ساخت ردیاب خورشیدی خودکار با آردوینو UNO: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

انرژی خورشیدی در سراسر جهان رو به افزایش است. در حال حاضر ، روش های زیادی در حال بررسی است تا پنل های خورشیدی انرژی بیشتری تولید کنند و وابستگی ما به سوخت های فسیلی و زغال سنگ را کاهش دهند. یکی از راه های این کار این است که صفحات را حرکت دهید ، همیشه رو به خورشید در آسمان. این امکان جمع آوری بهینه انرژی را فراهم می آورد و باعث کارآمدتر شدن صفحات خورشیدی می شود.

این دستورالعمل نحوه عملکرد ردیاب های خورشیدی را بررسی کرده و چنین روشی را با استفاده از Arduino UNO در نمونه اولیه ردیاب خورشیدی پیاده سازی می کند.

مرحله 1: نحوه عملکرد ردیاب های خورشیدی

3 روش اصلی برای کنترل ردیاب خورشیدی وجود دارد. اولی یک سیستم کنترل غیرفعال است و دو سیستم دیگر سیستم های کنترل فعال هستند. ردیاب خورشیدی با کنترل غیرفعال هیچ سنسور یا محرکی ندارد اما موقعیت خود را بر اساس گرمای خورشید تغییر می دهد. با استفاده از گاز با نقطه جوش کم در ظرفی که بر روی لولا در وسط آن نصب شده است ، مشابه اره اره ، پنل خورشیدی می تواند موقعیت خود را بر اساس جهت گرمای خورشید تغییر دهد.

سیستم های فعال کمی متفاوت هستند. هر دو به یک سیستم پردازش و همچنین محرک برای جابجایی پانل ها نیاز دارند. یکی از راههای کنترل فعال پنل های خورشیدی ، انتقال موقعیت خورشید به صفحات است. سپس پانل ها خود را به این موقعیت در آسمان می رسانند. روش دیگر استفاده از حسگرها برای تشخیص موقعیت خورشید است. با استفاده از مقاومت های وابسته به نور (LDR) ، می توان سطوح مختلف نور را تشخیص داد. سپس از این سنسورها برای تعیین مکان خورشید در آسمان استفاده می شود و به پانل اجازه می دهد تا جهت مناسب خود را پیدا کند.

در این دستورالعمل ، ما از سیستم کنترل فعال مبتنی بر سنسور استفاده خواهیم کرد.

مرحله 2: نمودار سیستم/مرور اجزاء

نحوه عملکرد این سیستم در تصاویر بالا نشان داده شده است. در هر طرف تقسیم کننده 1 مقاومت وابسته به نور وجود خواهد داشت. این تقسیم بر روی سنسور یک طرف پنل سایه می اندازد و تفاوت فاحشی بین دو قرائت سنسور ایجاد می کند. این باعث می شود که سیستم به سمت روشن تر حرکت کند تا خواندن سنسورها را برابر کرده و موقعیت پنل خورشیدی را بهینه کند. در مورد ردیاب خورشیدی 2 محوری ، می توان از همین اصل استفاده کرد ، به جای دو سنسور (3 سنسور در سمت چپ ، 1 در سمت راست ، 1 در پایین). سنسورهای چپ و راست را می توان به طور متوسط اندازه گیری کرد ، و این اندازه گیری را می توان با سنسور پایین مقایسه کرد تا مشخص شود که صفحه چقدر باید به بالا یا پایین حرکت کند.

بررسی اجزای اصلی

Arduino UNO: این میکروکنترلر این پروژه است. داده های حسگر را می خواند و تعیین می کند که سرویس ها چقدر و در کدام جهت باید بچرخند.

سروو: اینها محرک هایی هستند که برای این پروژه استفاده می شوند. کنترل آنها بسیار آسان و بسیار دقیق است ، و این را برای این پروژه عالی می کند.

مقاومت های وابسته به نور (LDR): این مقاومت های متغیر هستند که سطح نور را تشخیص می دهند. از این موارد برای تعیین موقعیت خورشید در آسمان استفاده می شود.

مرحله 3: مواد/تجهیزات

مصالح مورد استفاده برای ساخت این پروژه عبارتند از:

1. آردوینو UNO
2. 2 سرو
3. 3 مقاومت وابسته به نور (LDR)
4. 3 مقاومت 10k اهم
5. چوب بستنی
6. مقوا

ابزارهای مورد استفاده برای ساخت این پروژه عبارتند از:

1. آهن لحیم کاری
2. نوار
3. قیچی
4. ابزار چاقو
5. چسب حرارتی تفنگی

مرحله 4: شماتیک مدار

در بالا شماتیک مورد استفاده برای اتصال ردیاب خورشیدی به یکدیگر است.

پین اتصالات:

مقاومت در برابر چپ

پین 1 - 3.3V

پین 2 - A0 ، GND (مقاومت 10k اهم بین پین 2 و GND)

مقاومت در برابر نور

پین 1 - 3.3V

پین 2 - A1 ، GND (مقاومت 10k اهم بین پین 2 و GND)

مقاومت نوری پایین

پین 1 - 3.3V

پین 2 - A2 ، GND (مقاومت 10k اهم بین پین 2 و GND)

LR سروو

سیگنال - 2

زمین - GND

VCC - بسته باتری 6 ولت

سرو سل

سیگنال - 3

زمین - GND

VCC - بسته باتری 6 ولت

آردوینو پاور

VIN - بسته باتری 6 ولت

GND - بسته باتری 6 ولت GND

مرحله 5: مونتاژ

پس از لحیم کردن مدار روی یک تخته پرفیوپ (در صورت تمایل از تخته نان استفاده کنید) ، زمان جمع آوری دستگاه فرا رسیده است. من برای ایجاد پایه و نگهدارنده پانل برای ردیاب ، و همچنین یک دیوار جداکننده برای سنسورها با استفاده از چوب های بستنی ، از مقوا و یک بلوک پلی استایرن استفاده کردم. این مرحله به عهده خود شماست. سعی کنید طول ، ارتفاع و شکل دیوار جداکننده مختلف و همچنین محل قرارگیری سنسور را آزمایش کنید تا ببینید چگونه بر قابلیت ردیابی دستگاه تأثیر می گذارد.

مرحله 6: نرم افزار

اکنون که مونتاژ کامل شده است ، زمان ایجاد نرم افزار برای دستگاه است. طرح آردوینو در زیر پیوست شده است.

مرحله 7: فلوچارت نرم افزار

در اینجا یک نمودار جریان از نحوه عملکرد دستگاه است.

مرحله 8: نتیجه گیری

اگر دستگاه را روشن کرده و نور درخشان را به صفحه تابانده باشید ، ردیاب خود را مستقیما رو به نور قرار می دهد. ویدئوی آزمایشی پروژه را در زیر ضمیمه کرده ام. امیدوارم از این پروژه خوشتان آمده باشد! با خیال راحت هر س questionالی را در قسمت نظرات مطرح کنید و من سعی خواهم کرد به آنها پاسخ دهم. با تشکر!