دستگاه ردیاب خورشیدی: 25 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

با پیروی از این مراحل ، شما قادر خواهید بود یک صفحه خورشیدی ایجاد و پیاده سازی کنید که موقعیت آن را به دنبال خورشید تنظیم می کند. این باعث می شود حداکثر مقدار انرژی در طول روز گرفته شود. این دستگاه می تواند قدرت نوری را که دریافت می کند با استفاده از دو مقاومت عکس تشخیص دهد و از این اطلاعات برای تصمیم گیری در جهت جهت گیری استفاده می کند.

اهداف یادگیری

• با سیم کشی تخته نان آشنا شوید
• نحوه انجام عملکردهای اساسی (بارگذاری/راه اندازی اولیه کد) در Arduino را بیاموزید
• با اجزای مختلف الکتریکی آشنا شوید
• با نحوه افزایش تولید انرژی جایگزین آشنا شوید

از آنجا که این یک پروژه برای کلاس است ، ما به دنبال پرداختن به برخی از استانداردهای سواد فناوری (STL) توسط ITEEA هستیم. آنچه ما می خواهیم دانش آموزان از این پروژه یاد بگیرند این است:

استاندارد 16: فناوری های انرژی و نیرو

این وظیفه همه شهروندان است که منابع انرژی را حفظ کنند تا اطمینان حاصل شود که نسل های آینده به این منابع طبیعی دسترسی خواهند داشت. برای تصمیم گیری درباره اینکه چه منابع انرژی باید بیشتر توسعه یابد ، مردم باید تأثیرات مثبت و منفی استفاده از منابع مختلف انرژی بر محیط زیست را به طور انتقادی ارزیابی کنند.

نمرات 6-8 سیستم های قدرت برای رانندگی و تامین نیروی محرکه برای سایر سیستم های تکنولوژیکی استفاده می شود. بیشتر انرژی مورد استفاده در محیط ما به طور کارآمد استفاده نمی شود.

نمرات 9 تا 12 را می توان به اشکال عمده گروه بندی کرد: حرارتی ، تابشی ، الکتریکی ، مکانیکی ، شیمیایی ، هسته ای و سایر منابع انرژی می تواند تجدید پذیر یا غیر قابل تجدید باشد سیستم های قدرت باید دارای منبع انرژی ، فرآیند و بار باشند.

برآورد هزینه برای کیت پنل خورشیدی (50 دلار) ، کیت آردوینو (40 دلار) و قطعات لگوهای مختلف (25 دلار) در مجموع 115 دلار برای همه قطعات ، کاملاً جدید است.

مرحله 1: پایگاه پشتیبانی

چهار عدد از این آجرهای لگو 1x16 (15 سوراخ) را بگیرید و آنها را مانند تصویر دوم کنار هم قرار دهید

مرحله 2: کوه گردان

دو مورد از این اجزا ساخته می شوند ، بنابراین اجزای مورد نیاز را دو برابر کرده و برای طرف دیگر معکوس کنید.

یکی از این قطعات خاکستری ، یک کانکتور مشکی "H" و یک گیره اتصال دهنده را با یک میخ اضافی در یک طرف و یک میخ گرد در طرف دیگر بگیرید.

کامپوننت را همانطور که در تصویر دوم نشان داده شده بسازید و دومی را به صورت معکوس برای طرف مقابل بسازید.

مرحله 3: مراحل 1 و 2 را ترکیب کنید

پایه و پیوست های قبلی را مطابق تصویر جمع آوری کنید

مرحله 4: پایه پنل خورشیدی

این مقادیر را کپی کنید و ساختار را برای طرف مقابل معکوس کنید.

یک میله اتصال 11x1 ، دو قطعه زاویه دار و 8 قطعه اتصال دهنده دور همه را بگیرید.

همانطور که در تصویر دوم نشان داده شده است را جمع کنید.

مرحله 5: شکاف پنل خورشیدی

ساختمانی تکراری

از چهار اتصال دهنده 90 درجه ، دو میله اتصال 15x1 و دو میله اتصال 9x1 استفاده کنید و مطابق تصویر دوم مونتاژ کنید

مرحله 6: اتصالات پایداری

ساختمانی تکراری

دو کانکتور 90 درجه و یک میله کانکتور 13x1 بردارید و همانطور که در تصویر دوم نشان داده شده است آنها را به هم وصل کنید.

مرحله 7: مونتاژ برگزاری پنل خورشیدی

قطعات ساخته شده قبلی را برداشته و مونتاژ کنید.

مرحله 8: اسلحه های پنل خورشیدی

اتصال دهنده H و اتصال L را همانطور که در تصویر دوم نشان داده شده است وصل کنید.

مرحله 9: اسلحه پنل خورشیدی

با استفاده از یک کانکتور L متفاوت و دو گیره تک ، آنها را مطابق شکل متصل کنید.

مرحله 10: اسلحه پنل خورشیدی

در مرحله بعد ، باید یک کانکتور L دیگر ، یکی با پایه کوتاهتر و دو پایه دیگر ، بگیرید و آنها را نیز متصل کنید.

مرحله 11: اسلحه پنل خورشیدی

حالا شما یک قطعه مستقیم و دو گیره دیگر به مجموعه به شکل اضافه می کنید.

مرحله دوازدهم: اسلحه پنل خورشیدی

برای آخرین مرحله در مونتاژ بازو ، یک قطعه L نهایی را مطابق شکل اضافه کنید. این قطعه برای نگه داشتن پنل خورشیدی رو به رو خواهد بود.

مرحله 13: قسمت را به اسمبلی اضافه کنید

همانطور که در تصاویر نشان داده شده است قسمتی را که به تازگی ایجاد کرده اید به مجموعه وصل کنید. سپس ، یکی دیگر را دقیقاً مانند آن ایجاد کرده و به طرف دیگر اضافه کنید.

مرحله 14: پایگاه

با استفاده از قطعات نشان داده شده در تصاویر ، قطعاتی را جمع آوری می کنید که به عنوان پایه ای برای ردیاب خورشیدی عمل می کنند. پس از مونتاژ ، آنها را مطابق شکل متصل کنید.

مرحله 15: چرخاندن مجمع

برای اینکه مجموعه بتواند بچرخد ، باید قطعه دیگری را به پایین وصل کنیم که این کار را انجام می دهد. مربع را با استفاده از 4 قطعه همانطور که قبلاً در دستورالعمل نشان داده شده است بسازید و اتصالات را مطابق شکل وصل کنید.

مرحله 16: قرار دادن پنل خورشیدی

برای قرار دادن پنل خورشیدی ، ممکن است لازم باشد یکی از بازوها را بردارید. به سادگی یکی را بردارید ، روی پانل بکشید و دوباره آن را وصل کنید.

مرحله 17: اتصال موتور سروو

با استفاده از قطعات چیده شده ، مجموعه را مطابق شکل بسازید.

مرحله 18:

شما باید این قطعه بعدی را با استفاده از سیم یا چیزی مشابه برای محکم کردن آن متصل کنید.

مرحله 19:

مطابق شکل ، مجموعه تازه تشکیل شده را به مجموعه کلی وصل کنید. این به قرارگیری سرو موتور کمک می کند.

مرحله 20: مقاومت های عکس را به سیم وصل کنید

مطابق شکل ، انتهای هر مقاومت مقاومتی را به سیمها وصل کنید.

مرحله 21: مقاومت های عکس را به اسمبلی وصل کنید

با استفاده از نوار چسب یا چسب دیگر ، مطابق شکل ، مقاومتهای عکس را به هر انتهای مجموعه وصل کنید.

مرحله 22: قطعات الکترونیکی را جمع آوری کنید

قبل از شروع مونتاژ الکتریکی ، مطمئن شوید که همه قطعات یا معادل آنها نمایش داده شده است.

-Arduino: برد کنترل Uno R3

-9 برابر سیم جامپر

-4 برابر سیم دوپونت زن به مرد

-1 باتری 9 ولت

کلیپ اتصال دهنده 1x باتری Snap-on

-2x مقاومت 1K اهم

-2 برابر مقاومت عکس (Photocell)

-1 برابر موتور سروو (SG90)

همه قطعات به راحتی در Elegoo Super Starter Kit موجود است

مرحله 23: سرو موتور را وصل کنید

همانطور که در تصویر نشان داده شده است سروو موتور را به تخته نان و آردوینو وصل کنید. سیم قهوه ای منفی است ، سیم قرمز مثبت است و سیم زرد کنترل سروو است.

مرحله 24: مقاومت در برابر سیم

مطابق شکل ، مقاومتهای عکس را در تخته نان وصل کنید. سپس ، مجموعه الکتریکی را همانند تصویر در پایه قرار دهید.

مرحله 25: بارگذاری کد

یک کپی PDF از کد ، و همچنین فایل واقعی برنامه Arduino برای استفاده گنجانده شده است. کتابخانه Servo گنجانده شده است و قبل از تدوین کد باید در رایانه ذخیره شود.

یک کپی متنی از کد ما در زیر آمده است ؛ به دلیل عدم قالب بندی هنگام چسباندن ، بد به نظر می رسد ، اما باید کامپایل شود.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship ، Preston McMillan ، Taylor Ussery // 3 دسامبر 2018/ * * این برنامه برای کنترل یک ردیاب خورشیدی ساده یک محوره نوشته شده است. * این برنامه مقاومت متغیر از دو مقاومت عکس ، یکی در دو طرف پنل خورشیدی را اندازه گیری می کند. * در دنیای واقعی ، دو مقاومت تعیین می کنند که بسته به موقعیت خورشید به کدام سو جهت چرخاندن صفحه خورشیدی ، شرقی یا غربی ، به منظور حداکثر تولید انرژی جایگزین الکتریسیته بپیچند. */// شما باید بسته سروو متصل شده را وارد کنید تا آردوینو بداند چگونه عملکردهای خود را کنترل کند #شامل // ایجاد یک شیء سروو برای کنترل یک سروو Servo myservo ؛ // متغیر برای ذخیره موقعیت سروو int pos = 90؛ // لیست پین های مقاومت سلول های فوتو سلول int east = 0؛ int west = 1؛ // مقادیر photocell در int eastRead مقایسه می شود؛ int westRead؛ // پنل خورشیدی به کدام سمت باید بچرخد؟ int compass = -1؛ void setup () {// سروو را روی پین 9 به شیء سروو myservo.attach (9) متصل می کند؛ // سروو را تا 90 درجه راه اندازی می کند ، وسط محدوده آن myservo.write (90)؛ // به کاربر اجازه می دهد تا سروو را در محدوده 5000 میلی ثانیه یا 5 ثانیه تأخیر (5000) قرار دهد.

// مانیتور سریال را برای اهداف آزمایش Serial.begin (9600) راه اندازی می کند ؛ } void loop () {// مقادیر مقاومتهای Photocell را تعیین می کند eastRead = analogRead (east)؛ westRead = analogRead (غرب)؛ // آیا پنل خورشیدی نیاز به چرخش به سمت شرق دارد؟ if (eastRead> westRead) {Serial.println ("شرق") ؛ // متغیر را برای چرخاندن سروو به سمت قطب نمای شرقی = 0 تنظیم می کند. } // آیا پنل خورشیدی نیاز به چرخش به سمت غرب دارد؟ if (westRead> eastRead) {Serial.println ("غرب") ؛ // متغیر را برای چرخاندن سروو به سمت قطب نمای غربی = 1 تنظیم می کند.

} // زیر گروه if (قطب نما == 0) {تحمل درجه if (5 <= pos && pos <= 175) {// 1 را از متغیر "pos" کم می کند و عدد صحیح pos -= 1؛ // موقعیت سروو myservo.write (pos) را تنظیم می کند ؛ } Serial.println (pos)؛ } // گروه کد زیر پنل خورشیدی را به سمت غرب می چرخاند اگر (قطب نما == 1)

کد پنل خورشیدی را به سمت شرق می چرخاند بین 5 و 175 // 0 و 180 حداکثر مقدار سروو هستند و این دارای 5 است

// اگر سروو

{// اگر موقعیت سرو بین 5 تا 175 باشد // 0 و 180 حداکثر مقادیر سروو هستند و این دارای تحمل 5 درجه است اگر (5