szervo kürt segítségével.

9. lépés: Csatlakoztassa a központot és a bázist, otthon az X Servo

Csatlakoztassa a középső kördarabot, amelyhez éppen egy kürtöt csatlakoztatott, és csatlakoztassa az Y Servo Center darabokhoz. Csatlakoztassa a darabokat, és használjon négy 8-32 csavart és anyát.

Ezután helyezze a bázisra, és a szervo kürtöt csatlakoztassa. NE csavarja még a helyére.

Az X Servo otthona

A szervóhoz csatlakoztatott kürt segítségével fordítsa el a szervót az óramutató járásával megegyező irányba. (Ehhez használhatja a megmaradt szervo kürtök egyikét is.)

Vegye fel a Központot, és tegye le az óramutató járásával ellentétes irányban legtávolabbi helyzetbe. Használja a Project Base sarkát referenciapontként.

Végül a szervóhoz kapott nagyon kicsi csavarral csavarja be a kürtöt a szervóba. Segít, ha van egy mágneses csúcsú csavarhúzó.

10. lépés: Az arc felépítése, az Y szervo otthona és minden csatlakoztatása

Először csavarja be az érzékelő NYÁK-t az előlapba egy fél hüvelykes (vagy 3/4 hüvelyk) 8-32-es anyával és csavarral. Ezután rögzítse körül a két elválasztót több 8-32 csavar segítségével.

Ezután csavarja be a két háromszög szárnyat az előlapba.

Győződjön meg arról, hogy a szervoszárnyú szárny megegyezik az Y tengely szervójával.

A szervó elhelyezése

Itt is ugyanazt csináljuk. Fordítsa el teljesen a szervót az óramutató járásával megegyező irányba egy szervókürt segítségével.

Ezután rögzítse a teljes előlapot úgy, hogy majdnem függőleges legyen, de ne ütközzön más fa alkatrészekbe.

Mindent összekötni

A 2,5 hüvelykes csavar az arclap egyik oldalát a középponttal köti össze a nagy lézervágással.

Ezután a másik nagyon kicsi szervócsavarral csavarja be a kürtöt az Y tengely szervóba.

11. lépés: Csatlakoztassa az Arduino -t és csatlakoztassa a vezetékeket

Végül be kell csavarni az Arduino -t az alaplemezbe néhány M3 csavar és anya segítségével. Általában csak két csavart használunk, de négyhez lyukakat illesztettünk. Ezután rögzítse a pajzsot az Arduino -hoz.

Csatlakoztassa a szervókat a pajzshoz. Feltétlenül csatlakoztassa a vízszintes szervót az X tengely csatlakozáshoz, a függőleges szervót pedig az Y tengely csatlakozáshoz.

Illessze össze az öt csatlakozót az érzékelő NYÁK és a Pajzs között, mindkettő meg van jelölve. Csatlakoztassa mind a négy vezetéket.

Megjegyzés: Ha problémái lesznek, annak az az oka, hogy valamit rosszul csatlakoztatott. Ha kétségei vannak, ellenőrizze kétszer az érzékelő vezetékét, és ellenőrizze, hogy a szervók a megfelelő helyen vannak -e.

12. lépés: Töltse fel a kódot

A kódunk meglehetősen egyszerű. Összehasonlítja a négy fényérzékelő ellenállás mindegyikét érő fényt, és megpróbálja egyenletessé tenni őket. Ez szintén nagyon nem hatékony módja a dolgoknak, és ez semmiképpen sem lenne jó a nagyobb projektekhez. Ennek a kódnak a legnagyobb előnye, hogy érdekes nézni. A nyomkövető nagyon könnyen követi a zseblámpát. A legnagyobb hátránya, hogy nem különösebben pontos, és ha egész nap a napon tartózkodik, nem túl gyakran mozog. Csípheti a kódot, hogy érzékenyebb legyen, de sok kísérlet és hiba.

Ha saját kódot szeretne írni, vagy valami mást szeretne kipróbálni, fantasztikus! Feltétlenül ossza meg a linket a megjegyzésekben.

A hivatalos Arduino szoftver használatával töltse fel ezt a kódot az Arduino -ba.

Ha a szervók és az érzékelők csatlakoztatva vannak, látni fogja, hogy "Home" helyzetbe ugrik, szünetel egy pillanatra, majd újra mozog.

13. lépés: Gyakori kérdések és válaszok

Gyakori problémák, amelyekkel az emberek hívnak minket.

Q1) Napfényben van és nem működik! Micsoda hanyatlás

A1) USB tápegységhez van csatlakoztatva? A nyomkövető nem önellátó, és teljes egészében az Arduino -ba vezető USB -kábelről fut.

Q2) A fej hevesen csapódik más testrészekbe vagy testbe

A2) Ismét „haza kell hoznia” a szervókat. Meg kell adnunk a szervo korlátait. (Ezt a kódban is meg lehet tenni)

Q3) Nem nagyon mozog, hogyan tudom ezt megváltoztatni?

A3) Próbáljon zseblámpát használni gyenge fényviszonyok között. Elborulhat, ha kint van a napfény.

4. kérdés) Az Arduino nem töltődik fel. Mit csinálok rosszul?

A4) Győződjön meg arról, hogy telepítve vannak az Arduino illesztőprogramjai, győződjön meg arról, hogy az Arduino Uno -t választotta a táblák listájáról, és győződjön meg arról, hogy a megfelelő kommunikációs portot választotta.

Q4) Ez egy teljes kiiktatás! Hogy mersz ennyit kérni egy készletért! Szarok srácok

A4) Köszönöm ezt az éleslátó megjegyzést, bár ez nem kérdés, a YouTube -ról jöttél? Igen, pénzt kérünk a készletváltozatért, de megadjuk az összes szükséges alkatrészt, és valós, élő ügyfélszolgálatot biztosítunk Önnek. Ha nem szeretné tőlünk megvásárolni, készítse el saját magát a nyílt forráskódú fájlokkal és ezzel az útmutatóval.

14. lépés: Díszítések

A projekt Kit verziójának elkészítésekor egy 6V 200mA napelemet és egy olcsó LED -es feszültségmérőt is tartalmazunk. Ez a kicsi napelem nem sokat tesz, de néhány adatot le lehet hozni róla.

A napelemet általában tépőzárral vagy habszalaggal rögzítjük az Archoz. Kérjük, ne feledje, hogy bár technikailag egy óriási napelemet csatlakoztathat ehhez a projekthez, azonnal összetörné. A túl nagy napelem is további terhet jelentene a szervók számára. (A nagyobb nyomkövetők hajtóműves léptetőmotort szeretnének használni.)

Lézervágott fájljainkban talál egy egyszerű tartót a LED-es feszültségmérőhöz, amely további két 8-32 csavar segítségével rögzíthető az alaphoz. Drót anyákat használunk a feszültségmérő napelemhez való csatlakoztatásához. Az ilyen típusú voltmérőket forrásuk, jelen esetben a napelem táplálja. Fekete vezeték negatívra, piros és fehér vezeték pozitívra.

15. lépés: Élvezze

Reméljük, hogy ez a frissítés sok embernek segít, és még több embert érdekel az asztali napelemes nyomkövető létrehozása. Ha kérdései, észrevételei vannak, vagy hozzon létre saját, kérjük, írjon megjegyzést az alábbiakban. Szeretjük látni, milyen szórakoztató variációkat találnak ki az emberek.

Ha érdekli valamelyik alkatrészünk vagy kellékünk, vegye le a BrownDogGadgets.com webhelyről. És ahogy már többször mondtuk, ez egy nyílt forráskódú projekt, ezért nyugodtan használhatja saját alkatrészeit és kellékeit, amennyit csak akar.