Модель системи орієнтації сонячних панелей - Сайт інструкцій для мейкерів

124 вподобали,

425

переглядів

Вподобати

учасник конкурсу

Автор

Ростислав

Оновлено

08 Лютого 2021

Собівартість

~200 грн

Час виконання

1 день

Складність

Середня

Теги

arduino

Вступ

Модель системи орієнтації сонячних панелей може стати цікавим наочним експонатом для пояснення роботи “розумних” сонячних панелей, здатних слідкувати за сонцем. Також на базі цієї моделі можна зробити будь-яку цікаву іграшку, що буде здатна слідкувати за ліхтариком (соняшник для прикладу).

Матеріали використані в цій поробці, а саме контролер Arduino, крокові двигуни та сонячні панелі можна буде згодом застосувати в інших проєктах.

Необхідну електроніку можна дешево купити на aliexpress)

Файли

Матеріали

Інструменти

skhema-1.png

Схема підключення електроніки

Arduino Nano/Uno

два крокові двигуни 28BYJ-48

чотири фоторезистори

драйвери для крокових двигунів ULN2003

маленькі сонячні панелі (опціонально)

трошки дерев'яшок

трошки дротів

клей

пилка

паяльник

Крок 1

Панелі

Спершу необхідно створити раму для закріплення панелей. Я виконав її з допомогою маленьких дощечок, які приклеїв до самих панелей. Хочу звернути увагу, що панелі в даному випадку виконують роль макету, оскільки їх розмір не здатний згенерувати достатньо енергії для роботи пристрою.

Пам’ятайте, що на рамі будуть закріплені й сам контролер разом з драйверами крокових двигунів, тому слід робити конструкцію якомога легшою.

Крок 2

Сенсор

Конструкція сенсору досить проста. Нам потрібна хрестовина з непрозорого матеріалу, в кутах якої будуть знаходитися фоторезистори. В залежності від того, під яким кутом до сонця буде знаходитися сенсор той чи інший фоторезистор отримуватиме більше світла.

Крок 3

Стійка

Нам необхідна якась точка опори для нашого пристрою, я зробив її з дошки до якої прикрутив брусок. Вийшов невеликий стовп висотою кілька десятків сантиметрів. Звісно можна вигадати стійку й іншої конструкції або ж просто тимчасово закріпити модель в тисках.

Крок 4

Двигуни

Для того щоб панелі мали змогу обертатися необхідно правильно встановити двигуни. Оскільки у нас двохосьова система, то потрібно два двигуни на кожну вісь.

Я направив один двигун валом униз, а інший приклеїв до нього, направивши вал горизонтально.

Також я використав корпус старої ручки для того, щоб з’єднати вал двигуна із панелями.

Крок 5

Електроніка

Всі компоненти необхідно з’єднати згідно схеми. Слід зазначити, що один вивід кожного фоторезистора необхідно з’єднати та під’єднати до GND. Всі інші виводи під’єднати до вказаних пінів Arduino.

Крок 6

Програмування мікроконтролера

Для програмування мікроконтролера необхідно встановити середовище розробки Arduino IDE (доступна як на Windows так і на Linux системах). В ньому потрібно створити новий скетч та написати код, завдяки якому наша модель оживе.

Необхідно буде реалізувати такий простенький алгоритм:

Відбувається зчитування сигналу з двох вертикальних пар датчиків.
Блок управління обчислює середній показник з кожної пари.
Якщо показники рівні, то платформа зорієнтована вірно у вертикальній вісі. Якщо ж вони не рівні, обчислюється різниця між їх значеннями, і, в залежності від її знака, мікроконтролер подає або прямий, або реверсний сигнал на двигун вертикальної вісі.
Відбувається зчитування сигналу з двох горизонтальних пар датчиків.
Потім здійснюється наведення в горизонтальній площині схемою пункту 3.
Цикл повторюється через задану одиницю часу.