Solar Tracker eszköz: 25 lépés

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

Ezen lépések végrehajtásával létrehozhat és megvalósíthat egy napelemet, amely a napkövetéshez igazítja helyzetét. Ez lehetővé teszi a maximális energiamennyiséget a nap folyamán. A készülék képes érzékelni a kapott fényerősséget két fotoellenállás segítségével, és ezen információk alapján dönti el, hogy milyen irányba kell néznie.

Tanulási célok

• Ismerje meg a kenyértábla bekötését
• Ismerje meg az alapvető funkciók végrehajtását (kód feltöltése/inicializálása) az Arduino -n
• Ismerje meg a különböző elektromos alkatrészeket
• Ismerje meg, hogyan lehet fokozni az alternatív energiatermelést

Mivel ez az osztály számára készült projekt, szeretnénk foglalkozni az ITEEA néhány technológiai műveltségi standardjával (STL). Amit szeretnénk, ha a diákok tanulnának a projektből:

16. szabvány: Energia- és áramtechnológiák

Minden polgár felelőssége az energiaforrások megőrzése annak biztosítása érdekében, hogy a jövő generációi hozzáférjenek ezekhez a természeti erőforrásokhoz. Annak eldöntéséhez, hogy milyen energiaforrásokat kell továbbfejleszteni, az embereknek kritikusan értékelniük kell a különféle energiaforrások környezetre gyakorolt pozitív és negatív hatásait.

6-8. Fokozat Az energiarendszereket más technológiai rendszerek hajtására és meghajtására használják. A környezetünkben felhasznált energia nagy részét nem használják fel hatékonyan.

9-12. Évfolyam Az energia fő formákba sorolható: termikus, sugárzó, elektromos, mechanikai, kémiai, nukleáris és egyéb. Az energiaforrások megújíthatók vagy nem megújíthatók.

A költségbecslés a napelemkészletre (50 USD), az Arduino készletre (40 USD) és a válogatott Lego -alkatrészekre (25 USD) vonatkozik, összesen 115 USD minden alkatrészre, vadonatúj.

1. lépés: Támogatási bázis

Fogjon négy ilyen 1x16 (15 lyukú) lego kockát, és rakja össze őket, mint a második képen

2. lépés: Forgatható rögzítés

Ebből kettő komponens készül, tehát duplázza meg a szükséges alkatrészeket, és fordítsa meg őket a másik oldalra.

Fogja meg az egyik ilyen szürke darabot, az egyik fekete "H" csatlakozót és egyetlen összekötő csapot, egyik oldalán plusz csappal, a másikon kerek csapral.

Építse fel az alkatrészt a második képen látható módon, a másodikat fordított módon az ellenkező oldalra.

3. lépés: Kombinálja az 1. és 2. lépést

Szerelje össze az alapot és az előző tartozékokat a képen látható módon

4. lépés: Napelem alap

Ismételje meg ezeket a mennyiségeket, és fordítsa meg a konstrukciót az ellenkező oldalon.

Fogjon meg egy 11x1 -es összekötő rudat, két szögben lévő darabot és 8 kör alakú összekötő elemet.

Szerelje össze a második képen látható módon.

5. lépés: Napelem nyílás

Ismétlődő konstrukció.

Használjon négy 90 fokos csatlakozót, két 15x1 összekötő rudat és két 9x1 összekötő rudat, és szerelje össze a második képen látható módon

6. lépés: Stabilitáscsatlakozók

Ismétlődő konstrukció.

Vegyünk két 90 fokos csatlakozót és egy 13x1 -es csatlakozórudat, és pattintsuk őket össze a második képen látható módon.

7. lépés: Napelemtartó szerelvény

Vegye ki a korábban épített alkatrészeket és szerelje össze.

8. lépés: A napelemek élesítése

Csatlakoztassa a H csatlakozót és az L csatlakozót a második képen látható módon.

9. lépés: A napelemes fegyverek folytatása

Egy másik L csatlakozó és két egy csap segítségével rögzítse őket az ábrán látható módon.

10. lépés: A napelemes fegyverek folytatása

Ezután meg kell ragadnia egy másik L csatlakozót, az egyik rövidebb aljzatot és további két csapot, és azokat is csatlakoztatnia kell.

11. lépés: A napelemes fegyverek folytatása

Most egy egyenes darabot és további két csapot ad hozzá a szerelvényhez az ábrán látható módon.

12. lépés: A napelemes fegyverek folytatása

A kar összeszerelésének utolsó lépéséhez adjon hozzá egy utolsó L darabot az ábrán látható módon. Ez a darab felfelé nézzen, hogy segítsen tartani a napelemet.

13. lépés: Alkatrész hozzáadása az összeszereléshez

Csatlakoztassa az imént létrehozott alkatrészt a szerelvényhez a képek szerint. Ezután hozzon létre egy hasonlót, és adja hozzá a másik oldalhoz.

14. lépés: Az alap

A képeken látható darabok felhasználásával egyforma darabokra szerelhető össze, amelyek a napelemes nyomkövető alapjául szolgálnak. Összeszerelés után rögzítse őket az ábrán látható módon.

15. lépés: A szerelvény elforgatása

Ahhoz, hogy a szerelvény elfordulhasson, egy másik darabot kell rögzítenünk az aljára, amely ezt meg fogja tenni. Építse fel a négyzetet 4 darab segítségével, amint azt az utasításban korábban bemutattuk, és csatlakoztassa a csatlakozókat az ábrán látható módon.

16. lépés: A napelem behelyezése

A napelem behelyezéséhez el kell távolítania az egyik kart. Egyszerűen vegye le az egyiket, csúsztassa be a panelt, és helyezze vissza.

17. lépés: A szervomotor felszerelése

A lefektetett darabok segítségével építse fel a szerelvényt az ábrán látható módon.

18. lépés:

Ezt a következő darabot dróttal vagy hasonlóval rögzítse.

19. lépés:

Csatlakoztassa az újonnan kialakított szerelvényt a teljes szerelvényhez az ábrán látható módon. Ez segít a szervomotor elhelyezésében.

20. lépés: Csatlakoztassa a fényellenállásokat a vezetékekhez

Csatlakoztassa az egyes fotóellenállások végét a vezetékekhez az ábrán látható módon.

21. lépés: Rögzítse a fényellenállásokat az összeszereléshez

Szalaggal vagy más ragasztóval rögzítse a fényellenállásokat a szerelvény mindkét végéhez az ábrán látható módon.

22. lépés: Gyűjtse össze az elektronikus alkatrészeket

Az elektromos összeszerelés megkezdése előtt győződjön meg arról, hogy az összes alkatrész vagy azok megfelelője megjelenik.

-Arduino: Uno R3 vezérlőpult

-9x Jumper vezetékek

-4x női-férfi Dupont vezetékek

-1x 9V akkumulátor

-1x akkumulátorra pattintható csatlakozókapocs

-2x 1K ohmos ellenállások

-2x fényellenállás (fotocella)

-1x szervomotor (SG90)

Minden alkatrész könnyen elérhető az Elegoo Super Starter Kitben

23. lépés: Csatlakoztassa a szervomotort

Csatlakoztassa a szervo motort a kenyértáblához és az Arduino -hoz az ábrán látható módon. A barna vezeték negatív, a piros vezeték pozitív, a sárga huzal pedig a szervó vezérlője.

24. lépés: Vezetékes fényellenállások

Csatlakoztassa a fotóellenállásokat a kenyértáblához az ábrán látható módon. Ezután helyezze az elektromos szerelvényt az alapra az ábrán látható módon.

25. lépés: Töltse be a kódot

A kód PDF formátumú másolatát, valamint a tényleges Arduino programfájlt is felhasználásra bocsátottuk. A szervo könyvtár bekerült, és a kód összeállítása előtt el kell menteni a számítógépre.

Kódunk szöveges másolata alább található; csúnyán néz ki a formázás hiánya miatt, amikor beillesztették, de le kell fordítania.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 2018. december 3./ * * Ez a program egy egyszerű, egytengelyes napkövető vezérlésére készült. * A program két fényellenállás változó ellenállását méri, egy a napelem mindkét oldalán. * A való világban a két ellenállás határozza meg, hogy a nap helyzetétől függően melyik irányba kell fordítani a napelemet, keletre vagy nyugatra, hogy maximalizálja a villamos energia alternatív energiatermelését. */// Be kell vinnie a mellékelt szervócsomagot, hogy az Arduino tudja, hogyan kell vezérelni a funkcióit #include // create servo object to servo Servo myservo; // változó a szervo pozíció tárolására int pos = 90; // listaelemek a fotocellás ellenállásokhoz int east = 0; int nyugat = 1; // összehasonlítandó fotocellás értékek int eastRead; int westRead; // melyik irányba kell fordulnia a napelemnek? int iránytű = -1; void setup () {// a 9 -es tűn lévő szervót a myservo.attach (9) szervoobjektumhoz csatolja; // Inicializálja a szervót 90 fokra, tartományának közepére myservo.write (90); // Lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy a szervót 5000 ms -on belül vagy 5 másodperces késleltetésen (5000) belül helyezze fel a tartóra;

// Elindítja a soros monitort tesztelés céljából Serial.begin (9600); } void loop () {// Értékeket határoz meg a fotocellás ellenállásokból eastRead = analogRead (kelet); westRead = analógRead (nyugat); // A napelemnek Kelet felé kell fordulnia? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("East"); // Beállítja a változót, hogy a szervót a keleti iránytű felé fordítsa = 0; } // A napelemnek nyugat felé kell fordulnia? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("West"); // Beállítja a változót, hogy a szervót a nyugati iránytű felé fordítsa = 1;

} // Az if csoportja alatt (iránytű == 0) {fok tűrése if (5 <= pos && pos <= 175) {// Kivon 1 -et a "pos" változóból, és felülírja az egész számot pos -= 1; // Beállítja a szervo pozícióját myservo.write (pos); } Sorozat.println (pos); } // Az alábbi kódcsoport a napelemeket nyugat felé fordítja, ha (iránytű == 1)

A kód a napelemet keleti irányba fordítja 5 és 175 között. 0 és 180 a szervó maximális értékei, és ez 5

// Ha a szervó

{// Ha a szervo pozíció 5 és 175 között van // 0 és 180 a szervo maximális értékei és ennek 5 fokos tűrése van, ha (5