Construyendo un Seguidor Solar Automático con Arduino UNO: 8 Pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

La energía solar es cada vez más frecuente en todo el mundo. Actualmente, se están investigando muchos métodos para hacer que los paneles solares produzcan más energía, reduciendo nuestra dependencia de los combustibles fósiles y el carbón. Una forma de hacerlo es mover los paneles, siempre mirando hacia el sol en el cielo. Esto permite una recolección de energía óptima, haciendo que los paneles solares sean más eficientes.

Este Instructable analizará cómo funcionan los rastreadores solares e implementará dicho método en un prototipo de rastreador solar utilizando un Arduino UNO.

Paso 1: Cómo funcionan los seguidores solares

Hay 3 métodos principales que se utilizan para controlar un seguidor solar. El primero es un sistema de control pasivo y los otros dos son sistemas de control activo. El seguidor solar controlado pasivamente no contiene sensores ni actuadores, pero cambia su posición en función del calor del sol. Al usar gas con un punto de ebullición bajo en un recipiente montado sobre bisagras en su centro, similar a un balancín, el panel solar puede cambiar su posición según la dirección del calor del sol.

Los sistemas activos son un poco diferentes. Ambos requieren un sistema de procesamiento, así como actuadores para mover los paneles. Una forma de controlar activamente los paneles solares es transmitir la posición del Sol a los paneles. Luego, los paneles se orientan a esta posición en el cielo. Otro método consiste en utilizar sensores para detectar la posición del sol. Mediante el uso de resistencias dependientes de la luz (LDR), es posible detectar diferentes niveles de luz. Luego, estos sensores se utilizan para determinar dónde está el sol en el cielo, lo que permite que el panel se oriente adecuadamente.

En este Instructable, usaremos el sistema de control activo basado en sensores.

Paso 2: Diagrama del sistema / descripción general de los componentes

El funcionamiento de este sistema se muestra en las imágenes de arriba. Habrá 1 resistencia dependiente de la luz a cada lado de un divisor. Este divisor proyectará una sombra sobre el sensor en un lado del panel, creando una diferencia drástica entre las lecturas de los dos sensores. Esto hará que el sistema se mueva hacia el lado más brillante para ecualizar las lecturas del sensor, optimizando la posición del panel solar. En el caso de un seguidor solar de 2 ejes, se puede utilizar este mismo principio, con 3 sensores en lugar de dos (1 a la izquierda, 1 a la derecha, 1 abajo). Se pueden promediar los sensores izquierdo y derecho, y esta lectura se puede comparar con el sensor inferior para determinar cuánto debe moverse el panel hacia arriba o hacia abajo.

Descripción general de los componentes principales

Arduino UNO: Este es el microcontrolador para este proyecto. Lee los datos del sensor y determina cuánto y en qué dirección deben girar los servos.

Servo: Estos son los actuadores utilizados para este proyecto. Son fáciles de controlar y muy precisos, lo que lo hace perfecto para este proyecto.

Resistencias dependientes de la luz (LDR): son resistencias variables que detectan los niveles de luz. Se utilizan para determinar la posición del sol en el cielo.

Paso 3: Materiales / Equipo

Los materiales utilizados para construir este proyecto son:

1. Arduino UNO
2. 2 servos
3. 3 resistencias dependientes de la luz (LDR)
4. 3 resistencias de 10k ohmios
5. palitos de helados
6. Cartulina

Las herramientas utilizadas para construir este proyecto son:

1. Soldador
2. Cinta
3. Tijeras
4. Cuchillo de uso
5. Pistola de silicona

Paso 4: Esquema del circuito

Arriba está el esquema utilizado para conectar el seguidor solar.

Conexiones de pines:

Fotorresistor izquierdo

Pin 1 - 3,3 V

Pin 2 - A0, GND (resistencia de 10k ohmios entre Pin 2 y GND)

Fotorresistor derecho

Pin 1 - 3,3 V

Pin 2 - A1, GND (resistencia de 10 k ohmios entre el Pin 2 y GND)

Fotorresistor inferior

Pin 1 - 3,3 V

Pin 2 - A2, GND (resistencia de 10 k ohmios entre el Pin 2 y GND)

Servo LR

Señal - 2

Tierra - GND

VCC - Paquete de batería de 6 V

TB Servo

Señal - 3

Tierra - GND

VCC - Paquete de batería de 6 V

Energía Arduino

VIN - Paquete de batería de 6 V

GND - Paquete de batería de 6 V GND

Paso 5: Montaje

Después de soldar el circuito en una placa de perforación (siéntase libre de usar una placa de pruebas), es hora de ensamblar el dispositivo. Usé cartón y un bloque de espuma de poliestireno para crear una base y un soporte de panel para el rastreador, así como una pared divisoria para los sensores usando palitos de helado. Este paso depende de ti. Intente experimentar con diferentes longitudes, alturas y formas de la pared divisoria, así como la ubicación del sensor, para ver cómo afecta la capacidad de seguimiento del dispositivo.

Paso 6: software

Ahora que el ensamblaje está completo, es hora de crear software para el dispositivo. El boceto de Arduino se adjunta a continuación.

Paso 7: diagrama de flujo del software

Aquí hay un diagrama de flujo de cómo funciona el dispositivo.

Paso 8: Conclusión

Si enciende el dispositivo y enciende una luz brillante en el panel, el rastreador se orientará hacia la luz directamente. Adjunto un video de prueba del proyecto a continuación. ¡Espero que les haya gustado este proyecto! No dudes en hacer cualquier pregunta en la sección de comentarios e intentaré responderlas. ¡Gracias!