Construirea unui tracker solar automat cu Arduino UNO: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Energia solară devine din ce în ce mai răspândită în întreaga lume. În prezent, se cercetează multe metode pentru a face ca panourile solare să producă mai multă energie, reducându-ne dependența de combustibili fosili și cărbune. O modalitate de a face acest lucru este de a face panourile să se miște, orientate întotdeauna spre soare pe cer. Acest lucru permite colectarea optimă de energie, făcând panourile solare mai eficiente.

Acest instructable va analiza modul în care funcționează trackerele solare și va implementa o astfel de metodă într-un prototip de tracker solar folosind un Arduino UNO.

Pasul 1: Cum funcționează Solar Trackers

Există 3 metode principale care sunt utilizate pentru a controla un tracker solar. Primul este un sistem de control pasiv, iar celelalte două sunt sisteme de control activ. Urmăritorul solar controlat pasiv nu conține senzori sau dispozitive de acționare, dar își schimbă poziția pe baza căldurii de la Soare. Prin utilizarea gazului cu un punct de fierbere scăzut într-un recipient montat pe balamale la mijloc, similar cu un ferăstrău, panoul solar își poate schimba poziția pe baza direcției căldurii de la Soare.

Sistemele active sunt puțin diferite. Ambele necesită un sistem de procesare, precum și actuatoare pentru a muta panourile. O modalitate de a controla activ panourile solare este de a transmite poziția Soarelui către panouri. Panourile se orientează apoi către această poziție pe cer. O altă metodă este utilizarea senzorilor pentru a detecta poziția soarelui. Prin utilizarea rezistențelor dependente de lumină (LDR), este posibil să detecteze diferite niveluri de lumină. Acești senzori sunt apoi utilizați pentru a determina unde este soarele pe cer, permițând panoul să se orienteze corespunzător.

În acest Instructable, vom folosi sistemul de control activ bazat pe senzori.

Pasul 2: Diagrama sistemului / Prezentarea generală a componentelor

Cum funcționează acest sistem este prezentat în imaginile de mai sus. Va fi 1 rezistor dependent de lumină pe fiecare parte a unui separator. Acest divizor va arunca o umbră pe senzorul de pe o parte a panoului, creând o diferență drastică între cele două citiri ale senzorului. Acest lucru va determina sistemul să se deplaseze spre partea mai luminoasă pentru a egaliza citirile senzorului, optimizând poziția panoului solar. În cazul unui tracker solar cu 2 axe, același principiu poate fi utilizat, cu 3 senzori în loc de doi (1 în stânga, 1 în dreapta, 1 în jos). Senzorii stânga și dreapta pot fi calculați în medie, iar această citire poate fi comparată cu senzorul inferior pentru a determina cât de mult trebuie să se miște panoul în sus sau în jos.

Prezentare generală a componentelor principale

Arduino UNO: Acesta este microcontrolerul pentru acest proiect. Citește datele senzorului și determină cât de mult și în ce direcție trebuie să se întoarcă servo-urile.

Servo: Acestea sunt dispozitivele de acționare utilizate pentru acest proiect. Sunt ușor de controlat și foarte precise, făcându-l perfect pentru acest proiect.

Rezistențe dependente de lumină (LDR): acestea sunt rezistențe variabile care detectează nivelurile de lumină. Acestea sunt folosite pentru a determina poziția soarelui pe cer.

Pasul 3: Materiale / echipamente

Materialele utilizate pentru construirea acestui proiect sunt:

1. Arduino UNO
2. 2 Servo
3. 3 rezistențe dependente de lumină (LDR)
4. 3 rezistențe de 10k Ohm
5. Bastoane de gheață
6. Carton

Instrumentele utilizate pentru construirea acestui proiect sunt:

1. Ciocan de lipit
2. Bandă
3. Foarfece
4. Cuțit utilitar
5. Hot Glue Gun

Pasul 4: Schema circuitului

Deasupra este schema utilizată pentru a conecta trackerul solar împreună.

Conexiuni Pin:

Fotorezistor stânga

Pinul 1 - 3.3V

Pin 2 - A0, GND (rezistor de 10 k ohmi între Pin 2 și GND)

Fotorezistor dreapta

Pinul 1 - 3.3V

Pinul 2 - A1, GND (rezistor de 10k ohm între pinul 2 și GND)

Fotorezistor de jos

Pinul 1 - 3.3V

Pinul 2 - A2, GND (rezistor de 10k ohm între pinul 2 și GND)

LR Servo

Semnal - 2

Teren - GND

VCC - 6 V baterie

Servo TB

Semnal - 3

Teren - GND

VCC - 6 V baterie

Putere Arduino

VIN - 6 V Acumulator

GND - Baterie 6 V GND

Pasul 5: Asamblare

După ce lipiți împreună circuitul pe o placă de perfecționare (nu ezitați să utilizați o placă de verificare în loc), este timpul să asamblați dispozitivul. Am folosit carton și un bloc din spumă de poliester pentru a crea o bază și un suport pentru panou pentru tracker, precum și un perete despărțitor pentru senzori folosind bastoane de gheață. Acest pas depinde de tine. Încercați să experimentați diferite lungimi, înălțimi și forme ale peretelui separator, precum și plasarea senzorilor, pentru a vedea cum afectează capacitatea de urmărire a dispozitivului.

Pasul 6: Software

Acum că asamblarea este completă, este timpul să creați software pentru dispozitiv. Schița Arduino este atașată mai jos.

Pasul 7: Organigramă software

Iată o diagramă a funcționării dispozitivului.

Pasul 8: Concluzie

Dacă porniți dispozitivul și străluciți o lumină puternică pe panou, dispozitivul de urmărire se va orienta pentru a orienta direct lumina. Am atașat un videoclip de testare a proiectului de mai jos. Sper că ți-a plăcut acest proiect! Nu ezitați să puneți orice întrebare în secțiunea de comentarii și voi încerca să le răspund. Mulțumiri!