Solar Tracker -laite: 25 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Noudattamalla näitä vaiheita voit luoda ja ottaa käyttöön aurinkopaneelin, joka säätää sijaintinsa auringon mukaan. Tämä mahdollistaa maksimaalisen energian talteenoton koko päivän ajan. Laite pystyy aistimaan vastaanottamansa valon voimakkuuden käyttämällä kahta valovastusta ja päättää näiden tietojen perusteella, mihin suuntaan sen pitäisi olla suunnattu.

Oppimistavoitteet

• Opi leipälevyn johdotuksesta
• Opi käyttämään perustoimintoja (ladata/alustaa koodi) Arduinolla
• Opi erilaisista sähkökomponenteista
• Tutustu vaihtoehtoisen energiantuotannon tehostamiseen

Koska tämä on luokkahanke, pyrimme käsittelemään joitain ITEEA: n teknisen lukutaidon (STL) standardeja. Haluamme oppilaiden oppivan tästä projektista:

Standardi 16: Energia- ja virtatekniikat

Kaikkien kansalaisten vastuulla on säästää energiavaroja sen varmistamiseksi, että tulevat sukupolvet saavat nämä luonnonvarat käyttöönsä. Päättääkseen, mitä energiaresursseja tulisi edelleen kehittää, ihmisten on arvioitava kriittisesti erilaisten energiavarojen käytön myönteisiä ja kielteisiä vaikutuksia ympäristöön.

Luokat 6-8 Voimajärjestelmiä käytetään ajamaan ja tuottamaan käyttövoimaa muille teknologisille järjestelmille Suuri osa ympäristössämme käytetystä energiasta ei käytetä tehokkaasti.

Luokat 9–12 Energia voidaan ryhmitellä suuriin muotoihin: lämpö-, säteily-, sähkö-, mekaaninen, kemiallinen, ydinvoima ja muut Energiaresurssit voivat olla uusiutuvia tai uusiutumattomia Sähköjärjestelmissä on oltava energianlähde, prosessi ja kuormat

Kustannusarvio koskee aurinkopaneelisarjaa (50 dollaria), Arduino -pakettia (40 dollaria) ja valikoituja lego -osia (25 dollaria) yhteensä 115 dollaria kaikista osista, aivan uusia.

Vaihe 1: Tukipohja

Ota neljä näistä 1x16 (15 reikää) legopalikoista ja laita ne yhteen kuten toisessa kuvassa

Vaihe 2: Kääntyvä kiinnike

Kaksi näistä komponenteista valmistetaan, joten kaksinkertaista tarvittavat komponentit ja käännä ne toiselle puolelle.

Tartu yhteen näistä harmaista kappaleista, yhdestä mustasta H -liittimestä ja yhdestä yhdistävästä tapista, jonka toisella puolella on plusnappi ja toisella pyöreä tappi.

Rakenna komponentti toisessa kuvassa esitetyllä tavalla ja rakenna toinen käänteisellä tavalla vastakkaiselle puolelle.

Vaihe 3: Yhdistä vaiheet 1 ja 2

Kokoa alusta ja aiemmat kiinnikkeet kuvan osoittamalla tavalla

Vaihe 4: Aurinkopaneelin pohja

Toista nämä määrät ja käännä vastakkaisen puolen rakenne.

Tartu yhteen 11x1 -liittimen tankoon, kahteen kulmikappaleeseen ja 8: een pyöreään liitoskappaleeseen.

Kokoa kuten toisessa kuvassa.

Vaihe 5: Aurinkopaneelipaikka

Monistuva rakenne.

Käytä neljää 90 asteen liitintä, kahta 15x1 kiertokankea ja kahta 9x1 kiertokankea ja asenna toisessa kuvassa esitetyllä tavalla

Vaihe 6: Vakausliittimet

Kaksoiskappale.

Ota kaksi 90 asteen liitintä ja 13x1 liittimen tanko ja napsauta ne yhteen kuten toisessa kuvassa.

Vaihe 7: Aurinkopaneelipidike

Ota aiemmin rakennetut osat ja koota.

Vaihe 8: Aurinkopaneelivarret

Kiinnitä H -liitin ja L -liitin kuten toisessa kuvassa.

Vaihe 9: Aurinkopaneelivarsien jatk

Kiinnitä ne eri L -liittimellä ja kahdella yksittäisellä tapilla kuvan mukaisesti.

Vaihe 10: Aurinkopaneelivarsien jatk

Seuraavaksi sinun pitäisi napata toinen L -liitin, toinen lyhyemmällä pohjalla, ja kaksi muuta tappia ja liittää ne myös.

Vaihe 11: Aurinkopaneelivarsien jatk

Nyt lisäät suoran kappaleen ja kaksi muuta tappia kokoonpanoon kuvan mukaisesti.

Vaihe 12: Aurinkopaneelivarsien jatk

Viimeiseen vaiheeseen varren kokoamisessa lisää viimeinen L -kappale kuvan mukaisesti. Tämä kappale osoittaa ylöspäin auttaakseen pitämään aurinkopaneelia.

Vaihe 13: Lisää osa kokoonpanoon

Liitä juuri luomasi osa kokoonpanoon kuvien mukaisesti. Luo sitten toinen samanlainen ja lisää se toiselle puolelle.

Vaihe 14: Pohja

Käyttämällä kuvissa olevia kappaleita koot samanlaisia kappaleita, jotka toimivat aurinkoseurannan tukikohtana. Kun olet koonnut, kiinnitä ne kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 15: Kokoonpanon kiertäminen

Jotta kokoonpano voi pyöriä, meidän on kiinnitettävä toinen kappale pohjaan, joka tekee tämän. Rakenna neliö käyttämällä 4 osaa, kuten ohjeessa on aiemmin esitetty, ja kiinnitä liittimet kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 16: Aurinkopaneelin asentaminen

Aurinkopaneelin asentamiseksi sinun on ehkä poistettava yksi varsista. Ota vain yksi pois, liu'uta paneeli sisään ja kiinnitä se uudelleen.

Vaihe 17: Servomoottorin kiinnitys

Rakenna kokoonpano näytettyjen kappaleiden avulla kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 18:

Kiinnitä tämä seuraava kappale käyttämällä vaijeria tai jotain vastaavaa sen kiinnittämiseksi.

Vaihe 19:

Kiinnitä juuri muodostettu kokoonpano koko kokoonpanoon kuvan mukaisesti. Tämä auttaa servomoottorin sijoittamisessa.

Vaihe 20: Kytke valokuvavastukset johtoihin

Kytke jokaisen valovastuksen päät johtimiin kuvan mukaisesti.

Vaihe 21: Kiinnitä valokuvavastimet kokoonpanoon

Kiinnitä valovastukset teipillä tai muulla liimalla kokoonpanon kumpaankin päähän kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 22: Kerää elektroniset osat

Varmista, että kaikki osat tai vastaavat ovat näkyvissä, ennen kuin aloitat sähköasennuksen.

-Arduino: Uno R3 -ohjainkortti

-9x hyppyjohdot

-4x naaras-uros Dupont-johdot

-1x 9V akku

-1x akun kiinnitysliitin

-2x 1K ohmin vastukset

-2x valovastus (valokenno)

-1x servomoottori (SG90)

Kaikki komponentit ovat helposti saatavilla Elegoo Super Starter Kit -sarjassa

Vaihe 23: Kiinnitä servomoottori

Kytke servomoottori leipälautaan ja Arduinoon kuvan mukaisesti. Ruskea johto on negatiivinen, punainen johto on positiivinen ja keltainen lanka on servon ohjaus.

Vaihe 24: Lankakuvavastus

Kytke valovastukset leipälevyyn kuvan mukaisesti. Aseta sitten sähkökokoonpano alustaan kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 25: Lataa koodi

PDF -kopio koodista ja varsinainen Arduino -ohjelmatiedosto on lisätty käyttöön. Servokirjasto on sisällytetty ja se on tallennettava tietokoneelle ennen koodin kokoamista.

Tekstikopio koodistamme on alla; se näyttää ikävältä, koska liittämisen aikana ei ole muotoilua, mutta sen pitäisi kääntää.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3. joulukuuta 2018/ * * Tämä ohjelma on kirjoitettu ohjaamaan yksinkertaista yksiakselista aurinkoseurantaa. * Ohjelma mittaa vaihtelevaa vastusta kahdesta valovastuksesta, yksi aurinkopaneelin kummallakin puolella. * Todellisessa maailmassa molemmat vastukset määräävät, mihin suuntaan aurinkopaneeli kääntyy, itään tai länteen, auringon sijainnin mukaan, jotta maksimoidaan sähkön vaihtoehtoisen energian tuotanto. */// Sinun on sisällytettävä liitteenä oleva servopaketti, jotta Arduino osaa hallita toimintojaan #include // luoda servobjekti hallitaksesi servo Servo myservo; // muuttuja servoaseman tallentamiseen int pos = 90; // listata nastat valokennovastauksille int east = 0; int länsi = 1; // vertailtavat valokennojen arvot int eastRead; int westRead; // mihin suuntaan aurinkopaneelin pitäisi kääntyä? int kompassi = -1; void setup () {// liittää nastan 9 servon servobjektiin myservo.attach (9); // Alustaa servon 90 asteeseen, sen alueen keskelle myservo.write (90); // Sallii käyttäjän sijoittaa servon telineeseen 5000 ms: n tai 5 sekunnin viiveen (5000) kuluessa;

// Käynnistää sarjamonitorin testausta varten Serial.begin (9600); } void loop () {// Määrittää arvot valokennovastuksista eastRead = analogRead (east); westRead = analoginenLue (länsi); // Pitääkö aurinkopaneelin kääntyä itään? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("Itä"); // Asettaa muuttujan kääntämään servoa itäkompassia kohti = 0; } // Pitääkö aurinkopaneelin kääntyä länteen? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("West"); // Asettaa muuttujan kääntämään servoa länsikompassia kohti = 1;

} // If -ryhmän alapuolella (kompassi == 0) {asteen toleranssi, jos (5 <= pos && pos <= 175) {// Vähennä 1 "pos" -muuttujasta ja korvaa kokonaisluvun pos -= 1; // Asettaa servon sijainnin myservo.write (pos); } Sarja.println (pos); } // Alla oleva koodiryhmä kääntää aurinkopaneelin länteen, jos (kompassi == 1)

koodi kääntää aurinkopaneelin itään päin on välillä 5 ja 175 // 0 ja 180 ovat servon maksimiarvot ja tällä on 5

// Jos servo

{// Jos servoasento on välillä 5 ja 175 // 0 ja 180 ovat servon maksimiarvot ja tällä on 5 asteen toleranssi, jos (5