בניית מעקב סולארי אוטומטי עם Arduino UNO: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

אנרגיית השמש הופכת נפוצה יותר ויותר ברחבי העולם. נכון לעכשיו, נחקרות שיטות רבות כדי לגרום לפאנלים סולאריים להפיק יותר אנרגיה, ולהפחית את ההסתמכות שלנו על דלקים ומאובנים ופחם. אחת הדרכים לעשות זאת היא לגרום ללוחות לנוע, תמיד מול השמש בשמיים. זה מאפשר איסוף אנרגיה אופטימלי, מה שהופך פאנלים סולאריים ליעילים יותר.

מדריך זה יבדוק כיצד פועלים גששים סולאריים, ויישם שיטה כזו לאב טיפוס של גשש סולארי באמצעות UNO Arduino.

שלב 1: כיצד פועלים מעקב סולארי

ישנן 3 שיטות עיקריות המשמשות לשליטה על גשש סולארי. הראשונה היא מערכת בקרה פסיבית, ושתי האחרות הן מערכות בקרה אקטיביות. הגשש הסולרי הנשלט באופן פסיבי אינו מכיל חיישנים או מפעילים אך משנה את מיקומו בהתבסס על חום מהשמש. על ידי שימוש בגז בעל נקודת רתיחה נמוכה במיכל המותקן על צירים באמצעו, בדומה למסור, לוח הפאנל הסולארי יכול לשנות את מיקומו על פי כיוון החום מהשמש.

המערכות הפעילות קצת שונות. שניהם דורשים מערכת עיבוד, כמו גם מפעילים להעברת הלוחות. אחת הדרכים לשלוט בפאנלים סולאריים באופן פעיל היא להעביר את מיקום השמש ללוחות. הלוחות מכוונים את עצמם למיקום זה בשמיים. שיטה נוספת היא באמצעות חיישנים לאיתור מיקום השמש. באמצעות נגדים תלויים באור (LDRs) ניתן לזהות רמות אור שונות. חיישנים אלה משמשים לאחר מכן כדי לקבוע היכן השמש נמצאת בשמיים, ומאפשרת ללוח להתמצא כראוי.

במדריך זה נשתמש במערכת הבקרה הפעילה המבוססת על חיישן.

שלב 2: סקירת מערכת/סקירת רכיבים

אופן הפעולה של מערכת זו מוצג בתמונות למעלה. בכל צד של מפריד יהיה נגד אחד תלוי אור. מחלק זה יטיל צל על החיישן בצד אחד של הלוח, ויוצר הבדל דרסטי בין שתי קריאות החיישן. זה יניע את המערכת לנוע לכיוון הצד הבהיר יותר כדי להשוות את קריאות החיישנים, ולייעל את מיקום פנל השמש. במקרה של גשש סולארי דו ציר, ניתן להשתמש באותו עיקרון, עם 3 חיישנים במקום שניים (1 בצד שמאל, 1 מימין, 1 בתחתית). ניתן לממוצע את החיישנים השמאליים והימניים, וניתן להשוות בין קריאה זו לבין החיישן התחתון כדי לקבוע כמה הלוח חייב לנוע למעלה או למטה.

סקירת רכיבים עיקריים

Arduino UNO: זהו המיקרו -בקר לפרויקט זה. הוא קורא נתוני חיישנים וקובע כמה ובאיזה כיוון חייבים לפנות את הסרווואים.

סרוו: אלה המפעילים המשמשים לפרויקט זה. הם קלים לשליטה ומדויקים מאוד, מה שהופך אותו מושלם לפרויקט זה.

נגדים תלויים באור (LDR): אלה נגדים משתנים המזהים רמות אור. אלה משמשים לקביעת מיקום השמש בשמים.

שלב 3: חומרים/ציוד

החומרים המשמשים לבניית פרויקט זה הם:

1. ארדואינו UNO
2. 2 סרוו
3. 3 נגדים תלויים באור (LDR)
4. 3 נגדי 10k אוהם
5. מקלות ארטיק
6. קַרטוֹן

הכלים המשמשים לבניית פרויקט זה הם:

1. מלחם
2. קלטת
3. מספריים
4. סכין שירות
5. אקדח דבק חם

שלב 4: מעגל סכמטי

למעלה הסכימה המשמשת לחיבור הגשש הסולארי יחד.

חיבורי פינים:

צילום שמאל

סיכה 1 - 3.3V

פין 2 - A0, GND (נגד 10k אוהם בין פין 2 ל- GND)

פוטורססיסטור נכון

סיכה 1 - 3.3V

פין 2 - A1, GND (נגד 10k אוהם בין פין 2 ל- GND)

פוטורססיסטור תחתון

סיכה 1 - 3.3V

פין 2 - A2, GND (נגד 10k אוהם בין פין 2 ל- GND)

סרוו LR

אות - 2

קרקע - GND

מארז סוללות VCC - 6 V

סרוו TB

אות - 3

קרקע - GND

מארז סוללות VCC - 6 V

כוח ארדואינו

מארז סוללות 6 V

GND - מארז סוללות 6 V GND

שלב 5: הרכבה

לאחר הלחמת המעגל על לוח פרפם (אל תהסס להשתמש בלוח לחם במקום זאת), הגיע הזמן להרכיב את המכשיר. השתמשתי בקרטון ובלוק קלקר ליצירת בסיס ומחזיק פאנל לגשש, כמו גם קיר מחלק לחיישנים באמצעות מקלות ארטיק. שלב זה תלוי בך. נסה להתנסות באורכי קיר, גבהים וצורות שונים, כמו גם במיקום חיישן, כדי לראות כיצד זה משפיע על יכולת המעקב של המכשיר.

שלב 6: תוכנה

לאחר שההרכבה הושלמה, הגיע הזמן ליצור תוכנה למכשיר. הסקיצה של ארדואינו מצורפת למטה.

שלב 7: תרשים זרימה של תוכנה

להלן תרשים זרימה של אופן הפעולה של המכשיר.

שלב 8: סיכום

אם תפעיל את המכשיר ותאיר אור בהיר על הלוח, הגשש יתכוון להתייצב מול האור ישירות. צירפתי להלן סרטון בדיקה של הפרויקט. אני מקווה שאהבתם את הפרויקט הזה! אל תהסס לשאול כל שאלה בסעיף ההערות ואנסה להשיב עליהן. תודה!