Zariadenie Solar Tracker: 25 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Podľa týchto krokov budete môcť vytvoriť a implementovať solárny panel, ktorý upraví svoje umiestnenie tak, aby nasledovalo slnko. To umožňuje maximálne množstvo energie zachytenej počas celého dňa. Zariadenie je schopné rozpoznať silu svetla, ktoré prijíma, pomocou dvoch fotoodporov a na základe týchto informácií sa rozhodne, akým smerom by malo smerovať.

Učebné ciele

• Získajte informácie o zapojení nepájivej dosky
• Naučte sa vykonávať základné funkcie (nahrávanie/inicializácia kódu) na Arduine
• Získajte informácie o rôznych elektrických komponentoch
• Zistite niečo o tom, ako je možné zvýšiť produkciu alternatívnej energie

Pretože sa jedná o projekt pre triedu, snažíme sa riešiť niektoré z noriem pre technologickú gramotnosť (STL) od ITEEA. Chceme, aby sa študenti z tohto projektu naučili, je:

Štandard 16: Energia a energetické technológie

Je zodpovednosťou všetkých občanov zachovať energetické zdroje, aby sa zaistilo, že budúce generácie budú mať prístup k týmto prírodným zdrojom. Aby sa ľudia rozhodli, aké energetické zdroje by mali byť ďalej rozvíjané, musia kriticky zhodnotiť pozitívne a negatívne vplyvy využívania rôznych energetických zdrojov na životné prostredie.

Energetické systémy 6.-8. stupňa sa používajú na pohon a zabezpečenie pohonu iných technologických systémov. Väčšina energie použitej v našom prostredí sa nevyužíva efektívne.

Energetické triedy 9-12 je možné zoskupiť do hlavných foriem: tepelných, sálavých, elektrických, mechanických, chemických, jadrových a ďalších. Energetické zdroje môžu byť obnoviteľné alebo neobnoviteľné Energetické systémy musia mať zdroj energie, proces a zaťaženie

Odhad nákladov je na súpravu solárnych panelov (50 dolárov), súpravu Arduino (40 dolárov) a rôzne diely Lego (25 dolárov) v celkovej výške 115 dolárov za všetky diely, úplne nové.

Krok 1: Základňa podpory

Uchopte štyri z týchto lego tehál 1x16 (15 dier) a zložte ich ako na druhom obrázku

Krok 2: Otočná montáž

Budú vyrobené dva z týchto komponentov, takže zdvojnásobte potrebné komponenty a otočte ich na druhú stranu.

Vezmite jeden z týchto sivých kúskov, jeden čierny konektor „H“a jeden spojovací kolík s plusovým kolíkom na jednej strane a okrúhlym kolíkom na druhej strane.

Zostavte komponent podľa druhého obrázku a druhý postavte obrátene pre opačnú stranu.

Krok 3: Skombinujte kroky 1 a 2

Zostavte základňu a predchádzajúce prílohy podľa obrázku

Krok 4: Základňa solárneho panelu

Duplikujte tieto množstvá a obráťte konštrukciu na opačnú stranu.

Vezmite jednu spojovaciu tyč 11x1, dva uhlové diely a 8 okrúhlych spojovacích kusov.

Zostavte podľa druhého obrázku.

Krok 5: Otvor pre solárny panel

Duplicitná konštrukcia.

Použite štyri 90 -stupňové konektory, dve spojovacie tyče 15x1 a dve spojovacie tyče 9x1 a zostavte podľa druhého obrázku.

Krok 6: Konektory stability

Duplicitná konštrukcia.

Vezmite dva 90 -stupňové konektory a tyč konektora 13x1 a zacvaknite ich k sebe, ako je znázornené na druhom obrázku.

Krok 7: Zostava držiaca solárny panel

Vezmite predtým vyrobené diely a zostavte ich.

Krok 8: Ramená solárnych panelov

Pripojte konektor H a konektor L podľa druhého obrázku.

Krok 9: Pokračovanie zbraní solárnych panelov

Pomocou iného konektora L a dvoch jednoduchých kolíkov ich pripevnite podľa obrázku.

Krok 10: Pokračovanie zbraní solárnych panelov

Ďalej by ste mali chytiť ďalší konektor L, jeden s kratšou základňou a dva ďalšie kolíky, a tiež ich pripojiť.

Krok 11: Pokračovanie zbraní solárnych panelov

Teraz do zostavy pridáte rovný kus a dva ďalšie kolíky, ako je to znázornené.

Krok 12: Pokračovanie zbraní solárnych panelov

V rámci posledného kroku montáže ramena pridajte konečný kus L podľa obrázku. Tento kúsok bude lícom hore, aby pomohol držať solárny panel.

Krok 13: Pridajte časť do zostavy

Pripojte časť, ktorú ste práve vytvorili, k zostave, ako je to znázornené na obrázkoch. Potom vytvorte ďalší, ktorý sa mu páči, a pridajte ho na druhú stranu.

Krok 14: Základňa

Pomocou kúskov zobrazených na obrázkoch zostavíte podobné kusy, ktoré budú slúžiť ako základňa pre solárny sledovač. Hneď po zostavení ich pripevnite podľa obrázku.

Krok 15: Otočenie zostavy

Aby sa zostava mohla otáčať, musíme k spodnej časti pripevniť ďalší kus, ktorý to urobí. Postavte štvorec pomocou 4 dielov, ako je uvedené vyššie v návode, a podľa obrázku pripevnite konektory.

Krok 16: Vloženie solárneho panelu

Na vloženie solárneho panelu bude možno potrebné odstrániť jedno z ramien. Jednoducho jeden vyberte, zasuňte panel a znova ho pripevnite.

Krok 17: Pripojenie servomotora

Pomocou rozložených kúskov zostavte zostavu podľa obrázku.

Krok 18:

Tento ďalší kus by ste mali pripevniť pomocou drôtu alebo niečoho podobného, aby ste ho zaistili.

Krok 19:

Pripojte novovytvorenú zostavu k celkovej zostave podľa obrázku. Pomôže to pri umiestnení servomotora.

Krok 20: Pripojte fotoodpory k vodičom

Pripojte konce každého fotoodporu k vodičom podľa obrázku.

Krok 21: Pripojte fotorezistory k zostave

Pomocou pásky alebo iného lepidla pripevnite fotoodpory na každý koniec zostavy podľa obrázku.

Krok 22: Zhromaždite elektronické súčiastky

Predtým, ako začnete s elektrickou montážou, uistite sa, že máte zobrazené všetky diely alebo ich ekvivalent.

-Arduino: Riadiaca doska Uno R3

-9x prepojovacie vodiče

-4x dvojité vodiče typu žena-muž

-1x 9V batéria

-1x Spona na prichytenie batérie

-2x 1K ohmové odpory

-2x fotoodpor (fotobunka)

-1x servomotor (SG90)

Všetky komponenty sú ihneď k dispozícii v štartovacej súprave Elegoo Super

Krok 23: Pripojte servomotor

Zapojte servomotor do nepájivej dosky a Arduina, ako je znázornené na obrázku. Hnedý vodič je záporný, červený vodič je kladný a žltý vodič je ovládacím prvkom serva.

Krok 24: Drôtové fotoodpory

Fotoelektrické odpory zapojte do dosky ako je znázornené na obrázku. Potom umiestnite elektrickú zostavu do základne podľa obrázku.

Krok 25: Načítajte kód

Na použitie bola dodaná kópia kódu vo formáte PDF a skutočný súbor programu Arduino. Servo knižnica bola zahrnutá a pred kompiláciou kódu bude potrebné ju uložiť do počítača.

Textová kópia nášho kódu je nižšie; vyzerá to škaredo kvôli nedostatku formátovania pri vkladaní, ale malo by sa to skompilovať.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3. december 2018/ * * Tento program je napísaný na ovládanie jednoduchého jednoosového slnečného sledovača. * Program meria premenlivý odpor pomocou dvoch fotoodporov, jedného na oboch stranách solárneho panelu. * V skutočnom svete by dva odpory určovali, akým spôsobom sa má solárny panel otočiť, na východ alebo na západ, v závislosti od polohy slnka, aby sa maximalizovala výroba alternatívnej energie z elektriny. */// Budete musieť zahrnúť priložený balík servo, aby Arduino vedel, ako ovládať svoje funkcie #include // create servo object to control a servo Servo myservo; // premenná na uloženie polohy serva int pos = 90; // zoznam pinov pre odpory fotobuniek int east = 0; int západ = 1; // hodnoty fotobunky na porovnanie int EastRead; int westRead; // ktorým smerom by sa mal solárny panel otáčať? int kompas = -1; void setup () {// pripojí servo na pine 9 k objektu serva myservo.attach (9); // Inicializuje servo na 90 stupňov, stred jeho rozsahu myservo.write (90); // Umožňuje používateľovi umiestniť servo na držiak do 5 000 ms alebo s oneskorením 5 s (5 000);

// Spustí sériový monitor na testovacie účely Serial.begin (9600); } void loop () {// Určuje hodnoty z odporov fotobuniek eastRead = analogRead (východ); westRead = analogRead (západ); // Potrebuje sa solárny panel otočiť smerom na východ? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("East"); // Nastaví premennú na otočenie serva smerom na východný kompas = 0; } // Potrebuje sa solárny panel otočiť smerom na Západ? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("West"); // Nastaví premennú na otočenie serva smerom k západnému kompasu = 1;

} // Pod skupinou if (kompas == 0) {stupňová tolerancia if (5 <= pos && pos <= 175) {// Odpočíta 1 od premennej "pos" a prepíše celé číslo pos -= 1; // Nastaví polohu serva myservo.write (pos); } Serial.println (poz); } // Pod skupinou kódu sa otočí solárny panel na západ, ak (kompas == 1)

kód otočí solárny panel na východnú pozíciu je medzi 5 a 175 // 0 a 180 sú maximálne hodnoty serva a toto má 5

// Ak servo

{// Ak je poloha serva medzi 5 a 175 // 0 až 180 sú maximálne hodnoty serva, má toleranciu 5 stupňov, ak (5