Arduino太阳能跟踪器(单轴或双轴)

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简介:Arduino太阳能跟踪器(单轴或双轴)

If you’ve installed solar panels on a camper van to provide you with electricity on your camping trip or at home to supplement your electricity usage or take your home completely off grid then you probably know that the panels work the best when they are aligned directly towards the sun. This sounds simple enough, except that the sun moves throughout the day. This is why there are now a number of different mechanisms which work on a range of principles with the purpose of aligning your panel or array of panels directly towards the sun, they are called solar trackers.

跟踪器,单个和决斗轴跟踪器有两个原理类型。单个轴跟踪器每月调整,账户账户,以便在太阳位置的季节变化,然后单轴用于跟踪太阳穿过天空的日常运动。决斗轴跟踪器通过使用一个轴来追踪太阳日常运动和另一个轴来追踪季节性运动的需求。根据本文在Altestore上,单轴太阳能跟踪器将在大约25%和双轴跟踪器中提高25%和双轴跟踪器。

该太阳能跟踪控制系统旨在从太阳能电池板的东部和西部(左右)侧采取光线测量,并确定将面板移动到光源源头的哪个方式。伺服用于致动面板跟踪器;这些可在各种尺寸范围内使用,可根据面板尺寸进行缩放。虽然此跟踪器是单轴,但是两个传感器和伺服可以简单地重复以提供双轴控制。

该项目假设您知道Arduino编程的基础知识,否则阅读我的文章Arduino入门

您也可以通过构建您自己的太阳能电池板进一步进一步接受这个项目,这是我们的指南如何在家里建造太阳能电池板。如果您正在考虑将部分或全部房屋电源要求转换为太阳能,请阅读我的文章切换到太阳能第一的。

更新:我有许多请求来展示如何修改该项目和代码以驱动线性执行器以进行更重负载和面板阵列。我已经在所需的物理变化以及修改后的软件上写了“如何”线性执行器驱动太阳能跟踪器

第1步:太阳能跟踪器需要什么

以下是您需要的项目列表以完成此项目。如果您正在寻找双轴跟踪站点,那么您需要加倍伺服,LDR和电阻。

尚未说明特定的伺服型号或尺寸,因为它取决于太阳能电池板的尺寸和重量。该项目中使用的那个是9克模拟伺服。您可以使用任何尺寸的PWM Hobby伺服与Arduino一起使用,尽管较大的伺服电源需要自己的电源。

第2步:组装组件

首先,您需要首先将组件组装到太阳能电池板或面包板上。LDRS(光依赖电阻)或PRS(光电阻)(光电电阻)改变具有变化光的电阻,因此它们需要以这样的方式连接,使得变化的电阻被转换为Arduino理解的改变电压信号。伺服通过Arduino的PWM输出之一控制。

如果您将永久安装太阳能跟踪器,那么您可能希望将电阻和LDR焊接在一起,以便它们不能松动。如果您只是尝试此项目以获取乐趣,那么面包板是完美的。

用于连接LDR和伺服到Arduino的基本电路显示在附图中。

电阻器R1和R2都是4.7k,PR1和PR2是两个LDR,伺服可以是任何PWM Hobby伺服。如果您使用的是大于9克的伺服器,那么Arduino可能无法提供足够的电源来实现其完全扭矩能力,您需要直接用自己提供伺服伺服电源5V电源

如果您正在制作永久的安装,那么最好将电阻焊接在面板上的LDR附近。这样,您可以将单个4核线从控制箱运行到面板上的传感器,四个核心将是5V,GND,然后从LDR中发出信号1和2。一旦您的LDR和电阻焊接在一起,您可以将它们安装在太阳能电池板上。将面板的东部和西部(左右)侧面的LDR安装在面向阳光下。确保它们没有以任何方式遮蔽框架,并具有畅通无阻的太阳视图。

在这个项目中使用了一个面包板来将Ardunio的5V电源分配给电阻器和伺服器。

伺服需要根据太阳能电池板的尺寸大小。本例中使用的面板小而且相对较轻;因此使用了一个小伺服,并由Arduino提供动力。对于较大的伺服(任何9克以上),您将需要在外部为伺服电量为后,因为Arduino没有足够的容量。确保将外部电源接地连接到Arduinos GND,否则PWM控制信号向伺服将无法正常工作。

第3步:上传草图

现在,您可以将您的草图上传到您的Arduino,如果您在然后遵循本指南之前未上传草图入门

草图显示在附图中。

这是下载下载的链接太阳能追踪器代码。

代码主要测量来自两张照片电阻的光强度,然后比较两者,看看它是接收更多光的。如果差值大于小阈值,则Arduino讲述伺服将该方向移动以将面板朝向光源。如果光在两个传感器上低于一定水平,那么它被检测为夜间,并且面板再次移动到面向东方进行日出。

第4步:Auto188bet比分desk电路图和模拟器

以下是在Autodesk电路中绘制的设置,代码也被嵌入,并且188bet比分可以通过在仿真模式启动后拖动LDR上的光强度来模拟。

步骤5:校准传感器错误

由于ldr、电阻和使用的导线电阻之间的差异,即使接收相同数量的光,从两个传感器接收到的信号也会有差异。这是通过在计算中引入校准偏移来考虑的,这个数字需要根据您的设置在代码中进行调整。在代码中声明的地方调整该校正因子,

第13行:INT校准= 204。

确定该因素的最准确的方法是在两个传感器之间平均发光,然后使用计算机上的串行监视器读取East和West Sensor的值。这两个值之间的差异将是校准偏移量。LDR非常敏感,因此跟踪器仅在代码中的差异大于15时移动,否则它将不断地跟踪向前和向后和浪费功率。

如果您不熟悉串行接口,那么您可以使用此值播放,直到跟踪器仍然仍然在光线闪烁到两个传感器上时。

步骤6:制作单轴跟踪架

虽然这种指示器在Arduino Control围绕arduino控件融入其中,但由于可用的面板的极定范围和面积的尺寸和尺寸,并不旨在详细说明跟踪架,这是设计上的简要概述以及一些关键指针。

当它完成时,您的立场应该看起来像附带的图像。

理想情况下,支架应由铝角度制成,因为它是强大的,耐用的,适合户外使用,但也可以由木材,胶合板或PVC管道制成。

该支架基本上是两部分,基座和面板支撑。它们围绕面板支撑旋转的枢轴点连接。伺服安装在基座上,并且臂致动面板支撑。

面板应尽可能少地从面板支持中突出,以将余量放在伺服上的余额最小。理想地,枢轴点应放置在面板的重心和面板支架上,使得伺服具有相等的负载,无论面板都在哪个方向,虽然这并不总是可能。

两个伺服器可用于较重的面板,在面板的每一侧上。几何图形需要相同,并且伺服需要是相同的类型/型号。然后,您可以复制软件中的伺服代码,以便两个伺服系统都赋予相同的参考位置并一起移动以启动面板。

对于非常重的面板或用于太阳阵列,伺服器需要更换更强大的步进电机。步进电机需要由驾驶板驱动,如这个

如果您已完成此项目或完成类似的事情,请告诉我。我一直在寻求更快,更简单的方式来做事情。在评论部分留下审查这个链接让您的一些想法添加到我们的页面中。

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    28讨论

    0.
    m tayyab.

    1年前第1步

    我正在为我的太阳能收集器开发这个系统,重约10kg,驱动机构是蜗杆和齿轮系统。任何人都可以帮助我需要什么样的电机需要?

    0.
    Faizbd.

    1年前第2步

    为什么要使用两个寄存器?保存LDR?

    0.
    Deanh9.

    2年前

    嗨,非常感谢上传,这是一个非常好的项目。我目前正在尝试将这种方法应用于各个外部的一个平行leouvres,每个立面各自根据光源的方向独立响应/旋转。但是,我似乎无法让它工作,并且不确定它是否与编码或设置/电路有关。是否有可能解释如何使用多个伺服和ldrs接近此方法?非常感谢

    3.
    Gözdek1.

    2年前

    这真的很好。但我想知道如何为更大的太阳能电池板构建这种机制,如40瓦太阳能电池板。你能帮助我吗?

    0.
    南安普1

    2年前

    我可以为电压添加LCD

    0.
    oi1.

    2年前

    我可以在串行监视器中同时阅读两个值吗?

    0.
    乌藤

    3年前

    我可以在这里使用Aceduino Mega 2560吗?我可以在使用此Aceduino Mega 2560时复制代码吗?

    0.
    Browndoggadgets

    4年前

    太阳能跟踪很棒,但老实说,你最好在额外的小组或两人上花费额外的钱,而不是处理它。想想一下,你真的想担心一个移动的机械系统,每年365天坐在365天之外吗?如果单一叶子落在传感器上,可能停止工作的东西?为家庭使用追踪很少值得额外的时间,金钱和保养成本。添加一些额外的面板将一致地为您提供相同的结果,涉及的工作减少99%。我们应该知道,我们销售小型台式双轴太阳能跟踪套件,并每天从人们那里获得这个问题。

    0.
    Marcosv71.

    3年前回复

    男人,我邀请您知道HCPV(高集中)系统,它们只适用于DNI(直接辐射)。因此,在所有您必须使用太阳能跟踪器的系统中,不仅适用于单面板。

    0.
    thediylife

    4年前回复

    嗨Browndoggadgets,

    如果您有空间,则是正确的,然后安装多面板而不是太阳能跟踪器更可靠。在小规模上绝对不值得,但取决于您正在查看的阵列的大小,可以更便宜地获得现有面板的20-40%。

    谢谢你的输入。

    0.
    Nisha nish.

    3年前

    你可以将电路连接与伺服电机提供,我想看看伺服器如何依附于摊位

    0.
    Robsanders123

    3年前

    嗨,我想建立这个项目。请你告诉我你买的伺服推杆的地方吗?此外,您能否提供有关跟踪展台设计的更多细节,即您使用的是什么材料等。

    谢谢。

    0.
    难以描述

    4年前

    感谢分享您的项目。好一个。我不知道你是否听说过它,但也有一个很好的项目(在Indiegogo上创立),而不是跟踪太阳能电池板,它移动镜子将阳光直接直接进入家庭阴影区域。它也有一个很酷的设计。它被索尔尼察所谓的露西,在这里看看https://www.indiegogo.com/projects/lucy-a-robot-th ...

    0.
    thediylife

    4年前回复

    嗨难以描述,

    谢谢你。我看过indigogo上的项目,它看起来像一个非常创新的想法。我从未见过一个涉及控制反射阳光的项目,非常有趣。谢谢你的分享。

    0.
    Tractorman1960

    4年前

    非常明确的书面项目;我会和我的儿子建造其中一个。我有7kW的屋顶面板,这似乎是一个复杂的东西,可以在倾斜的屋顶上完成。此外,我确信在这样做,所以我会阻止我的系统保修 - 尽管我喜欢提高效率。谢谢!

    0.
    Madhavdivya.

    4年前回复

    Hello Tractorman 1960,7 kW的太阳能跟踪器将使弹簧驱动器易于实现。我计划使用5千瓦面板(每张250瓦的20面板建造一个今年夏天,排列在摆动环形驱动​​器两侧的10个面板中)。

    0.
    Tractorman1960

    4年前回复

    谢谢,但将20个面板安装到倾斜屋顶上的旋转环驱动器上不是“简单”。

    0.
    thediylife

    4年前回复

    嗨Tractorman1960,

    非常感谢。是的,这可能有点复杂。您可以在自己的跟踪器上单独查看每个面板,以遵循太阳的运动。您可能能够使用一个Arduino来控制它们,因此主要成本将在复制跟踪框架。最好检查您的保修是否仍然有效!