Dispositivo de seguimiento solar: 25 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Siguiendo estos pasos, podrá crear e implementar un panel solar que ajusta su posición para seguir al sol. Esto permite la máxima cantidad de energía capturada a lo largo del día. El dispositivo es capaz de detectar la fuerza de la luz que está recibiendo usando dos fotorresistencias, y usa esta información para decidir en qué dirección debe estar orientado.

Objetivos de aprendizaje

• Más información sobre el cableado de una placa de pruebas
• Aprenda a realizar funciones básicas (cargar / inicializar código) en Arduino
• Conozca los diferentes componentes eléctricos
• Aprenda cómo se puede mejorar la producción de energía alternativa

Como este es un proyecto para la clase, buscamos abordar algunos de los Estándares de Alfabetización Tecnológica (STL) de ITEEA. Lo que queremos que los estudiantes aprendan de este proyecto es:

Estándar 16: Tecnologías de energía y potencia

Es responsabilidad de todos los ciudadanos conservar los recursos energéticos para garantizar que las generaciones futuras tengan acceso a estos recursos naturales. Para decidir qué recursos energéticos deben desarrollarse más, las personas deben evaluar críticamente los impactos positivos y negativos del uso de varios recursos energéticos en el medio ambiente.

Grados 6-8 Los sistemas de energía se utilizan para impulsar y proporcionar propulsión a otros sistemas tecnológicos. Gran parte de la energía utilizada en nuestro medio ambiente no se utiliza de manera eficiente.

Grados 9-12 La energía se puede agrupar en formas principales: térmica, radiante, eléctrica, mecánica, química, nuclear y otras Los recursos energéticos pueden ser renovables o no renovables Los sistemas de energía deben tener una fuente de energía, un proceso y cargas

La estimación de costo es para el kit de panel solar ($ 50), el kit Arduino ($ 40) y piezas surtidas de Lego ($ 25) por un total de $ 115 para todas las piezas, completamente nuevas.

Paso 1: Base de soporte

Coge cuatro de estos ladrillos lego 1x16 (15 agujeros) y júntalos como en la segunda imagen

Paso 2: montaje giratorio

Se fabricarán dos de estos componentes, así que duplique los componentes necesarios e inviértalos para el otro lado.

Agarre una de estas piezas grises, un conector "H" negro y una sola clavija de conexión con una clavija positiva en un lado y una clavija redonda en el otro.

Construya el componente como se muestra en la segunda imagen y construya el segundo de manera invertida para el lado opuesto.

Paso 3: combine los pasos 1 y 2

Ensamble la base y los accesorios anteriores como se muestra en la imagen.

Paso 4: Base del panel solar

Duplique estas cantidades e invierta la construcción del lado opuesto.

Agarre una varilla de conexión de 11x1, dos piezas en ángulo y 8 piezas de conexión redondas.

Ensamble como se muestra en la segunda imagen.

Paso 5: Ranura para panel solar

Construcción duplicada.

Use cuatro conectores de 90 grados, dos bielas de 15x1 y dos bielas de 9x1 y ensamble como se muestra en la segunda imagen

Paso 6: Conectores de estabilidad

Construcción duplicada.

Tome dos conectores de 90 grados y una varilla de conector de 13x1 y encájelos como se muestra en la segunda imagen.

Paso 7: Ensamblaje de sujeción del panel solar

Tome las piezas previamente construidas y ensamble.

Paso 8: brazos del panel solar

Conecte el conector H y el conector L como se muestra en la segunda imagen.

Paso 9: Brazos del panel solar (continuación)

Con un conector L diferente y dos clavijas individuales, fíjelas como se muestra.

Paso 10: Brazos del panel solar (continuación)

A continuación, debe tomar otro conector L, uno con una base más corta y dos clavijas más, y conectarlos también.

Paso 11: Brazos del panel solar (continuación)

Ahora agregará una pieza recta y dos clavijas más al ensamblaje como se muestra.

Paso 12: Brazos del panel solar (continuación)

Para el paso final en el montaje del brazo, agregue una pieza L final como se muestra. Esta pieza quedará hacia arriba para ayudar a sostener el panel solar.

Paso 13: Agregar pieza al ensamblaje

Conecte la pieza que acaba de crear al ensamblaje como se muestra en las imágenes. Luego, crea otro exactamente igual y agrégalo al otro lado.

Paso 14: la base

Usando las piezas que se muestran en las imágenes, ensamblarás piezas iguales que servirán de base para el seguidor solar. Una vez ensamblados, adjúntelos como se muestra.

Paso 15: rotación del ensamblaje

Para permitir que el conjunto gire, necesitamos colocar otra pieza en la parte inferior que hará esto. Construya el cuadrado usando 4 piezas como se muestra anteriormente en el instructivo y conecte los conectores como se muestra.

Paso 16: Inserción del panel solar

Para insertar el panel solar, es posible que deba quitar uno de los brazos. Simplemente quite uno, deslice el panel y vuelva a colocarlo.

Paso 17: Conexión del servomotor

Usando las piezas dispuestas, construya el ensamblaje como se muestra.

Paso 18:

Debes unir esta siguiente pieza con un cable o algo similar para asegurarla.

Paso 19:

Conecte el ensamblaje recién formado al ensamblaje general como se muestra. Esto ayudará con la colocación del servomotor.

Paso 20: conecte las fotorresistencias a los cables

Conecte los extremos de cada fotorresistencia a los cables como se muestra.

Paso 21: Conecte las fotorresistencias al ensamblaje

Con cinta u otro adhesivo, coloque las fotorresistencias en cada extremo del conjunto como se muestra.

Paso 22: Reúna las piezas electrónicas

Asegúrese de tener todas las piezas mostradas, o su equivalente, antes de comenzar el montaje eléctrico.

-Arduino: Placa controladora Uno R3

-9x cables de puente

-4x cables Dupont hembra a macho

-1x batería de 9V

-1x Clip de conector a presión de batería

-2x Resistencias de 1K Ohm

-2x fotorresistencia (fotocélula)

-1x servomotor (SG90)

Todos los componentes están disponibles en el Elegoo Super Starter Kit

Paso 23: conecte el servomotor

Conecte el servomotor en la placa de pruebas y Arduino como se muestra. El cable marrón es negativo, el cable rojo es positivo y el cable amarillo es el control del servo.

Paso 24: foto-resistencias de alambre

Conecte las fotorresistencias en la placa de pruebas como se muestra. Luego, coloque el conjunto eléctrico en la base como se muestra.

Paso 25: Código de carga

Se ha incluido una copia en PDF del código, así como el archivo del programa Arduino real para su uso. La biblioteca Servo se ha incluido y deberá guardarse en la computadora antes de compilar el código.

A continuación se muestra una copia de texto de nuestro código; se ve desagradable debido a la falta de formato cuando se pegó, pero debería compilarse.

// Solar Tracker // NC State University // TDE 331 // Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery // 3 de diciembre de 2018 / * * Este programa está escrito para controlar un seguidor solar simple de un eje. * El programa mide la resistencia variable de dos fotoresistores, uno a cada lado del panel solar. * En el mundo real, las dos resistencias determinarían en qué dirección girar el panel solar, este u oeste, dependiendo de la posición del sol para maximizar la producción de energía eléctrica alternativa. * / // Necesitarás incluir el paquete de servo adjunto para que Arduino sepa cómo controlar sus funciones #include // crea un objeto servo para controlar un servo Servo myservo; // variable para almacenar la posición del servo int pos = 90; // lista de pines para resistencias de fotocélula int east = 0; int oeste = 1; // valores de las fotocélulas a comparar int eastRead; int westRead; // ¿En qué dirección debe girar el panel solar? int brújula = -1; void setup () {// conecta el servo en el pin 9 al objeto servo myservo.attach (9); // Inicializa el servo a 90 grados, la mitad de su rango myservo.write (90); // Permite al usuario colocar el servo en el soporte dentro de 5000 ms o 5 segundos de retraso (5000);

// Inicia el monitor de serie con fines de prueba Serial.begin (9600); } void loop () {// Determina los valores de las resistencias de fotocélula eastRead = analogRead (east); westRead = analogRead (oeste); // ¿Es necesario que el panel solar gire hacia el este? if (eastRead> westRead) {Serial.println ("East"); // Establece la variable para girar el servo hacia la brújula Este = 0; } // ¿Es necesario que el panel solar gire hacia el oeste? if (westRead> eastRead) {Serial.println ("West"); // Establece la variable para girar el servo hacia el oeste brújula = 1;

} // Debajo del grupo de if (brújula == 0) {grado de tolerancia if (5 <= pos && pos <= 175) {// Resta 1 de la variable "pos" y sobrescribe el entero pos - = 1; // Establece la posición del servo myservo.write (pos); } Serial.println (pos); } // El siguiente grupo de código gira el panel solar hacia el oeste si (brújula == 1)

El código gira el panel solar hacia la posición Este está entre 5 y 175 // 0 y 180 son los valores máximos del servo y este tiene un 5

// Si el servo

{// Si la posición del servo está entre 5 y 175 // 0 y 180 son los valores máximos del servo y esto tiene una tolerancia de 5 grados si (5