מכשיר מעקב סולארי: 25 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

על ידי ביצוע שלבים אלה, תוכל ליצור וליישם פאנל סולארי המתאים את מיקומו לעקוב אחר השמש. זה מאפשר את כמות האנרגיה המרבית שנלכדת לאורך כל היום. המכשיר מסוגל לחוש את עוצמת האור שהוא מקבל באמצעות שני נגדי צילום, והוא משתמש במידע זה כדי להחליט לאיזה כיוון הוא אמור לפנות.

מטרות למידה

• למד על חיווט לוח קרש
• למד כיצד לבצע פונקציות בסיסיות (העלה/אתחל קוד) ב- Arduino
• למד על רכיבים חשמליים שונים
• למד כיצד ניתן לשפר את ייצור האנרגיה האלטרנטיבית

מכיוון שמדובר בפרויקט לכיתה, אנו מחפשים להתייחס לכמה מהתקנים לאוריינות טכנולוגית (STL) של ITEEA. מה שאנחנו רוצים שהתלמידים ילמדו מהפרויקט הזה הוא:

תקן 16: טכנולוגיות אנרגיה והספק

זוהי האחריות של כל האזרחים לשמור על משאבי האנרגיה כדי להבטיח שלדורות הבאים תהיה גישה למשאבי טבע אלה. כדי להחליט אילו משאבי אנרגיה יש לפתח עוד יותר, על אנשים להעריך באופן ביקורתי את ההשפעות החיוביות והשליליות של השימוש במשאבי אנרגיה שונים על הסביבה.

כיתות 6-8 מערכות חשמל משמשות להנע ולספק הנעה למערכות טכנולוגיות אחרות חלק ניכר מהאנרגיה המשמשת בסביבתנו אינה מנוצלת ביעילות.

כיתות 9-12 ניתן לחלק את האנרגיה לצורות עיקריות: תרמי, זוהר, חשמלי, מכני, כימי, גרעיני ואחרים משאבי האנרגיה יכולים להיות מתחדשים או בלתי מתחדשים מערכות הכוח צריכות להיות מקור אנרגיה, תהליך ועומסים.

הערכת עלות היא עבור ערכת פאנלים סולאריים ($ 50), ערכת Arduino ($ 40) וחלקי לגו שונים ($ 25) בסך כולל של $ 115 לכל החלקים, חדשים לגמרי.

שלב 1: בסיס תמיכה

תפוס ארבעה מלבני הלגו מסוג 1x16 (15 חורים) והרכיב אותם כמו בתמונה השנייה

שלב 2: הר סיבוב

שניים מרכיבים אלה יוצרו, לכן הכפל את הרכיבים הדרושים והפוך אותם לצד השני.

תפוס אחד מהחלקים האפורים האלה, מחבר שחור אחד "H", ויתד חיבור יחיד עם יתד פלוס בצד אחד ויתד עגול בצד השני.

בנה את הרכיב כפי שמוצג בתמונה השנייה ובנה את השני בצורה הפוכה לצד הנגדי.

שלב 3: שלב את שלבים 1 ו -2

הרכיבו את הבסיס ואת הקבצים המצורפים הקודמים כפי שמוצג בתמונה

שלב 4: בסיס פאנל סולארי

שכפל את הכמויות הללו והפוך את הבנייה לצד הנגדי.

תפוס מוט מחבר אחד 11x1, שתי חתיכות זוויות ו -8 חתיכות חיבור עגולות.

הרכיבו כפי שמוצג בתמונה השנייה.

שלב 5: חריץ פאנל סולארי

בנייה כפולה.

השתמש בארבעה מחברים של 90 מעלות, שני מוטות חיבור 15x1 ושני מוטות חיבור 9x1 והרכב כפי שמוצג בתמונה השנייה

שלב 6: מחברי יציבות

בנייה כפולה.

קח שני מחברים של 90 מעלות ומוט מחבר בגודל 13x1 והצמד אותם יחד כפי שמוצג בתמונה השנייה.

שלב 7: מכלול החזקת פאנלים סולאריים

קח את החלקים שנבנו בעבר והרכב.

שלב 8: נשק פאנל סולארי

חבר את מחבר H ואת מחבר L כפי שמוצג בתמונה השנייה.

שלב 9: פאנל סולארי נשק המשך

בעזרת מחבר L שונה ושתי יתדות בודדות, צרף אותן כפי שמוצג.

שלב 10: פאנל סולארי נשק המשך

לאחר מכן, עליך לתפוס מחבר L נוסף, אחד עם בסיס קצר יותר ושני יתדות נוספות, ולחבר אותן גם כן.

שלב 11: פאנל סולארי נשק המשך

כעת תוסיף חתיכה ישרה ועוד שתי יתדות למכלול כפי שמוצג.

שלב 12: פאנל סולארי נשק המשך

לשלב האחרון בהרכבת הזרוע, הוסיפו חתיכת L אחרונה כפי שמוצג. פיסה זו תפנה כלפי מעלה כדי לעזור להחזיק את הפאנל הסולארי.

שלב 13: הוסף חלק להרכבה

חבר את החלק שיצרת זה עתה למכלול כפי שמוצג בתמונות. לאחר מכן, צור עוד אחד בדיוק כמוהו והוסף אותו לצד השני.

שלב 14: הבסיס

באמצעות החלקים המוצגים בתמונות, תורכב לחתיכות זהות שישמשו בסיס לגשש השמש. לאחר ההרכבה, צרף אותם כפי שמוצג.

שלב 15: סיבוב האסיפה

כדי לאפשר למכלול להסתובב, עלינו לחבר עוד חלק לתחתית שתעשה זאת. בנה את הריבוע באמצעות 4 חלקים כפי שמוצג קודם לכן במדריך, והצמד את המחברים כפי שמוצג.

שלב 16: הכנסת לוח השמש

כדי להכניס את הפאנל הסולארי, ייתכן שיהיה עליך להסיר את אחת הזרועות. כל שעליך לעשות הוא להוריד אחד, להחליק בלוח ולחבר אותו מחדש.

שלב 17: חיבור מנוע סרוו

בעזרת החלקים המונחים, בנה את המכלול כפי שמוצג.

שלב 18:

עליך לחבר את החלק הבא באמצעות חוט או משהו דומה לאבטחתו.

שלב 19:

חבר את המכלול החדש שנוצר למכלול הכללי כפי שמוצג. זה יעזור במיקום מנוע הסרוו.

שלב 20: חבר נגדי צילום לחוטים

חבר את הקצוות של כל נגד צילום לחוטים כפי שמוצג.

שלב 21: צרף נגדי צילום להרכבה

בעזרת קלטת או דבק אחר, חבר את נגדי הצילום לכל קצה המכלול כפי שמוצג.

שלב 22: אסוף חלקים אלקטרוניים

ודא שיש לך את כל החלקים המוצגים, או המקבילים שלהם, לפני שתתחיל בהרכבה החשמלית.

-ארדואינו: לוח בקר Uno R3

-9x חוטי מגשר

-4x חוטי דופונט נקבה לזכר

-1 x 9V סוללה

-1x קליפ מחבר הסוללה

נגדי 2x 1K אוהם

-2x נגד צילום (תא צילום)

-1x מנוע סרוו (SG90)

כל הרכיבים זמינים בערכת Super Starter של Elegoo

שלב 23: חבר את מנוע סרוו

הכנס את מנוע הסרוו לתוך לוח הלחם וארדואינו כפי שמוצג. החוט החום הוא שלילי, החוט האדום הוא חיובי, והחוט הצהוב הוא הפקד עבור הסרוו.

שלב 24: נגדי צילום חוטים

הכנס את נגדי הצילום ללוח הלחם כפי שמוצג. לאחר מכן, הנח את מכלול החשמל בבסיס כפי שמוצג.

שלב 25: טען קוד

עותק PDF של הקוד, כמו גם קובץ התוכנית Arduino בפועל נכללו לשימוש. ספריית סרוו נכללה ויש צורך לשמור אותה במחשב לפני חיבור הקוד.

להלן עותק טקסט של הקוד שלנו; זה נראה מגעיל בגלל היעדר העיצוב כשהוא הודבק, אבל זה צריך להיערך.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3 בדצמבר 2018/ * * תוכנית זו נכתבת לשליטה על גשש סולארי חד ציר פשוט. * התוכנית מודדת התנגדות משתנה משני נגדי צילום, אחד משני צדי הלוח הסולארי. * בעולם האמיתי, שני הנגדים יקבעו באיזו דרך לפנות את הלוח הסולרי, מזרחה או מערבית, בהתאם למיקום השמש על מנת למקסם את ייצור החשמל האלטרנטיבי. */// יהיה עליך לכלול את חבילת סרוו המצורפת כך שהארדואינו יידע לשלוט בפונקציות שלה #כלול // ליצור אובייקט סרוו לשליטה בסרוו סרוו myservo; // משתנה לאחסון מיקום סרוו int pos = 90; // סיכות רשימה לנגדי תאים int east = 0; int west = 1; // ערכי פוטו יש להשוות int eastRead; int westRead; // לאיזה כיוון הפאנל הסולארי צריך להסתובב? int מצפן = -1; הגדרת void () {// מצרפת את הסרוו על סיכה 9 לאובייקט הסרוו myservo.attach (9); // מאתחל את הסרוו ל -90 מעלות, אמצע הטווח שלו myservo.write (90); // מאפשר למשתמש למקם סרוו על הר תוך 5000ms או עיכוב של 5 שניות (5000);

// מפעיל צג סידורי למטרות בדיקה Serial.begin (9600); } לולאת חלל () {// קובע ערכים מנגדי פוטוצל eastRead = analogRead (מזרח); westRead = analogRead (מערב); // האם הפאנל הסולארי צריך לפנות לכיוון מזרח? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("מזרח"); // קובע משתנה שיפנה את הסרוו לכיוון המצפן המזרחי = 0; } // האם הפאנל הסולארי צריך לפנות לכיוון המערב? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("מערב"); // קובע משתנה שיפנה את הסרוו לכיוון המצפן המערבי = 1;

} // מתחת לקבוצה של if (מצפן == 0) {סובלנות תואר אם (5 <= pos && pos <= 175) {// מחסירה 1 מהמשתנה "pos" ומחליפה את המספר השלם שלם -= 1; // קובע את המיקום של סרוו myservo.write (pos); } Serial.println (pos); } // מתחת לקוד הקוד מפנה פאנל סולארי לכיוון מערב אם (מצפן == 1)

הקוד מסובב פאנל סולארי לכיוון המיקום המזרחי הוא בין 5 ל- 175 // 0 ו -180 הם הערכים המרביים של הסרוו ויש לזה 5

// אם סרוו

{// אם מיקום הסרוו נמצא בין 5 ל -175 // // ו -180 הם הערכים המרביים של הסרוו ויש לזה סובלנות של 5 מעלות אם (5