Opbygning af en automatisk soltracker med Arduino UNO: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Solenergi bliver mere og mere udbredt over hele verden. I øjeblikket forskes der i mange metoder for at få solpaneler til at producere mere energi, hvilket reducerer vores afhængighed af fossile brændstoffer og kul. En måde at gøre dette på er at få panelerne til at bevæge sig, altid vendt mod solen på himlen. Dette muliggør optimal energiopsamling, hvilket gør solpaneler mere effektive.

Denne instruktør vil undersøge, hvordan solsporere fungerer og implementere en sådan metode i en solsporingsprototype ved hjælp af en Arduino UNO.

Trin 1: Sådan fungerer Solar Trackers

Der er 3 hovedmetoder, der bruges til at styre en solar tracker. Den første er et passivt kontrolsystem, og de to andre er aktive kontrolsystemer. Den passivt kontrollerede solsporing indeholder ingen sensorer eller aktuatorer, men ændrer sin position baseret på varme fra solen. Ved at bruge gas med et lavt kogepunkt i en beholder monteret på hængsler i midten, svarende til en sav, kan solpanelet ændre sin position baseret på varmeretningen fra Solen.

De aktive systemer er lidt forskellige. Begge kræver et behandlingssystem samt aktuatorer til at flytte panelerne. En måde at aktivt styre solpaneler på er at overføre solens position til panelerne. Panelerne orienterer sig derefter til denne position på himlen. En anden metode er ved at bruge sensorer til at registrere solens position. Ved at bruge lysafhængige modstande (LDR'er) er det muligt at registrere forskellige lysniveauer. Disse sensorer bruges derefter til at bestemme, hvor solen er på himlen, så panelet kan orientere sig korrekt.

I denne instruks vil vi bruge det sensorbaserede aktive kontrolsystem.

Trin 2: Oversigt over systemdiagram/komponent

Hvordan dette system fungerer, er vist på billederne ovenfor. Der vil være 1 lysafhængig modstand på hver side af en skillevæg. Denne opdeler vil kaste en skygge på sensoren på den ene side af panelet, hvilket skaber en drastisk forskel mellem de to sensoraflæsninger. Dette får systemet til at bevæge sig mod den lysere side for at udligne sensoraflæsninger og optimere solpanelets position. I tilfælde af en 2 -akset solsporing kan det samme princip bruges med 3 sensorer i stedet for to (1 til venstre, 1 til højre, 1 på bunden). Venstre og højre sensor kan beregnes i gennemsnit, og denne måling kan sammenlignes med bundsensoren for at bestemme, hvor meget panelet skal bevæge sig op eller ned.

Oversigt over hovedkomponenter

Arduino UNO: Dette er mikrokontrolleren til dette projekt. Den læser sensordata og bestemmer, hvor meget og i hvilken retning servoerne skal dreje.

Servo: Dette er de aktuatorer, der bruges til dette projekt. De er lette at kontrollere og meget præcise, hvilket gør den perfekt til dette projekt.

Lysafhængige modstande (LDR'er): Disse er variable modstande, der registrerer lysniveauer. Disse bruges til at bestemme solens position på himlen.

Trin 3: Materialer/udstyr

De materialer, der bruges til at bygge dette projekt, er:

1. Arduino UNO
2. 2 servoer
3. 3 lysafhængige modstande (LDR'er)
4. 3 10k Ohm modstande
5. Popsicle sticks
6. Pap

De værktøjer, der bruges til at bygge dette projekt, er:

1. Loddekolbe
2. Tape
3. Saks
4. Schweizer kniv
5. Varm limpistol

Trin 4: Circuit Schematic

Ovenfor er skematikken, der bruges til at føre solsporeren sammen.

Pin -forbindelser:

Venstre fotoresistor

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A0, GND (10k ohm modstand mellem Pin 2 og GND)

Højre fotoresistor

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A1, GND (10k ohm modstand mellem Pin 2 og GND)

Nederste fotoresistor

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A2, GND (10k ohm modstand mellem Pin 2 og GND)

LR Servo

Signal - 2

Jord - GND

VCC - 6 V batteripakke

TB Servo

Signal - 3

Jord - GND

VCC - 6 V batteripakke

Arduino Power

VIN - 6 V batteripakke

GND - 6 V batteripakke GND

Trin 5: Montering

Efter at have loddet kredsløbet sammen på et perfbræt (brug gerne et brødbræt i stedet), er det tid til at samle enheden. Jeg brugte pap og en styrofoamblok til at oprette en base og panelholder til trackeren samt en skillevæg til sensorerne ved hjælp af popsicle sticks. Dette trin er op til dig. Prøv at eksperimentere med forskellige skillevægge, længder og højder samt former samt sensorplacering for at se, hvordan det påvirker enhedens sporingsevne.

Trin 6: Software

Nu er samlingen færdig, det er tid til at oprette software til enheden. Arduino -skitsen er vedhæftet nedenfor.

Trin 7: Softwareflowchart

Her er et rutediagram over, hvordan enheden fungerer.

Trin 8: Konklusion

Hvis du tænder enheden og skinner et skarpt lys på panelet, orienterer trackeren sig direkte mod lyset. Jeg har vedhæftet en testvideo af projektet herunder. Jeg håber, at du kunne lide dette projekt! Stil gerne ethvert spørgsmål i kommentarfeltet, og jeg vil forsøge at besvare dem. Tak!