Устройство слежения за солнцем своими руками

В настоящее время множество людей переходит на солнечные фонарики для сада, к примеру, или на зарядное устройство для телефона. Как всем известно, и понятно, работает такая зарядка от полученной днем солнечной энергии.

Однако светило не стоит на месте целый день, а потому, создав поворотное устройство для солнечной батареи своими руками, можно повысить эффективность зарядка примерно в половину, передвигая батарею по направлению к солнцу на протяжении всего дня.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Преимущества

Трекер для солнечных панелей своими руками обладает несколькими очень весомыми преимуществами, которые стоят того, чтобы потратить время на его изготовление и установку.

  1. Первое и наиболее важное преимущество – это то, что поворот солнечного элемента в течение всего дня может повысить КПД батареи примерно в половину. Достигается это за счет того, что максимально эффективная работа солнечных батарей достигается в период, когда лучи от светила падают перпендикулярно на фотоэлемент.
  2. Второе преимущество устройства создается под влиянием первого. Из-за того, что батарея повышает свою эффективность и производит вполовину больше энергии, отпадает необходимость установки дополнительных стационарных батарей. К тому же сама поворотная батарея может обладать меньшим фотоэлементом, чем при стационарном способе. Все это экономит большие материальные средства.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Составные элементы трекера

Создание поворотного устройства для солнечных панелей своими руками включает в себя те же комплектующие, что и заводские товары.

Список обязательных деталей для создания такого устройства:

  1. Основа или каркас – состоит из несущих деталей, которые подразделяются на две категории – это подвижные и неподвижные. В некоторых случаях каркас имеет подвижную часть лишь с одной осью – горизонтальной. Однако есть модели и с двумя осями. В таких случаях нужны актуаторы, которые управляют вертикальной осью.
  2. Описанный ранее актуатор также должен входить в конструкцию и обладать устройствами не только поворота, но и устройствами контроля за этими действиями.
  3. Необходимы детали, которые будут защищать устройство от капризов погоды – гроза, сильный ветер, дождь.
  4. Возможность удаленного управления и доступа к поворотному устройству.
  5. Элемент, преобразующий энергию.

Но стоит отметить, что сбор такого устройства иногда дороже, чем покупка уже готового, а потому в некоторых случаях упрощается до несущих деталей, актуатора, управление актуатором.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Электронные системы поворота

Принцип работы

Принцип работы поворотного устройства очень прост и держится на двух деталях, одна из которых механическая, а другая электронная. Механическая часть поворотного устройства соответственно отвечает за поворот и наклон батареи. А электронная часть регулирует моменты времени и углы наклона, по которым действует механическая часть.

Электрооборудование, используемое вместе с солнечными батареями, заряжается от самих же батарей, что в некотором роде также экономит средства на подпитку электроники.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Положительные стороны

Если говорить о достоинствах электронного оборудования для поворотного устройства, то стоит отметить удобство. Удобство заключается в том, что электронная часть устройства будет в автоматическом режиме управлять процессом поворота батареи.

Данное преимущество не единственное, а является лишь еще одним в списке тех, что были перечислены ранее. То есть помимо экономии средств и повышения КПД, электроника освобождает человека от надобности вручную осуществлять поворот.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Как сделать своими руками

Создать трекер для солнечных батарей своими руками несложно, так как схема его создания проста. Для того чтобы создать работоспособную схему трекера своими руками необходимо иметь в наличии два фоторезистора. Кроме этих составляющих, нужно также приобрести моторное устройство, которое будет поворачивать батареи.

Подключение этого устройства осуществляется при помощи Н – моста. Этот метод подключения позволит преобразовывать ток силой до 500 мА с напряжением от 6 до 15 В. Схема сборки позволить не только понять, как работает трекер для солнечных батарей, но и создать его самому.

Чтобы настроить работу схемы, необходимо провести следующие действия:

  1. Удостовериться в наличия питания на схему.
  2. Провести подключение двигателя с постоянным током.
  3. Установить фотоэлементы нужно рядом, чтобы добиться одинакового количества солнечных лучей на них.
  4. Необходимо выкрутить два подстроечных резистора. Сделать это нужно против часовой стрелки.
  5. Запускается подача тока на схему. Должен включиться двигатель.
  6. Вкручиваем один из подстроечников до тех пор, пока он не упрется. Помечаем это положение.
  7. Продолжить вкручивание элемента до тех пор, пока двигатель не начнет крутиться в противоположную сторону. Помечаем и это положение.
  8. Делим полученное пространство на равные отделы и посередине устанавливаем подстроечник.
  9. Вкручиваем другой подстроечник до тех пор, пока двигатель не начнет немного дергаться.
  10. Возвращаем подстроечник немного назад и оставляем в таком положении.
  11. Для проверки правильности работы можно закрывать участки солнечной батареи и смотреть за реакцией схемы.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Часовой механизм поворота

Устройство часового механизма поворота в основе своей довольное простое. Для того чтобы создать такой принцип работы, нужно взять любые механические часы и соединить их с двигателем солнечной батареи.

Для того чтобы заставить работать двигатель, необходимо установить один подвижный контакт на длинную стрелку механических часов. Второй неподвижный закрепляется на двенадцати часах. Таким образом, каждый час, когда длинная стрелка будет проходить через двенадцать часов, контакты будут замыкаться, и двигатель будет поворачивать панель.

Временной промежуток в один час, выбран исходя из того, что за это время солнечное светило проходит по небу около 15 градусов. Установить еще один неподвижный контакт можно на шесть часов. Таким образом, поворот будет проходить каждые полчаса.

Водяные часы

Данный способ управления поворотным устройством был изобретен одной предприимчивой канадской студенткой лет и отвечает за поворот лишь одной оси, горизонтальной.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Принцип работы также прост и заключается в следующем:

  1. Солнечная батарея устанавливается в изначальное положение, когда солнечные лучи попадают на фотоэлемент перпендикулярно.
  2. После этого к одной из сторон цепляют емкость с водой, а к другой стороне цепляют какой-нибудь предмет такого же веса, что и емкость с водой. Дно емкости должно обладать небольшим отверстием.
  3. Через него вода будет понемногу вытекать из емкости, из-за чего будет уменьшаться вес, а панель будет потихоньку наклоняться в сторону противовеса. Определить размеры отверстия для емкости придется экспериментально.

Данный способ является наиболее простым. К тому же он экономит материальные средства, которые ушли бы на покупку двигателя, как в случае с часовым механизмом. К тому же, провести монтаж поворотного механизма в виде водяных часов можно самостоятельно, даже не обладая какими-либо специальными знаниями.

Видео

Как сделать трекер для солнечной батареи своими руками, вы узнаете из нашего видео.

(2

Солнечный трекер своими руками

Канал «тяп-ляп» показал, как сделать самодельный солнечный трекер для панелей. Они будут автоматически поворачивается вслед за солнцем, увеличивая КПД энергетической установки.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Товары для изобретателей. Ссылка на магазин.

Понадобятся две солнечные батареи мощностью по по 3,5 ватт. На на выходе у одной более 6 вольт, что при последовательном соединении двух батарей даст более 12 вольт. На обратной стороне USB гнездо. Три выхода из трех сегментов батареи. Каждый из которых генерируют по 2 вольта. То есть при необходимости можно подключиться соответствующим образом и получить 2, 4, 6 вольт.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Следующий важный узел — два сервопривода. Один будет поворачивать солнечную батарею по горизонтальной оси, а другой по вертикальной. Эти приводы непростые, их не так просто заставить вращаться. Необходима некоторая доработка.

В наборе с каждым из двигателей идут пластиковые крестовины, диски, винты для крепления. Для двигателя приобретённые кронштейны. Также в наборе крепежные винты, подшипник и диски. Контроллер заряда.

Читайте также:  Корморезка своими руками: как сделать самодельную корморезку

Он будет принимать энергию от солнечных батарей и передавать её в аккумулятор.

Электроника для самоделок в китайском магазине.

Начнем работу своими руками с электронной начинки. Схема трекера для солнечной панели ниже.
Устройство слежения за солнцем своими рукамиЭлектрическая схема, плата, программа для редактирования платы:  https://cloud.mail.ru/public/DbmZ/5NBCG4vsJ
Схема очень простая и легкая для повторения. Она наиболее удачная из нескольких проверенных вариантов. Но даже ей автору пришлось немножко изменить. Пришлось изменить номиналы переменных и постоянных резисторов, была спроектирована схема печатной платы.

Для начала распечатаем схему печатной платы трекера на специальной бумаге. Это лазерно-утюжная технология. Бумага имеет глянцевый вид. С обратной стороны она обычная матовая. Печатать нужно на лазерном принтере на глянцевой стороне. После контакта с утюгом надо дать остыть и бумага легко отрывается от слоя.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Перед переносом текстолит обязательно нужно обезжирить. Лучше всего использовать мелкую наждачную бумагу. Прикладываем рисунок к плате и проглаживаем горячим утюгом 2 минуты.
Теперь нужно вытравить плату трекера. Можно использовать персульфат аммония.

Продается в магазинах радиотоваров. Один и тот же раствор можно использовать несколько раз. Желательно перед применением подогрев жидкости до 45 градусов. Это сильно ускорит процесс травления. Через 20 минут правление успешно завершилось. Теперь нужно снять тонер.

Опять используем наждачку или ацетон.

Теперь можно проделать отверстие в плате. Можно приступать к пайке деталей.

Сердце солнечного трекера — операционный усилитель lm324n. Два транзистора типа 41c, типа 42c. Один керамический конденсатор 104. Многие детали автор разработки заменил на smd тип.

Вместо диодов 5408 использованные их аналоги smd типа. Главное использовать не менее 3 ампер. Один резистор на 15 килоом, 1 на 47 килоом. Два фоторезистора. 2 подстроечных резисторов на 100 и 10 килоом.

Последний отвечает за чувствительность фото датчика.

Далее смотрите на видео об изготовлении своими руками трекера с 8 минуты

Устройство слежения за солнцем для солнечных панелей — гелиостат

Устройство слежения за солнцем своими руками

Схема гелиостата состоит из тактового генератора (DD1.1, DD1.2), двух интегрирующих цепей (VD1R2C2, VD2R3C3), такого же числа формирователей (DD1.3, DD1.4), цифрового компаратора (DD2), двух инверторов (DD1.5, DD1.6) и транзисторного коммутатора (VT1—VT6) направления вращения электродвигателя М1, управляющего поворотом платформы, на которой установлена солнечная батарея. С поступлением питания генератор на элементах DD1.1, DD1.2 вырабатывает тактовые импульсы, следующие с частотой около 300 Гц. При работе устройства сравниваются длительности импульсов, сформированных инверторами DD1.3, DD1.4 и интегрирующими цепями VD1R2C2, VD2R3C3. Их крутизна меняется в зависимости от постоянной времени интегрирования, которая, в свою очередь, зависит от освещенности фотодиодов VD1 и VD2 (ток зарядки конденсаторов С2 и СЗ пропорционален их освещенности). Сигналы с выходов интегрирующих цепей поступают на формирователи уровня DD1.3, DD1.4 и далее — на цифровой компаратор, выполненный на элементах микросхемы DD2. В зависимости от соотношения длительностей импульсов, поступающих на входы компаратора, сигнал низкого уровня появляется на выходе элемента DD2.3 (вывод 11) или DD2.4 (вывод 4). При равной освещенности фотодиодов на обоих выходах компаратора присутствуют сигналы высокого уровня. Инверторы DD1.5 и DD1.6 необходимы для управления транзисторами VT1 и VT2. Высокий уровень сигнала на выходе первого инвертора открывает транзистор VT1, на выходе второго — VT2. Нагрузками этих транзисторов являются ключи на мощных транзисторах VT3, VT6 и VT4, VT5, которые коммутируют напряжение питания электродвигателя М1. Цепи R4C4R6 и R5C5R7 сглаживают пульсации на базах управляющих транзисторов VT1 HVT2. Направление вращения двигателя меняется в зависимости от полярности подключения к источнику питания. Цифровой компаратор не позволяет одновременно открыться всем ключевым транзисторам, и, таким образом, обеспечивает высокую надежность системы.

Утром с восходом солнца освещенность фотодиодов VD1 и VD2 окажется различной, и электродвигатель начнет поворачивать солнечную батарею с запада на восток.

По мере уменьшения разницы в длительностях импульсов формирователей, будет уменьшаться длительность результирующего импульса, и скорость поворота солнечной батареи плавно будет замедляться, что обеспечит ее точное позиционирование на солнце.

Таким образом, при импульсном управлении вращение вала электродвигателя можно передавать платформе с солнечной батареей непосредственно, без применения редуктора. В течение дня платформа с солнечной панелью будет поворачиваться за движением солнца.

С наступлением сумерек длительности импульсов на входе цифрового компаратора окажутся одинаковыми, и система перейдет в дежурный режим. В этом состоянии потребляемый устройством ток не превышает 1,2 мА (в режиме ориентации он зависит от мощности двигателя).

Если дополнить конструкцию блоком вертикального отклонения, собранным по аналогичной схеме, можно полностью автоматизировать ориентацию батареи в обеих плоскостях. Если вдруг указанных на схеме микросхем не оказалось, их можно заменить на микросхемы серий К564, К176 (при напряжении питания 5…12 В).

Транзисторы КТ315А заменимы любыми из серий КТ201, КТ315, КТ342, КТ3102, а КТ814А — любыми из серий КТ814, КТ816, КТ818, а также германиевыми П213—П215, П217.

В последнем случае между эмиттерами и базами транзисторов VT3— VT6 следует включить резисторы сопротивлением 1…10 кОм, чтобы предотвратить их случайное открывание вследствие значительного обратного тока.

Вместо фотодиодов ФД256 можно поставить кусочки от солнечных элементов (включенные с соблюдением полярности), фототранзисторы без цепей смещения, а также фоторезисторы, например, СФ2, СФЗ или ФСК любой модификации. Следует только подобрать (изменением сопротивления резистора R1) частоту тактового генератора по надежному срабатыванию цифрового компаратора.

Для защиты фотодиодов от избыточного облучения применен зеленый светофильтр. Между фото датчиками помещают непрозрачную шторку. Ее закрепляют перпендикулярно плате с таким расчетом, чтобы при изменении угла освещения она затеняла один из фотодиодов. Устройство слежения за солнцем своими руками

Источник

Устройство слежения за солнцем

Как известно, КПД солнечной панели максимально при попадании на нее прямых солнечных лучей. Но т.к. солнце постоянно движется по горизонту, то КПД солнечных батарей сильно падает, когда солнечные лучи падают на панель под углом.

Чтобы повысить КПД солнечных панелей, применяются системы следящие за солнцем и автоматически поворачивающие солнечную панель для попадания прямых лучей.

В данной статье представлена схема устройства слежения за солнцем или по другому трэкер (Solar Tracker).

Схема трэкера проста, компактна и вы легко сможете собрать ее своими руками. Для определения позиции солнца, используются два фоторезистора. Мотор включен по схеме H-моста (H-bridge), который позволяет коммутировать ток до 500 мА при напряжении питания 6-15В. В темноте, устройство также работоспособно и будет поворачивать моторчик на наиболее яркий источник света.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Принципиальная схема устройства слежения за солнцем

Как видно на рисунке ниже, схема проста до безобразия и содержит микросхему операционного усилителя LM1458 (К140УД20), транзисторы BD139 (КТ815Г, КТ961А) и BD140 (КТ814Г,КТ626В), фоторезисторы, диоды 1N4004 (КД243Г), резисторы и подстроечные резисторы.

Устройство слежения за солнцем своими руками

Из схемы видно, что мотор М приводится в движение при разных значениях на выходах ОУ IC1a и IC1b. Таблица истинности:

Выход IC1a Выход IC1b Состояние мотора
Низк. Низк. Остановлен
Низк. Выс. Вперед *
Выс. Выс. Остановлен
Выс. Низк. Назад *

* или наоборот, зависит от подключения мотора

Транзисторы в схеме работают в паре, по диагонали, коммутируя +Ve или -Ve к мотору, и заставляя его вращаться вперед или назад.

Во время остановки мотора, он продолжает вращаться, т.к. присутствует вращающийся момент. Вследствие этого, мотор какое-то время генерирует мощность, которая может вывести транзисторы из строя. Для защиты транзисторов от противоЭДС в схеме моста используется 4 диода.

Читайте также:  Кормоизмельчитель своими руками из стиральной машины

Устройство слежения за солнцем своими руками

Входной каскад состоит из двух ОУ (IC1) и фоторезисторов LDR и LDR'. Если количество света, попадающее на них одинаково, то сопротивления фоторезисторов также равны.

Следовательно, если напряжение питания 12В, то в месте соединения фоторезисторов LDR LDR' будет напряжение в 6В.

Если количество света попадающего на один фоторезистор будет больше, чем на другом фоторезисторе, то напряжение будет изменяться.

Ограничения (лимиты) от +V до 0V устанавливаются четырьмя последовательно соединенными резисторами и подстраивается 2-мя подстроечными резисторами.

Если напряжение выйдет за пределы этих ограничений, то ОУ запустит мотор и он постоянно будет вращаться.
Подстроечный резистор 20K регулируют чувствительность, т.е. диапазон между лимитами.

Подстроечник 100К регулирует то, насколько лимиты будут симметричны относительно +V/2 (точка баланса).

Настройка схемы:
1. Проверьте напряжение источника питания схемы
2. Подключите двигатель пост. тока
3. Установите фоторезисторы рядом, чтобы на них попадало одинаковое количество света.
4. Полностью выкрутите оба подстроечный резистора против часовой стрелки
5. Подайте питание на схему.

Моторчик закрутиться
6. Вращайте подстроечник 100К по часовой стрелке до тех пор, пока он не остановится. Отметьте эту позицию.
7. Продолжайте вращать подстроечник 100К по часовой стрелке до тех пор, пока мотор не начнет вращаться в другую сторону. Отметьте эту позицию.
8.

Разделите угол между двумя позициями пополам и установите там подстроечник (это будет точка баланса).
9. Теперь, вращайте подстроечник 20К по часовой стрелке до тех пор, пока мотор не начнет дергаться
10.

Немного верните положение подстроечника назад (против часовой стрелки), чтобы мотор остановился (данный подстроечник отвечает за чувствительность)

11. Проверьте корректность работы схемы, поочередно заслоняя от света один и второй фоторезисторы.

Список радиоэлементов

  • Скачать список элементов (PDF)
  • Оригинал статьи
  • Прикрепленные файлы:

Народный трекер для солнечных панелей

В России в декабре 2019 года приняли закон о микрогенерации, одновременно стоимость элементов для строительства домашних Электростанций снижается. Поэтому рынок зелёной энергетики будет в нашей стране активно развиваться. Смотрим видео на моем канале youtube

Есть идея создания народного солнечного трекера с недорогими элементами, чертежами, схемами и открытым исходным кодом, чтобы многие любители DIY, сэкономив на монтаже и дорогущих компонентах смогли построить свою СЭС.

Основные компоненты солнечной электростанции (СЭС)

  • Солнечные панели
  • Рэйлинги и крепеж
  • Провода и кабели
  • Гибридный/сетевой инвертор
  • Аккумуляторная система храниения энергии
  • Электрощит и автоматические выключатели
  • Солнечный трекер (поворотная платформа приводами наклона)
  • Анемометр (датчик ветра)
  • Контроллер солнечного трекера

Схема контроллера солнечного трекера на часах реального времени

Устройство слежения за солнцем своими рукамисхема простого трекера на линейных актуаторах

Скетч и библиотеки

Я нашёл интересную библиотеку SolarLib, написанную Люком Миллером в 2012 году. Правда в аннотации автор прямо пишет, что из-за высокой точности вычислений либа работает только на мощных 32 битных ARM микроконтроллерах, а на всяком маломощном старье типа ардуино уно/нано она даже не компилится. 

Однако, автор оставил ссылку на сайт американского национального управления Океанами и Атмосферой, на котором я нашёл много интересного про расчеты положения небесных тел. 

Самое главное тут — это пара файликов эксэль, в которых уже забиты так необходимые мне формулы с параметрами в виде времени, часового пояса, долготы и широты. 

Я решил принести миру немного пользы и на основе этих формул и частично либы Люка Миллера написал свою библиотеку SolarPos. Это простой пример использования моей библиотеки.

#define timeZoneOffset 3 //часовой пояс
#define mylat 54.2192 // широта
#define mylon 37.6974 //долгота

#include «SolarPos.h» //моя либа
#include «DS3231M.h» //библиотека часов реального времени

DateTime now1; //текущее время
SolarPos sp1(timeZoneOffset, mylat, mylon); //объект SolarPos

void setup() {
Serial.begin(115200);
now1 = DateTime(2020,3,4,12,47,0);
}

void loop() {
float angle = sp1.getSEC_Corr( now1.unixtime() );
float azimuth = sp1.getSAA( now1.unixtime() );
Serial.print(«Time: «);
printDateTime(now1);
Serial.print(«Elevation: «);
Serial.print(angle);
Serial.print(«Azimuth: «);
Serial.print(azimuth);

Serial.print(«Sunrise: «);
printDateTime(sp1.getSunriseTime(now1.unixtime()));
Serial.print(«Sunset: «);
printDateTime(sp1.getSunsetTime(now1.unixtime()));
Serial.print(«Day length, minutes: «);
Serial.println(sp1.getSunDuration(now1.unixtime()));
Serial.println();
now1 = now1 + TimeSpan(0,1,0,0); //увеличиваем текущее время на час
delay(1000);
}

void printDateTime(DateTime t){ // Utility function to print time and date
Serial.print(t.year());
printDateDigits(t.month());
printDateDigits(t.day());
Serial.print(» «);
Serial.print(t.hour());
printDigits(t.minute());
printDigits(t.second());
Serial.println();
}

void printDateDigits(int digits){ // Utility function to print month/day digits nicely
Serial.print(«-«);
if(digits < 10) Serial.print("0"); Serial.print(digits); } void printDigits(int digits){ // Utility function for time value printing Serial.print(":"); if(digits < 10) Serial.print('0'); Serial.print(digits); }

При инициализации объекта SolarPos ему передаются, часовой пояс и гео-координаты установки панелей, а методы getSEC_Corr() и getSAA() возвращают угол возвышения и азимут солнца в зависимости от текущего времени.

Моя библиотека предназначена для работы совместно с часами реального времени, поэтому она использует объекты времени из библиотеки DS3231M.h.

При этом, моя либа спокойно компилится под уно/нано и уж тем более под крутые еспшки и стмки, оставляя достаточно места под юзерский код.

Скетч найдёте на странице проекта на GitHub.

Описание режимов работы контроллера

Тут будет текст.

Поддержи Автора!

Это Проект большой и интересный. Чтобы довести его до ума понадобится много временных и материальных ресурсов, поэтому мне нужна ваша поддержка. Здесь будут выложены схемы, чертежи, 3D модели, полный список использованных компонентов и подробное руководство по сборке.

  • Если вам нравится идея проекта Народного трекера — поддержите автора!
  • Если проект народного трекера окажется востребованным, мы вместе сделаем Автономное электричество доступней. 
  • статья находится в процессе написания…

Солнечный трекер на Ардуино Очень Простой способ Solar Tracker

Собрать систему слежения за солнцем очень просто и сейчас буквально за 10 минут я вам расскажу как это можно сделать.
Что же такое Солнечный трекер? Это устройство позволяющее следить за перемещением солнца и всегда поворачиваться к нему лицом.

 Слежение за солнцем (Solar Tracker) соберём на Ардуино и подключим к нему солнечную батарею. Для движения за солнцем я использую шаговый двигатель 28BYJ-48 так как он дешёвый и часто применяется в Ардуино проектах. А ещё нам понадобятся 2 фоторезистора, но в конце я расскажу как можно и их убрать.

Собрать прибор слежения за солнцем своими руками и использовать его как альтернативный источник энергии это в духе нашего времени.

Сегодня соберём Солнечный трекер. Если не знаете, что это, то это устройство, которое поворачивается за солнцем как подсолнух. Это может пригодиться, например для установки солнечной панели и она будет всегда направлена на солнце.

В этом видео я покажу как собрать солнечный трекер своими руками. 
Нам понадобятся только Ардуино, шаговый двигатель, и пара фоторезисторов. А в конце я расскажу, как можно обойтись и без фоторезисторов.

Давайте посмотрим, что у меня получилось, а потом разберёмся как можно этот пример повторить. Это совсем не сложно.
Сразу хочу извиниться за качество съёмки и собранную модель, но главное, что схема работает и видно, как солнечная батарея движется в сторону света.

 
Я специально взял не узконаправленный луч, а обычную лампу, так свет сразу попадает на оба фотоприёмника и это ближе к солнечному свету.

Теперь расскажу принцип работы.

Код программы считывает значения верхнего и нижнего фоторезистора и сравнивает их. Если на верхний попадает больший поток света, то мотор начинает движение вверх, и будет двигаться пока значения не сравняются. Тогда мотор остановится на десять секунд. Это значение можно поменять в скетче. А затем, если свет переместился, то начнётся движение в сторону света. 
Скорость перемещения можно изменить. Я специально сделал маленькую скорость, так как свет явление статичное и солнце двигается медленно. Про десятисекундную задержку я расскажу дальше в видео. Просто скажу, что когда свет сравняется, то малейшее колебания света вызывает срабатывание мотора и он может дергаться в диапазоне 1 градус вверх, вниз. Эта задержка устранит эту неприятность.
А теперь отвечу на вопрос почему я использовал шаговый двигатель, а не сервопривод. Всё, просто, шаговик более дешёв, менее капризен, способен работать с большими нагрузками, и потребляет меньше электричества. Правда и у него есть недостатки, но для этого проекта они не так важны.
Ну, вот всё что хотел рассказал. А теперь, тем кто заинтересовался, милости просим в техническую часть.

Читайте также:  Запчасти - станки по металлу и дереву

Я разбил её на несколько примеров. Я расскажу, как правильно подключить и настроить фоторезисторы. Научу управлять шаговым двигателем, и в конце расскажу, как собрать себе такой же трекер.

Сначала надо проверить фоторезисторы.
Для этого подключаем их к Аналоговым входам Ардуино и считываем значения. Вначале я подключил их по схеме с постоянным резистором. Можно взять любые, но я обычно использую номиналом от 4,7 кОм до 10 кОм.

Прошиваем скетч и смотрим какие значения выдают ваши фоторезисторы. Они должны быть приблизительно одинаковые, и чем меньше они отличаются, тем проще будет потом настроить скетч.
Сразу скажу.

Такие значения вполне могли бы подойти, но потом я вспомнил, что я сжёг эти Аналоговые порты, а когда подключил на другие, то разница была намного больше.
Резисторы и фоторезисторы даже из одной партии, могут значительно отличаться.

Можете посмотреть вот это видео, там я подробно рассказываю о фоторезисторах.
И так как разница оказалось очень большая, то я решил подключить фоторезисторы через переменные резисторы, и настроить их как можно точнее.

Смотрим скетч с подключенными переменными резисторами.

Здесь я подключил фоторезисторы к аналоговым входам А3 и А4 и в выводе указал, какой из них будет нижний, а какой верхний. Прошиваем и смотрим.
 Сначала у меня получились вот такие значения. Они не пригодны для работы в скетче управления движением за солнцем. Поэтому надо их подогнать.
Сначала я настрою нижний фоторезистор.

Вращением переменного резистора, вы можете настроить любые начальные значения. Желательно настраивать в полутёмном помещении, чтобы сразу указать порог, при котором у вас отключится мотор и не будет искать солнце. Какой смысл искать, то, чего нет. Например, вечером.

Так как у нас минимальное значение 0 а максимальное 1023, то я установил равно по средине, ну или почти посередине. Теперь также настроим верхний фоторезистор.
Вращаем переменный резистор и добиваемся как можно более точного совпадения с нижним фоторезистором.

Как только установили, то можно считать, что первичную настройку закончили, и теперь можно переходить к работе с шаговым двигателем.

У меня получились вот такие значения. Они довольно близки к середине, и имеют маленький разброс.

Теперь подключим шаговый двигатель. Здесь я расскажу только самое основное, кому интересно, то могут посмотреть вот эти видео. В одном много теории и описаны разные библиотеки, а во втором управление двигателем с телефона, при помощи ползунка.

Рассмотрим скетч.
Он, как всегда, прокомментирован, и лежит в архиве на моём сайте. Ссылка в описании.
Первое условие означает, что если предыдущая команда выполнена, или ничего другое не выполняется, то сделать 2 оборота против часовой стрелки, со скоростью 15 оборотов в минуту.

После окончания поменять значение переменной на TRUE.

Затем сразу же изменить скорость на 5 оборотов в минуту и сделать поворот на 360 градусов по часовой стрелке. После выполнения изменить значение переменной на TRUE.

Последнее условия – это вращение со скоростью 15 оборотов в минуту против часовой стрелки до тех пор, пока другая команда не отменит это условие.
И последняя команда – это запуск шагового двигателя. Это обязательная команда, без неё мотор не будет работать.

Рассмотрим ещё один скетч.
Я назвал его качели. Для слежения за солнцем, необязательно устанавливать фоторезисторы. Достаточно просто установить солнечную батарею в нужное время в нужное место.

И вам необязательно даже устанавливать для этого часы. Можно взять один из моих примеров, где я делал часы без модуля часов. Так, как большая точность здесь не важна, то этот пример как нельзя лучше сюда подойдёт.

Замерев в каком положении должно быть солнце в определённое время можно заранее установить батарею в это положение, и не важно есть ли на улице тучи, ваша солнечная станция всегда будет смотреть в нужное место и собирать те крохи солнца, которые есть в нашей средней полосе.

Ну и наконец дошло дело до главного скрипта дня. 
Как подключить шаговик, вы уже знаете. Фоторезисторы сверху и снизу от солнечной батареи так и называются. BOTTOM и UP, то есть низ и верх.

Всё остальное как и в предыдущем скетче, только скорость я сделал 5 оборотов в минуту.

В цикле LOOP происходит вся основная магия слежки.
Сначала считываем данные с фоторезисторов и присваиваем переменным. 
Чтобы не работать с большими числами, я в функции map перевёл значения от 0 до 1023 в диапазон от 0 до 100. Это более грубые данные и с ними проще работать. Меньше будет дёрганий мотора.

Вычисляет абсолютную величину (модуль) числа.

Так мы выводим полученные значения в монитор порта. Это очень сильно пригодиться для настройки. Например, для определения, когда уже солнца ждать не стоит. 
Сначала идут просто считанные данные с фоторезисторов, а дальше уже обработанные, с ними мы и будем дальше работать.

В этом условии задаём значение меньше которого уже ждать солнца не стоит. Вам надо здесь указать свои значения.
Если свет попадает на верхний и нижний фоторезистор одинаково, я сделал паузу в 10 секунд, а то на этом пограничном состоянии мотор начинает часто срабатывать.
Если на верхний фоторезистор поступает больше солнца, то движемся вверх, если наоборот, то вниз.

Этот delay() нужен только для замедления отображения в мониторе, можно убрать.

Это функции обработчики фоторезисторов. Здесь указано куда крутиться и на сколько градусов.

Схема подключения
Фоторезистор с постоянным резистором подключается вот так. Это обычная схема делителя напряжения, где один вывод фоторезистора подключается к питанию, а второй, через дополнительный резистор подключается к другому полюсу питания.

Не важно, как вы подключаете фоторезистор к плюсу или к минусу, просто в скетч будут приходить данные от 0 до 1023 или от 1023 до 0. Вам надо будет только написать другое условие. Величина резисторов также не важна.

Я использую резисторы 4,7 ком или 10 кОм, так как они самые распространённые в работе с микроконтроллерами.

Переменные резисторы подключаются так. 
Для этого примера, желательно производить настройку с переменными резисторами. Так будет проще сравнивать значения в скетче.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector