Membina Penjejak Solar Automatik Dengan Arduino UNO: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Tenaga suria semakin berleluasa di seluruh dunia. Pada masa ini, banyak kaedah sedang diteliti untuk membuat panel surya menghasilkan lebih banyak tenaga, mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil dan arang batu. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan membiarkan panel bergerak, selalu menghadap matahari di langit. Ini membolehkan pengumpulan tenaga yang optimum, menjadikan panel solar lebih cekap.

Instructable ini akan mengkaji bagaimana pelacak suria berfungsi, dan menerapkan kaedah tersebut ke dalam prototaip pelacak suria menggunakan Arduino UNO.

Langkah 1: Bagaimana Penjejak Suria Berfungsi

Terdapat 3 kaedah utama yang digunakan untuk mengawal solar tracker. Yang pertama adalah sistem kawalan pasif, dan dua yang lain adalah sistem kawalan aktif. Penjejak suria yang dikendalikan secara pasif tidak mengandungi sensor atau penggerak tetapi mengubah kedudukannya berdasarkan haba dari Matahari. Dengan menggunakan gas dengan titik didih rendah dalam bekas yang dipasang pada engsel di tengahnya, mirip dengan gergaji, panel suria dapat mengubah kedudukannya berdasarkan arah panas dari Matahari.

Sistem aktif sedikit berbeza. Kedua-duanya memerlukan sistem pemprosesan, dan juga penggerak untuk menggerakkan panel. Salah satu cara untuk mengawal panel solar secara aktif adalah dengan menghantar kedudukan Matahari ke panel. Panel kemudian mengarahkan diri ke kedudukan di langit ini. Kaedah lain adalah dengan menggunakan sensor untuk mengesan kedudukan matahari. Dengan menggunakan Resistor Bergantung Cahaya (LDR), mungkin untuk mengesan tahap cahaya yang berbeza-beza. Sensor ini kemudian digunakan untuk menentukan di mana matahari berada di langit, memungkinkan panel untuk mengorientasikan dirinya dengan tepat.

Dalam Instructable ini, kami akan menggunakan sistem kawalan aktif berdasarkan sensor.

Langkah 2: Gambarajah Sistem / Gambaran Keseluruhan Komponen

Cara sistem ini berfungsi ditunjukkan dalam gambar di atas. Terdapat 1 perintang yang bergantung pada cahaya di setiap sisi pembahagi. Pembahagi ini akan memberikan bayangan pada sensor di satu sisi panel, mewujudkan perbezaan drastik antara kedua pembacaan sensor. Ini akan mendorong sistem bergerak ke arah yang lebih cerah untuk menyamakan bacaan sensor, mengoptimumkan kedudukan panel suria. Bagi pelacak solar 2 paksi, prinsip yang sama dapat digunakan, dengan 3 sensor dan bukannya dua (1 di kiri, 1 di kanan, 1 di bawah). Sensor kiri dan kanan dapat dirata-rata, dan bacaan ini dapat dibandingkan dengan sensor bawah untuk menentukan berapa banyak panel mesti bergerak ke atas atau ke bawah.

Gambaran Keseluruhan Komponen Utama

Arduino UNO: Ini adalah pengawal mikro untuk projek ini. Ia membaca data sensor dan menentukan berapa banyak dan ke arah mana servo mesti berpaling.

Servo: Ini adalah penggerak yang digunakan untuk projek ini. Mereka mudah dikendalikan dan sangat tepat, menjadikannya sempurna untuk projek ini.

Resistor Bergantung Cahaya (LDR): Ini adalah perintang berubah yang mengesan tahap cahaya. Ini digunakan untuk menentukan kedudukan matahari di langit.

Langkah 3: Bahan / Peralatan

Bahan yang digunakan untuk membina projek ini adalah:

1. Arduino UNO
2. 2 Servos
3. 3 Perintang Bergantung Cahaya (LDR)
4. 3 Perintang 10k Ohm
5. Tongkat papops
6. Kadbod

Alat yang digunakan untuk membina projek ini adalah:

1. Besi pematerian
2. Pita
3. Gunting
4. Pisau utiliti
5. Senapang Gam Panas

Langkah 4: Skema Litar

Di atas adalah skema yang digunakan untuk menyatukan penjejak suria bersama-sama.

Sambungan Pin:

Photoresistor Kiri

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A0, GND (perintang 10k ohm antara Pin 2 dan GND)

Fotoresistor Kanan

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A1, GND (perintang 10k ohm antara Pin 2 dan GND)

Fotoresistor Bawah

Pin 1 - 3.3V

Pin 2 - A2, GND (perintang 10k ohm antara Pin 2 dan GND)

Servo LR

Isyarat - 2

Tanah - GND

Pek Bateri VCC - 6 V

Servo TB

Isyarat - 3

Tanah - GND

Pek Bateri VCC - 6 V

Kuasa Arduino

Pek Bateri VIN - 6 V

Pek Bateri GND - 6 V GND

Langkah 5: Perhimpunan

Setelah menyatukan litar ke papan perf (jangan gunakan papan roti sebagai gantinya), inilah masanya untuk memasang peranti. Saya menggunakan kadbod dan blok styrofoam untuk membuat alas dan pemegang panel untuk pelacak, serta dinding pembahagi untuk sensor menggunakan tongkat es loli. Langkah ini terpulang kepada anda. Cuba bereksperimen dengan panjang, ketinggian, dan bentuk dinding pembahagi yang berbeza, serta penempatan sensor, untuk melihat bagaimana ia mempengaruhi kemampuan pelacakan peranti.

Langkah 6: Perisian

Sekarang pemasangan selesai, sudah waktunya untuk membuat perisian untuk peranti tersebut. Lakaran Arduino dilampirkan di bawah.

Langkah 7: Carta Alir Perisian

Berikut adalah carta alir bagaimana peranti berfungsi.

Langkah 8: Kesimpulannya

Sekiranya anda menghidupkan peranti dan menyinari cahaya terang pada panel, pelacak akan mengarahkan diri untuk menghadap cahaya secara langsung. Saya telah melampirkan video ujian projek di bawah. Saya harap anda menyukai projek ini! Jangan ragu untuk mengemukakan sebarang pertanyaan di bahagian komen dan saya akan cuba menjawabnya. Terima kasih!