Solar-Tracker-Gerät - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Wenn Sie diese Schritte befolgen, können Sie ein Solarmodul erstellen und implementieren, das seine Position an die Sonne anpasst. Dies ermöglicht die maximale Energiemenge, die den ganzen Tag über aufgenommen wird. Das Gerät kann die Stärke des empfangenen Lichts mithilfe von zwei Fotowiderständen erkennen und anhand dieser Informationen entscheiden, in welche Richtung es ausgerichtet werden soll.

Lernziele

• Erfahren Sie mehr über die Verdrahtung eines Steckbretts
• Erfahren Sie, wie Sie grundlegende Funktionen (Code hochladen/initialisieren) auf Arduino ausführen
• Erfahren Sie mehr über verschiedene elektrische Komponenten
• Erfahren Sie, wie die alternative Energieerzeugung verbessert werden kann

Da dies ein Projekt für den Unterricht ist, möchten wir einige der Standards for Technological Literacy (STL) von ITEEA ansprechen. Wir möchten, dass die Schüler aus diesem Projekt lernen:

Standard 16: Energie- und Energietechnologien

Es liegt in der Verantwortung aller Bürgerinnen und Bürger, Energieressourcen zu schonen, damit auch künftige Generationen Zugang zu diesen natürlichen Ressourcen haben. Um zu entscheiden, welche Energieressourcen weiterentwickelt werden sollen, müssen die positiven und negativen Auswirkungen der Nutzung verschiedener Energieressourcen auf die Umwelt kritisch bewertet werden.

Klasse 6-8 Energiesysteme werden verwendet, um andere technologische Systeme anzutreiben und anzutreiben Ein Großteil der in unserer Umwelt verwendeten Energie wird nicht effizient genutzt.

Klasse 9-12 Energie kann in Hauptformen eingeteilt werden: thermisch, strahlend, elektrisch, mechanisch, chemisch, nuklear und andere Energieressourcen können erneuerbar oder nicht erneuerbar sein. Stromsysteme müssen eine Energiequelle, einen Prozess und Lasten haben

Die Kostenschätzung gilt für das Solarpanel-Kit (50 USD), das Arduino-Kit (40 USD) und verschiedene Lego-Teile (25 USD) für insgesamt 115 USD für alle Teile, ganz neu.

Schritt 1: Stützbasis

Schnapp dir vier dieser 1x16 (15 Löcher) Legosteine und setze sie wie im zweiten Bild zusammen

Schritt 2: Schwenkhalterung

Zwei dieser Komponenten werden hergestellt, also verdoppeln Sie die benötigten Komponenten und kehren Sie sie für die andere Seite um.

Schnappen Sie sich eines dieser grauen Teile, einen schwarzen "H"-Verbinder und einen einzelnen Verbindungsstift mit einem Plusstift auf der einen Seite und einem runden Stift auf der anderen Seite.

Bauen Sie die Komponente wie im zweiten Bild gezeigt und bauen Sie die zweite in umgekehrter Weise für die gegenüberliegende Seite.

Schritt 3: Kombinieren Sie die Schritte 1 & 2

Montieren Sie die Basis und die vorherigen Aufsätze wie im Bild gezeigt

Schritt 4: Solarpanel-Basis

Duplizieren Sie diese Mengen und kehren Sie die Konstruktion für die gegenüberliegende Seite um.

Schnappen Sie sich eine 11x1-Verbinderstange, zwei Winkelstücke und 8 umlaufende Verbindungsstücke.

Montieren Sie wie im zweiten Bild gezeigt.

Schritt 5: Solarpanel-Steckplatz

Doppelte Konstruktion.

Verwenden Sie vier 90-Grad-Verbinder, zwei 15x1-Pleuelstangen und zwei 9x1-Pleuelstangen und montieren Sie sie wie im zweiten Bild gezeigt

Schritt 6: Stabilitätsanschlüsse

Doppelte Konstruktion.

Nehmen Sie zwei 90-Grad-Verbinder und eine 13x1-Verbinderstange und schnappen Sie sie zusammen, wie im zweiten Bild gezeigt.

Schritt 7: Solarpanel-Haltebaugruppe

Nehmen Sie die zuvor gebauten Teile und montieren Sie sie.

Schritt 8: Solarpanel-Arme

Befestigen Sie den H-Stecker und den L-Stecker wie im zweiten Bild gezeigt.

Schritt 9: Solarpanel-Arme Forts

Befestigen Sie sie mit einem anderen L-Verbinder und zwei einzelnen Stiften wie abgebildet.

Schritt 10: Solarpanel-Arme Forts

Als nächstes sollten Sie einen weiteren L-Verbinder, einen mit einer kürzeren Basis, und zwei weitere Stifte greifen und diese ebenfalls anschließen.

Schritt 11: Solarpanel-Arme Forts

Jetzt fügen Sie der Baugruppe wie gezeigt ein gerades Stück und zwei weitere Stifte hinzu.

Schritt 12: Solarpanel-Arme Forts

Fügen Sie für den letzten Schritt bei der Montage des Arms ein letztes L-Stück wie gezeigt hinzu. Dieses Stück wird nach oben zeigen, um das Solarpanel zu halten.

Schritt 13: Teil zur Baugruppe hinzufügen

Verbinden Sie das soeben erstellte Teil wie in den Bildern gezeigt mit der Baugruppe. Erstellen Sie dann ein anderes genau so und fügen Sie es der anderen Seite hinzu.

Schritt 14: Die Basis

Mit den in den Bildern gezeigten Teilen werden Sie zu gleichen Teilen zusammenbauen, die als Basis für den Solartracker dienen. Nach dem Zusammenbau befestigen Sie sie wie abgebildet.

Schritt 15: Drehen der Baugruppe

Damit sich die Baugruppe drehen kann, müssen wir ein weiteres Stück an der Unterseite anbringen, das dies tut. Bauen Sie das Quadrat mit 4 Stücken, wie zuvor in der Anleitung gezeigt, und befestigen Sie die Anschlüsse wie gezeigt.

Schritt 16: Einsetzen des Solarpanels

Zum Einsetzen des Solarpanels müssen Sie möglicherweise einen der Arme entfernen. Einfach einen abnehmen, die Blende einschieben und wieder anbringen.

Schritt 17: Anbringen des Servomotors

Bauen Sie mit den ausgelegten Teilen die Baugruppe wie gezeigt.

Schritt 18:

Sie sollten dieses nächste Stück mit einem Draht oder ähnlichem befestigen, um es zu sichern.

Schritt 19:

Befestigen Sie die neu gebildete Baugruppe wie gezeigt an der Gesamtbaugruppe. Dies hilft bei der Platzierung des Servomotors.

Schritt 20: Fotowiderstände an Drähte anschließen

Verbinden Sie die Enden jedes Fotowiderstands wie gezeigt mit den Drähten.

Schritt 21: Fotowiderstände an der Baugruppe anbringen

Befestigen Sie die Fotowiderstände wie abgebildet mit Klebeband oder einem anderen Klebstoff an jedem Ende der Baugruppe.

Schritt 22: Elektronische Teile sammeln

Stellen Sie sicher, dass alle Teile oder deren Äquivalente angezeigt werden, bevor Sie mit der elektrischen Montage beginnen.

-Arduino: Uno R3-Controller-Board

-9x Überbrückungsdrähte

-4x Dupont-Drähte (weiblich zu männlich)

-1x 9V Batterie

-1x Batterie-Snap-on-Anschlussklemme

-2x 1K Ohm Widerstände

-2x Fotowiderstand (Fotozelle)

-1x Servomotor (SG90)

Alle Komponenten sind im Elegoo Super Starter Kit erhältlich

Schritt 23: Servomotor anbringen

Verdrahten Sie den Servomotor wie gezeigt in das Steckbrett und Arduino. Der braune Draht ist negativ, der rote Draht ist positiv und der gelbe Draht ist die Steuerung für das Servo.

Schritt 24: Fotowiderstände verdrahten

Verdrahten Sie die Fotowiderstände wie gezeigt in das Steckbrett. Setzen Sie dann die elektrische Baugruppe wie abgebildet in den Sockel ein.

Schritt 25: Code laden

Eine PDF-Kopie des Codes sowie die eigentliche Arduino-Programmdatei wurden zur Verwendung beigefügt. Die Servo-Bibliothek ist enthalten und muss vor dem Kompilieren des Codes auf dem Computer gespeichert werden.

Eine Textkopie unseres Codes finden Sie unten; es sieht böse aus, weil es beim Einfügen keine Formatierung hat, aber es sollte kompiliert werden.

//Solar Tracker//NC State University //TDE 331 //Taylor Blankenship, Preston McMillan, Taylor Ussery //3. Dezember 2018 /* * Dieses Programm wurde geschrieben, um einen einfachen einachsigen Solartracker zu steuern. * Das Programm misst den variablen Widerstand von zwei Fotowiderständen, einen auf jeder Seite des Solarpanels. * In der realen Welt würden die beiden Widerstände bestimmen, in welche Richtung das Solarpanel je nach Sonnenstand nach Osten oder Westen gedreht werden soll, um die alternative Energieerzeugung von Elektrizität zu maximieren. */ // Sie müssen das beigefügte Servopaket einschließen, damit das Arduino seine Funktionen steuern kann #include // Servoobjekt erstellen, um ein Servo zu steuern Servo myservo; // Variable zum Speichern der Servoposition Int pos = 90; // Pins für Fotozellenwiderstände auflisten Int east = 0; int west = 1; // zu vergleichende Lichtschrankenwerte int eastRead; int westRead; // In welche Richtung soll sich das Solarpanel drehen? int-Kompass = -1; Void setup () {// verbindet das Servo an Pin 9 mit dem Servo-Objekt myservo.attach (9); // Initialisiert das Servo auf 90 Grad, die Mitte seines Bereichs myservo.write (90); // Ermöglicht dem Benutzer, das Servo innerhalb von 5000 ms oder 5 Sekunden Verzögerung (5000) auf der Halterung zu platzieren;

// Startet den seriellen Monitor zu Testzwecken Serial.begin (9600); aufrechtzuerhalten. Void Schleife () {// Ermittelt Werte von Lichtschrankenwiderständen eastRead = analogRead (east); westRead = analogRead (west); // Muss sich das Solarpanel nach Osten drehen? if (eastRead > westRead) {Serial.println ("East"); // Setzt die Variable, um das Servo in Richtung Ostkompass zu drehen = 0; } // Muss sich das Solarpanel nach Westen drehen? if (westRead > eastRead) {Serial.println ("West"); // Setzt die Variable zum Drehen des Servos in Richtung Westkompass = 1;

} //Unterhalb der Gruppe von if(compass == 0) {Grad-Toleranz if(5 <= pos && pos <= 175) { // Subtrahiert 1 von der Variable "pos" und überschreibt die Ganzzahl pos -= 1; // Setzt die Position des Servos myservo.write (pos); } Serial.println (pos); } // Unterhalb der Codegruppe dreht das Solarpanel nach Westen if (Kompass == 1)

Code dreht Solarpanel nach Osten Position liegt zwischen 5 und 175 //0 und 180 sind die Maximalwerte des Servos und dies hat einen 5

// Wenn der Servo

{ // Wenn die Servoposition zwischen 5 und 175 liegt // 0 und 180 sind die Maximalwerte des Servos und dies hat eine Toleranz von 5 Grad if (5