Dual Axis Tracker V2.0: 15 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Sepanjang tahun 2015, kami merancang Simple Dual Axis Tracker untuk digunakan sebagai pelajar atau projek hobi yang menyeronokkan. Itu kecil, bising, sedikit rumit, dan menimbulkan banyak komen masyarakat yang sangat pelik. Yang dikatakan, tiga setengah tahun kemudian kami masih menerima e-mel dan panggilan telefon dari orang-orang di seluruh dunia yang ingin membina sendiri.

Kerana kejayaan posting projek asal kami, video youtube, dan kit yang kami jual, kami menerima pelbagai maklum balas dari pelbagai pengguna. Sebilangan besar itu baik, ada yang menjengkelkan, dan sebilangan kecil yang berada di sepanjang garis panduan "menyambungkan perkara ini benar-benar rumit, jadi sila luangkan masa selama satu jam di telefon bersama kami untuk mengetahuinya." Dengan pemikiran itu, kami menghabiskan beberapa bulan untuk merancang semula projek dari awal hingga menjadikannya aktiviti yang lebih lancar dan mudah.

Dalam penulisan ini, anda akan mendapat maklumat mengenai peningkatan kami, cara kerja pelacak solar, senarai alat ganti, pautan ke perkakasan Sumber Terbuka kami, kod Sumber Terbuka, dan pautan ke tempat anda boleh membeli banyak perkara ini.

Pendedahan Penuh: Kami menjual projek ini dan semua bahagiannya sebagai alat pendidikan. Anda tidak perlu membeli apa-apa dari kami untuk membuat projek ini. Sebenarnya anda boleh menggunakan semua sumber kami untuk membuat PCB sendiri, laser memotong kayu anda sendiri di Maker Maker atau Universiti tempatan, atau hanya menggunakan sekumpulan kadbod dan lem panas untuk membuat ciptaan anda yang luar biasa. Ini adalah projek Open Source melalui dan melalui.

Give Aways: Kami mencuba sesuatu yang baru pada tahun 2019. Ikuti kami di instruksional, facebook, Instagram, dan atau youtube untuk berpeluang memenangi beberapa bahagian percuma (Penduduk AS sahaja). Sama seperti dan komen mengenai posting dan video kami untuk projek ini dan kami akan memilih beberapa pemenang pada bulan berikutnya. Kami akan memberikan beberapa kumpulan PCB dan beberapa kit.

Langkah 1: Mengapa Penjejak Suria?

Panel Suria ada di mana-mana. Mereka murah, mudah didapati, dan sangat mudah digunakan. Terdapat puluhan ribu projek panel solar berskala kecil yang terdapat di seluruh laman web youtube dan DIY.

Sebilangan besar orang mungkin mempunyai beberapa pemasangan solar skala yang lebih besar di kawasan kejiranan mereka berkat peningkatan Solar Group Buy dan insentif kerajaan. Sebilangan besar pemasangan ini panel surya dipasang pada bumbung bangunan yang menunjuk 45 darjah Selatan (ketika di Belahan Utara). Tetapan solar yang tetap adalah cara paling mudah untuk menghidupkan rumah atau bangunan kerana memerlukan penyelenggaraan dan pemeliharaan yang sangat sedikit. Kami sering memberitahu orang yang menghubungi kami bahawa jauh lebih menjimatkan untuk TIDAK membina pelacak solar untuk kediaman anda tetapi sebaliknya hanya menambahkan lebih banyak panel solar ke barisan anda.

Walau bagaimanapun, kaedah yang paling berkesan untuk mengumpulkan tenaga dari satu panel adalah melalui penjejak solar. Ini membolehkan panel solar berada dalam kedudukan optimum sepanjang hari yang meningkatkan penjanaan tenaga lebih dari 20%. Sistem seperti ini sangat sesuai untuk bangunan atau kemudahan yang tidak mempunyai banyak ruang bumbung rata atau situasi di mana tenaga suria tidak tahan.

Kami akan mendemonstrasikan Active Solar Tracker yang bergerak pada kedua paksi X dan Y. Sistem seperti ini menggunakan pengawal mikro, atau rangkaian analog yang dirancang dengan baik, dan sensor untuk memastikan panel solar berada pada kedudukan yang betul. Walaupun ini menunjukkan demo yang sangat licin yang dapat anda tunjukkan dengan menggunakan lampu suluh di kelas, ia juga menggunakan banyak tenaga dan mempunyai banyak bahagian yang bergerak.

Penjejak Berdasarkan Tarikh atau Penjejak Berjadual menggunakan maklumat tarikh dan masa untuk mengikuti jalan yang ditetapkan setiap hari kerana pergerakan matahari dapat dijangkakan 100%. Salah satu contohnya ialah projek oleh pengguna Instructable pdaniel7 dan ia menggunakan dua servo dalam reka bentuk novel untuk mengesan cahaya matahari dengan sangat cekap. Kunci untuk jenis reka bentuk ini adalah memastikan perisian disiapkan untuk menjadi yang paling berkesan untuk lokasi tepat anda.

Personel Tracker Tracker adalah yang dikuasakan oleh orang. Ini dapat berkisar dari sesuatu yang sederhana seperti seseorang yang mengubah sudut panel surya mereka beberapa kali dalam setahun hingga meletakkan panel pada platform berputar yang dipasang pada takal berwajaran yang diset semula setiap pagi. Sebagai contoh petani tempatan yang kita tahu mempunyai beberapa panel solar yang dipasang pada paip PVC di halamannya. Setiap bulan dia sedikit mengubah kedudukan dan sudut mereka. Ini sangat mudah dan membantunya mendapatkan lebih banyak tenaga dari sistemnya.

Langkah 2: Naik taraf ke Reka Bentuk Asal

Versi asal kami lebih mementingkan mekanik fizikal berbanding elektronik dan ini terbukti menjadi kejatuhan terbesarnya. Ketika kami mula merancang semula projek ini, kami membuat keputusan untuk menukar pendawaian kami dari pendekatan 'bundle of wire' ke pendekatan 'plug and play' yang mudah kerana penonton kami cenderung menjadi pelajar.

Perkara pertama yang kami lakukan ialah membuat Arduino Shield khusus untuk memasang servos dan sensor. Reka bentuk asal menggunakan Arduino Sensor Shield generik yang berfungsi dengan baik untuk Servos tetapi tidak sesuai untuk Sensor. Perisai kami tidak ada yang istimewa secara keseluruhan dan sejauh ini aspek paling mudah untuk mereka bentuk. (Kami juga menggunakannya untuk projek lain di mana kami perlu memasang sensor sederhana dan servo.)

Untuk memastikan sensor tetap berada di tempatnya, kami merancang pemegang sensor yang sangat mudah dan mudah melekat ke kayu. Satu set header pin membolehkan kami menghubungkan PCB sensor ke perisai dengan jumper wanita. Masalah semasa membuat persediaan ini jauh lebih mudah daripada 'bundle of wire' atau papan roti kami yang asal.

Terakhir, kami merangka reka bentuk kami dan mengubah sedikit kayu dari seperempat inci hingga inci kelapan untuk mengurangkan berat badan. Walaupun kami tidak pernah mempunyai laporan mengenai orang yang mempunyai masalah dengan Servo 9G mereka semakin rendah berat badan mereka bergerak menjadi lebih baik. Ini juga mengurangkan kos dan bobot penghantaran untuk kita kerana kita cenderung menghantar banyak kit di peringkat antarabangsa.

Langkah 3: Bahagian Diperlukan

Untuk membina projek ini, anda memerlukan item berikut:

Alat:

• Pemacu Skru
• Komputer
• Laser Cutter atau CNC Router jika anda memotong bahagiannya sendiri

Elektronik:

• Arduino Uno
• Solar Tracker Shield (Pin Header dan Resistor 10, 000 ohm)
• Sensor Holder PCB (Pin Header dan Light Detecting Resistor)
• Kabel Pelompat Wanita ke Wanita
• Servos Gear Logam Berukuran 2 x 9G

Perkakasan:

• Potongan Laser atau Bahagian Kayu CNC
• Skru 4 x M3 + Mur dengan panjang sekitar 14-16mm
• 4 x Skru Kayu Saiz 2 pada panjang 1/4 inci, atau beberapa Skru M1 dengan panjang yang serupa
• Skru 21 x 8-32 dengan panjang 1/2 inci
• 1 x 8-32 pada inci 3/4
• 1 x 8-32 Skru dengan panjang 2.5 inci, dan kacang pilihan
• 24 x 8-32 Kacang
• 4 x Kaki Getah

Pilihan:

• Solar Cell (6V 200mA adalah yang kita gunakan)
• Meter Volt LED
• Kawat untuk menghubungkan keduanya bersama-sama

Sebilangan besar bahagian ini cukup senang dijumpai. Sekiranya anda ingin membuat PCB sendiri, anda boleh melakukannya melalui OSHPark.com atau perkhidmatan PCB lain. Pastikan anda mendapat Metal Gear 9G Servos untuk torsi tambahan yang mereka berikan.

Terakhir, kami sebenarnya membuat dan menjual kit untuk ini yang merangkumi segala-galanya. Kami juga menjual hanya bahagian kayu dan hanya elektronik kerana kami menerima banyak permintaan untuk pilihan. Kit kami sudah disolder, termasuk semua bahagian yang anda perlukan untuk membina projek ini, dan kami memberikan sokongan pelanggan.

Aaaaaaaaa dan sebelum kita mula mendapat banyak komen pelik dari orang ramai, ini adalah projek Sumber Terbuka 100%. Jangan ragu untuk membuat anda sendiri menggunakan arahan kami.

Langkah 4: Menyiapkan PCB

Sekiranya anda menggunakan kit atau bahagian kami, kedua-dua PCB akan disolder untuk anda.

Sekiranya anda ingin membuat sendiri, anda boleh mencari fail PCB kami di GitHub Repo kami dan kemudian menggunakan perkhidmatan seperti OSHPark untuk mendapatkan beberapa PCB. Anda juga memerlukan sekitar 10, 000 Perintang Ohm, Header Pin, dan Perintang Pengesan Cahaya untuk mengisi papan.

Secara amnya ini cukup mudah melalui pematerian lubang. Pastikan menggunakan besi pematerian dengan hujung yang sesuai di hujungnya.

Shield Soldering: Solder Header Pin Servo dan Sensor menghadap ke atas dan header pin penghubung Arduino menghadap ke bawah.

Sensor Soldering: Resisting Light Detecting menghadap ke atas, Pin Header menghadap ke bawah.

Kami juga mempunyai PCB yang dirancang yang menggunakan Arduino Nano, tetapi belum diuji. Sekiranya seseorang membuat salah satu dari ini, kami pasti ingin melihatnya beraksi!

Langkah 5: Menyiapkan Bahagian Kayu

Kami cukup bernasib baik kerana mempunyai Laser Cutter dan CNC Router di bengkel kami yang menjadikan pemotongan bahagian sangat mudah bagi kami. Sebilangan besar orang perlu mencari mesin di Ruang Pembuat, Universiti, atau Perpustakaan tempatan mereka. Mana-mana pemotong laser desktop atau penghala CNC akan dapat mengendalikan kayu 1/8 dan 1/4 inci yang kami gunakan. Kami mempunyai beberapa kumpulan pelajar berjaya membina projek ini dengan papan busa atau kadbod yang dipotong dengan tangan.

Satu perkara yang TIDAK kita cadangkan untuk digunakan ialah Akrilik. Ini sangat berat dan padat yang mungkin mengatasi dua Servos.

PDF dengan garis vektor boleh didapati dengan mudah di GitHub Repo kami. Buang ini ke perisian pemotong laser pilihan anda, inkscape, atau perisian lukisan lain. Harap maklum bahawa kami mempunyai garis CUT dan ETCHING dalam fail kami.

Sekiranya anda ingin mempermudah projek ini, anda boleh mencuba menghilangkan Y Servo yang mengawal platform sel suria dan kemudian menyesuaikan Paksi Y secara manual. Ini akan menjadikannya Tracker Paksi Tunggal yang cantik.

Kami mempunyai banyak permintaan untuk HANYA bahagian kayu yang dipotong laser. Kami menjualnya sebagai pilihan di laman web kami dan memastikan untuk menghantar semua skru yang sesuai juga.

Langkah 6: Pasang X Servo, Kaki, dan Pangkalan

Nota: Terdapat banyak cara untuk menyusun projek ini dan urutan yang anda buat tidak begitu penting. Sekiranya anda ingin melihat beberapa arah gaya seni garis, anda boleh melakukannya dengan petunjuk di laman web kami.

Semasa membina langkah pertama adalah memasang salah satu servos ke Circle Servo Mount.

Gunakan skru yang disertakan dengan servo anda dan pasangkannya ke bahagian bawah kepingan kayu. Ini adalah sisi TANPA terukir di atasnya.

Kemudian pasangkan empat Kaki dengan satu Skru 8-32 dan mur. Jangan mengacaukannya, tinggalkan sedikit ruang gerak.

Akhir sekali sambungkan empat kaki ke sekeping Project Base kayu yang besar dengan empat lagi Skru dan Mur 8-32. Setelah selamat, ketatkan empat skru yang lain di Circle Servo Mount.

Ini juga merupakan masa yang tepat untuk meletakkan kaki getah di bahagian bawah kepingan kayu Project Base anda sehingga skru tidak menggaru meja anda.

Langkah 7: Pasang Servo Y dan Bina Pusat

Gunakan rajah di atas untuk membina bahagian Pusat.

Pasang servo menggunakan skru yang disertakan dengannya. Tidak kira bahagian kayu mana yang anda gunakan, badan servo dihalakan ke dalam.

Seterusnya, pasangkan longgar dua Potongan segiempat panjang dan dua kepingan Long Screw Guide.

Langkah 8: Pasang Servo Horns

Catatan: Ini adalah bahagian yang paling menjengkelkan dalam binaan ini. Sekiranya anda melanggar tanduk servo jangan risau, anda mempunyai tambahan alasan.

Pasang salah satu Servo Horns berbentuk X, yang disertakan dengan servo anda, pada bahagian Center Circle yang besar. Anda akan memasukkannya ke bahagian bawah, yang merupakan sisi tanpa terukir di atasnya. Untuk melakukan ini, gunakan dua skru kayu # 2 kecil.

Lakukan perkara yang sama dengan salah satu daripada dua Segitiga Sayap menggunakan Servo Horn yang lain.

Langkah 9: Sambungkan Pusat dan Pangkalan, Rumah X Servo

Sambungkan bahagian Center Circle yang baru anda pasangkan tanduk dan sambungkannya dengan potongan Y Servo Center dari sebelumnya. Sambungkan kepingan dan gunakan empat Skru dan kacang 8-32 untuk menahannya.

Kemudian, letakkan ke Pangkalan menggunakan tanduk Servo sebagai titik sambungan anda. JANGAN pasangkannya ke tempatnya.

Homing X Servo

Dengan menggunakan tanduk servo yang kini disambungkan ke servo anda, putar servo semua mengikut arah Jam. (Anda juga boleh menggunakan salah satu Servo Horns kiri anda untuk ini juga.)

Angkat Pusat dan letakkan di kedudukan yang paling jauh dari arah lawan jam. Gunakan sudut Pangkalan Projek sebagai titik rujukan.

Akhir sekali gunakan skru yang sangat kecil yang disertakan dengan servo anda untuk memasukkan tanduk ke servo. Ia berguna untuk mempunyai pemacu skru dengan hujung magnet jika anda boleh.

Langkah 10: Membangunkan Wajah, Rumah Servo Y, dan Sambungkan Segalanya

Pertama, pasangkan Sensor PCB ke Pelat Muka menggunakan satu setengah inci (atau 3/4 inci) 8-32 Nut and Screw anda. Kemudian pasangkan dua pembahagi di sekelilingnya dengan menggunakan lebih banyak Skru 8-32.

Seterusnya, skru dua Sayap Segitiga ke dalam Plat Wajah.

Pastikan Sayap yang mempunyai Servo Horn sesuai dengan lokasi Y Axis Servo anda.

Menjadi Servo

Kami melakukan perkara yang sama di sini. Putar Servo sepanjang arah jam mengikut arah jam menggunakan servo horn.

Kemudian pasangkan keseluruhan Faceplate sehingga hampir menegak, namun tidak mengetuk bahagian kayu yang lain.

Menghubungkan Segalanya

Skru 2.5 Inch menghubungkan satu sisi Pelat Muka dengan Pusat melalui lubang potong laser yang besar.

Kemudian gunakan skru servo lain yang sangat kecil untuk memasukkan tanduk ke Y Axis Servo.

Langkah 11: Pasangkan Wayar Arduino dan Sambungkan

Terakhir kita perlu memasukkan Arduino kita ke dalam Plat Bawah dengan menggunakan beberapa Skru dan Kacang M3. Kami biasanya hanya menggunakan dua skru tetapi kami menambah lubang untuk empat. Kemudian pasangkan Perisai ke Arduino.

Pasang Servos ke Perisai. Pastikan untuk menghubungkan Servo Mendatar ke sambungan Paksi X dan Servo Vertikal ke Sambungan Paksi Y.

Padankan lima sambungan antara Sensor PCB dan Shield, keduanya berlabel. Sambungkan keempat-empat wayar.

Catatan: Sekiranya anda menghadapi masalah, ini mungkin berlaku kerana anda telah membuat kesalahan. Sekiranya ragu, periksa semula wayar sensor dan periksa semula bahawa servos anda berada di tempat yang betul.

Langkah 12: Muat naik Kod

Kod kami agak mudah. Ia membandingkan cahaya yang memukul masing-masing dari empat Perintang Pengesan Cahaya dan berusaha menjadikannya sama rata. Ini juga merupakan cara yang sangat tidak efisien dalam melakukan sesuatu dan tidak akan dapat meningkatkan skala ini ke projek yang lebih besar. Kelebihan terbesar kod ini adalah menarik untuk ditonton. Penjejak akan mengikuti lampu suluh dengan sangat mudah. Kelemahan terbesar adalah tidak tepat dan jika anda berjemur sepanjang hari, ia tidak akan bergerak dengan kerap. Anda boleh mengubah kod untuk menjadikannya lebih sensitif, tetapi banyak percubaan dan kesilapan.

Sekiranya anda ingin menulis kod anda sendiri, atau mencuba sesuatu yang berbeza, hebat! Pastikan untuk berkongsi pautan ke dalam komen.

Dengan menggunakan perisian Arduino rasmi, muat naik kod ini ke Arduino.

Sekiranya servo dan sensor anda terpasang, anda akan melihatnya tersentak ke posisi 'Home', berhenti sebentar, dan kemudian bergerak lagi.

Langkah 13: Soalan dan Jawapan Umum

Masalah Umum yang dihubungi oleh kami.

S1) Ia berada di bawah sinar matahari dan tidak berfungsi! Hebatnya

A1) Adakah ia dipasang ke sumber kuasa USB? Penjejak tidak berkuasa sendiri dan sepenuhnya dijalankan dari kabel USB yang masuk ke Arduino.

Q2) Kepala dengan kuat menyerang bahagian lain atau badan

A2) Anda perlu 'pulang' servo sekali lagi. Kita perlu memberikan had Servo. (Ini juga dapat dilakukan dalam kod juga)

S3) Ia tidak bergerak, bagaimana saya mengubahnya?

A3) Cuba gunakan lampu suluh di bilik dengan cahaya rendah. Ia boleh dibebani ketika berada di bawah cahaya matahari.

S4) Arduino saya tidak akan memuat naik. Apa yang saya buat salah?

A4) Pastikan anda mempunyai pemacu untuk Arduino anda dipasang, pastikan anda memilih Arduino Uno dari senarai papan, pastikan anda telah memilih port komunikasi yang betul.

S4) Ini adalah jumlah keseluruhan! Beraninya anda mengenakan kos sebanyak itu untuk satu kit! Kalian menghisap

A4) Terima kasih atas komen yang bernas walaupun itu bukan persoalan, adakah anda datang ke sini dari YouTube? Ya, kami mengenakan wang untuk versi kit namun kami memberikan semua komponen yang anda perlukan dan memberikan sokongan pelanggan yang nyata, langsung, untuk anda. Sekiranya anda tidak mahu membelinya dari kami, buat sendiri dengan Fail Sumber Terbuka dan panduan arahan ini.

Langkah 14: Hiasan

Semasa kami menjalankan versi Kit projek ini, kami juga menyertakan sel solar 6V 200mA dan juga LED Volt Meter yang murah. Sel suria kecil ini tidak akan menghasilkan banyak tetapi anda boleh mendapatkan beberapa data daripadanya.

Kami biasanya melekatkan sel suria ke Muka menggunakan pita velcro atau busa. Perlu diingat bahawa walaupun secara teknikal anda boleh memasang panel solar gergasi untuk projek ini, anda akan menghancurkannya dengan serta-merta. Terlalu besar sel suria juga akan menambah tekanan pada Servos. (Penjejak yang lebih besar ingin menggunakan motor stepper yang diarahkan.)

Dalam fail potong laser kami, anda akan menemui pemegang mudah untuk Meter Volt LED yang boleh dipasang ke Pangkalan menggunakan dua lagi Skru 8-32. Kami menggunakan kacang wayar untuk menghubungkan Volt Meter ke sel suria. Jenis Meter Volt ini digerakkan oleh sumbernya, dalam hal ini sel suria. Kawat hitam ke Negatif, Kawat merah dan putih ke Positif.

Langkah 15: Nikmati

Kami berharap kemas kini ini dapat membantu ramai orang dan membuat lebih ramai orang berminat untuk membuat pelacak solar desktop mereka. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, komen, atau buat sendiri, sila hantar komen di bawah. Kami sangat senang melihat variasi yang menyeronokkan.

Sekiranya anda berminat dengan mana-mana bahagian atau bekalan kami, lepaskan dari BrownDogGadgets.com. Dan seperti yang telah kami katakan berkali-kali, ini adalah projek Open Source, jadi jangan ragu untuk menggunakan alat ganti dan bekalan anda sendiri sebanyak yang anda mahukan.