Dispositiu de seguiment solar: 25 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Seguint aquests passos, podreu crear i implementar un panell solar que ajusti el seu posicionament per seguir el sol. Això permet obtenir la quantitat màxima d’energia captada al llarg del dia. El dispositiu és capaç de detectar la força de la llum que està rebent mitjançant dues resistències fotogràfiques i utilitza aquesta informació per decidir cap a quina direcció s’ha d’afrontar.

Objectius d'aprenentatge

• Obteniu informació sobre el cablejat d’una taula de treball
• Apreneu a dur a terme funcions bàsiques (pujar / inicialitzar codi) a Arduino
• Conegueu diferents components elèctrics
• Obteniu informació sobre com es pot millorar la producció d’energia alternativa

Com que es tracta d’un projecte per a classes, volem abordar alguns dels estàndards d’alfabetització tecnològica (STL) d’ITEEA. El que volem que els estudiants aprenguin d’aquest projecte és:

Estàndard 16: Tecnologies de l'energia i l'energia

És responsabilitat de tots els ciutadans conservar els recursos energètics per garantir que les futures generacions tinguin accés a aquests recursos naturals. Per decidir quins recursos energètics s’han de desenvolupar, les persones han d’avaluar críticament els impactes positius i negatius de l’ús de diversos recursos energètics sobre el medi ambient.

Els sistemes d’alimentació dels graus 6-8 s’utilitzen per conduir i proporcionar propulsió a altres sistemes tecnològics Gran part de l’energia que s’utilitza al nostre entorn no s’utilitza de manera eficient.

Els graus 9-12 L’energia es pot agrupar en formes principals: tèrmica, radiant, elèctrica, mecànica, química, nuclear i altres Els recursos energètics poden ser renovables o no renovables Els sistemes d’energia han de tenir una font d’energia, un procés i càrregues.

L’estimació de costos correspon al kit de panells solars (50 dòlars), al kit Arduino (40 dòlars) i a diverses peces de Lego (25 dòlars) per un total de 115 dòlars per a totes les peces.

Pas 1: suport de la base

Agafeu quatre d'aquests maons de lego de 1x16 (15 forats) i ajusteu-los com a la segona imatge

Pas 2: muntatge giratori

Es fabricaran dos d'aquests components, de manera que es doblaran els components necessaris i invertir-los per l'altre costat.

Agafeu una d'aquestes peces grises, un connector negre "H" i una sola clavilla de connexió amb una clavilla més en un costat i una clavilla rodona a l'altre.

Construïu el component tal com es mostra a la segona imatge i creeu el segon de manera inversa per al costat oposat.

Pas 3: combineu els passos 1 i 2

Munteu la base i els fitxers adjunts anteriors tal com es mostra a la imatge

Pas 4: base del panell solar

Duplica aquestes quantitats i inverteix la construcció pel costat oposat.

Agafeu una barra de connector 11x1, dues peces en angle i 8 peces de connexió rodones.

Muntatge tal com es mostra a la segona imatge.

Pas 5: ranura del panell solar

Construcció duplicada.

Utilitzeu quatre connectors de 90 graus, dues bieles de 15x1 i dues bieles de 9x1 i munteu-ho com es mostra a la segona imatge

Pas 6: Connectors d’estabilitat

Construcció duplicada.

Agafeu dos connectors de 90 graus i una barra de connector de 13x1 i ajusteu-los com es mostra a la segona imatge.

Pas 7: muntatge del panell solar

Agafeu les peces construïdes prèviament i munteu-les.

Pas 8: braços del panell solar

Connecteu el connector H i el connector L tal com es mostra a la segona imatge.

Pas 9: Cont. Armes del panell solar

Utilitzeu un connector L diferent i dues clavilles simples, connecteu-les com es mostra.

Pas 10: Cont. Armes del panell solar

A continuació, hauríeu d’agafar un altre connector L, un de base més curta i dues clavilles més, i connectar-les també.

Pas 11: Cont. Armes del panell solar

Ara afegirà una peça recta i dues clavilles més al conjunt com es mostra.

Pas 12: Cont. Armes del panell solar

Per al darrer pas de muntatge del braç, afegiu una peça final en L tal com es mostra. Aquesta peça estarà cara amunt per ajudar a mantenir el panell solar.

Pas 13: afegiu una peça a l'assemblea

Connecteu la peça que acabeu de crear al muntatge tal com es mostra a les imatges. A continuació, creeu-ne un altre exactament igual i afegiu-lo a l’altre costat.

Pas 14: la base

Utilitzant les peces que es mostren a les imatges, es reuniran per igual peces que serviran de base per al rastrejador solar. Un cop muntats, adjunteu-los tal com es mostra.

Pas 15: Rotació del muntatge

Per permetre que el conjunt giri, hem de fixar una altra peça a la part inferior que farà això. Construeix el quadrat utilitzant 4 peces tal com es mostra anteriorment a la instrucció i connecta els connectors tal com es mostra.

Pas 16: Inserció del panell solar

Per inserir el panell solar, és possible que hàgiu de treure un dels braços. Simplement traieu-ne un, llisqueu-lo al tauler i torneu-lo a col·locar.

Pas 17: connectar el servomotor

Utilitzant les peces disposades, construïu el conjunt com es mostra.

Pas 18:

Heu d’adjuntar la següent peça amb un filferro o alguna cosa similar per assegurar-la.

Pas 19:

Connecteu el conjunt acabat de formar al conjunt general tal com es mostra. Això ajudarà a la col·locació del servomotor.

Pas 20: connecteu resistències fotogràfiques a cables

Connecteu els extrems de cada foto-resistència als cables com es mostra.

Pas 21: connecteu resistències fotogràfiques al muntatge

Amb cinta adhesiva o un altre adhesiu, poseu les resistències fotogràfiques a cada extrem del conjunt tal com es mostra.

Pas 22: Reuneix peces electròniques

Assegureu-vos que teniu totes les parts mostrades o el seu equivalent abans de començar el muntatge elèctric.

-Arduino: placa de controlador Uno R3

-9x cables de pont

-4x cables Dupont femella a home

-1 bateria de 9V

-1x Clip de connector de la bateria

-2x resistències de 1 k ohm

-2x foto-resistència (fotocèl·lula)

-1x Servomotor (SG90)

Tots els components es troben fàcilment disponibles al Elegoo Super Starter Kit

Pas 23: connecteu el servomotor

Connecteu el servomotor a la placa de configuració i a Arduino com es mostra. El fil marró és negatiu, el fil vermell és positiu i el fil groc és el control del servo.

Pas 24: Resistències fotogràfiques per cable

Introduïu les resistències fotogràfiques a la tauleta de suport, tal com es mostra. A continuació, col·loqueu el conjunt elèctric a la base com es mostra.

Pas 25: carregueu el codi

S'ha inclòs una còpia en PDF del codi, així com el fitxer del programa Arduino real per utilitzar-lo. S'ha inclòs la biblioteca Servo i s'haurà de desar a l'ordinador abans de compilar el codi.

A continuació es mostra una còpia de text del nostre codi; sembla desagradable a causa de la manca de format quan es va enganxar, però hauria de compilar-se.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3 de desembre de 2018 / * * Aquest programa està escrit per controlar un simple seguidor solar d’un eix. * El programa mesura la resistència variable de dues foto-resistències, una a cada costat del panell solar. * En el món real, les dues resistències determinarien quina manera de girar el panell solar, est o oest, en funció de la posició del sol per tal de maximitzar la producció d'energia alternativa d'electricitat. * / // Haureu d’incloure el paquet servo adjunt perquè l’Arduino sàpiga controlar les seves funcions #include // create servo object per controlar un servo Servo myservo; // variable per emmagatzemar la posició del servo int pos = 90; // llista de pins per a resistències de fotocèl·lules int east = 0; int west = 1; // els valors de la fotocèl·lula es compararan a llegir est; int westLlegir; // per quin camí ha de girar el panell solar? int brúixola = -1; void setup () {// connecta el servo al pin 9 a l'objecte servo myservo.attach (9); // Inicialitza el servo a 90 graus, la meitat del seu rang myservo.write (90); // Permet a l'usuari col·locar el servo a la muntura en un retard de 5000 ms o 5 segons (5000);

// Inicia el monitor de sèrie per a proves Serial.begin (9600); } void loop () {// Determina els valors de les resistències de fotocèl·lules eastRead = analogRead (est); Llegir a l'oest = Llegir a l'oest (oest); // Cal girar el panell solar cap a l’est? if (Llegir est> Llegir oest) {Serial.println ("Est"); // Estableix la variable perquè giri el servo cap a la brúixola est = 0; } // Cal girar el panell solar cap a Occident? if (llegeix a l'oest> llegeix a l'est) {Serial.println ("Oest"); // Estableix la variable perquè giri el servo cap a la brúixola occidental = 1;

} // Per sota del grup de if (brúixola == 0) {grau de tolerància if (5 <= pos && pos <= 175) {// Resta 1 de la variable "pos" i sobreescriu l'enter pos - = 1; // Estableix la posició del servo myservo.write (pos); } Serial.println (pos); } // A sota del grup de codi es gira el panell solar cap a l'Oest si (brúixola == 1)

el codi gira el panell solar cap a la posició est, està entre 5 i 175 // 0 i 180 són els valors màxims del servo i aquest té un 5

// Si el servo

{// Si la posició del servo està entre 5 i 175 // 0 i 180 són els valors màxims del servo i té una tolerància de 5 graus si (5