Solarmodul Sun Tracker - Telefonladegerät

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Über dieses Projekt

Grün werden

Ich arbeite seit einiger Zeit in der Branche der erneuerbaren Energien in Australien und bastle an Arduinos, aber erst bei diesem Projekt habe ich mich endgültig entschieden, beides zu kombinieren und mein eigenes kleines Solargerät zu bauen. Eine kleine Anmerkung vorweg, dieses Projekt erfordert offensichtlich 5 V, um das Arduino und das Servo zu versorgen, die verwendet werden, um die Leistung von Solarmodulen zu maximieren, die bestenfalls 3,4 V produzieren. Es zahlt sich also nicht gerade aus. Das Konzept ist jedoch skalierbar. Wenn Sie dieses Konzept beispielsweise auf einem Array von 8 Panels verwenden, die 12 V erzeugen, können Sie das Arduino mit Strom versorgen und Ihr Telefon ohne externe Stromquelle aufladen. Ich habe vor, dies eines Tages zu tun, und werde hier einen Link hinzufügen, wenn es passiert.

Solange ich hier bin, gebe ich besser meinen Quellen Anerkennung...

Das DIY-Leben - http://www.the-diy-life.com/arduino-solar-tracker/

Brown Dog Gadgets - http://www.instructables.com/id/Solar-Altoids-USB-Charger/

Beides sind gute Informationsquellen zu diesem Thema und woher ich das Konzept habe.

ERSTE SCHRITTE

Also, das Wichtigste zuerst, Sie brauchen einige Sonnenkollektoren. Ich habe zwei verwendet, obwohl Sie so viele verwenden können, wie Sie möchten. Denken Sie nur daran, wie viel ein 9-Gramm-Servo heben / senken kann (machen Sie es nicht zu schwer). Die Panels, die ich gefunden habe, hatten eine Leistung von 1,5 V, 0,75 W, was heutzutage am unteren Ende verfügbar ist. Aber sie waren leicht und billig und da dies für mich ein Proof-of-Concept-Projekt ist, ist der Output nicht so wichtig.

Ich verband meine beiden Platten entlang der Kante mit Epoxid. Um die Paneele zu einer Schnur zu verbinden, löten Sie einfach den Pluspol eines Paneels mit dem Minuspol des anderen, wodurch ein positiver und ein negativer Draht übrig bleiben sollten. Befestigen Sie Ihre beiden LDRs an jeder Seite des Solarpanels (Ost und West) und löten Sie ein Ende eines Überbrückungsdrahts an jede ihrer Leitungen. Es ist einfacher, einen Überbrückungsdraht zu löten, wenn Sie das Ende an einer Seite abschneiden und das Kabel etwa 5 mm abisolieren, um die Drähte freizulegen .

Damit der Arduino die LDRs lesen kann, benötigen wir für jeden eine Spannungsteilerschaltung. Siehe hier für Spannungsteiler. In dieser Schaltung ist der LDR R1, und wir verwenden einen 10kOhm-Widerstand für R2 und verbinden die Überbrückungsdrähte mit dem Arduino, wo sich die beiden Widerstände treffen. Wenn Sie dieses Projekt auf einem Steckbrett aufbauen, geht ein LDR-Kabel zum Spannungsteiler, das andere zur positiven Stromschiene. Siehe Fritzing-Diagramm unten.

Die Tracker-Struktur

Als nächstes müssen Sie eine drehbare Stützstruktur bauen, auf der das Panel sitzen kann. Mein Design ist im Grunde eine Länge von Federstahl, die von zwei A-Rahmen getragen wird. Die Unterseite des Panel-Arrays hat kleine Holzstreben mit Löchern für den Federstahl. Ich habe das Ganze aus Balsaholz gemacht, um es billig, einfach und leicht zu halten, aber wenn dies eine dauerhafte Einrichtung sein soll, möchten Sie es aus dünnem Stahl oder behandeltem Sperrholz. Ich habe den Bau der Schwenkhalterung nicht sehr gut dokumentiert, aber das Video unten sollte Ihnen zeigen, wie es gemacht wird, sowie die Position des Servos die Basis der Struktur nach Norden, so dass das Panel in jeder Richtung, in die es der Sonne folgt, schwingt, es wird immer ein wenig nach Norden geneigt, um die Leistung zu maximieren. (Ich bin auf der Südhalbkugel)

Servo montieren

Der Servo sitzt auf einem der Stützbalken der A-Rahmenstruktur und hebt/senkt eine Seite des Panels. Ich habe etwas Federstahl mit einer Zange gefaltet, um Hakenenden zu erhalten, die Sie durch Ihre Plattenstrebe und Ihren Servoarm schleifen können. Möglicherweise müssen Sie die Löcher im Servoarm erweitern, um den Stahl anzupassen. Kleben Sie den Stahl weder in den Servoarm noch in die Paneelstrebe, da er sich in den Löchern drehen können muss, damit das Paneel reibungslos angehoben werden kann. Sobald es an seinem Platz ist, nehmen Sie das Panel von der Struktur ab, so dass nur das Servo übrig bleibt, damit Sie etwas kalibrieren können.

Kalibrieren des Servos

Öffnen Sie eine neue Skizze und geben Sie den folgenden Code ein.

#include Servo myservo1; // Erstellen Sie ein Servo-Objekt zur Steuerung des Servoint pos =10;void setup () { myservo1.attach (9); // fügt das Servoobjekt an PWM-Pin 9 an}void loop () {myservo1.write (pos);} 

Laden Sie auf Ihr Arduino hoch und sehen Sie, wohin sich das Servo bewegt. Ändern Sie den 'pos'-Wert zwischen 0 und 180 in der Skizze und laden Sie die Skizze erneut hoch, bis Sie die Positionen finden, an denen der Servoarm gerade nach oben und unten zeigt. Das sind Ihre Max- und Min-Werte. Bei mir waren es 15 und 140. Wenn sich der Wert irgendwie von 180-zurück auf 0 überschneidet, nehmen Sie den Servoarm ab und positionieren Sie ihn neu, damit er richtig ausgerichtet werden kann.

Einsetzen in gemeinsam

Fahren Sie fort, verbinden Sie alles und geben Sie die folgende Skizze ein.

//Sun Tracker Sketch ////Dieser Sketch ist für die Verwendung mit einem 9-Gramm-Servo konzipiert, der // direkt vom Arduinio ohne eine externe // Stromquelle mit Strom versorgt werden kann. Ein Fritzing-Diagramm finden Sie im Github-Repository //https://github.com/nickalanf/Arduino--Projects//Der Abschnitt "Serial Monitor" dient Debugging-Zwecken oder von allgemeinem Interesse. // Sobald das Gerät ordnungsgemäß funktioniert, kann deaktiviert werden ////Skizze von FIELDING - 02.08.18#include Servo-Servo; // Erstellen Sie ein Servo-Objekt zur Steuerung des Servoint eLDRPin =A0; // Pins dem LDR zuweisensint wLDRPin =A1;int eastLDR =0; // Variablen zum Speichern in LDR-Messwerten erstellensint westLDR =0;int Differenz =0; //Erzeuge eine Variable zum Vergleich der beiden LDR'sint error =10; // Variable für gibt es einen merklichen Unterschied zwischen dem Schleppseil LDR'sint servoSet =130; //Variable für die Position des Servos - wird für jedes Devicevoid-Setup () unterschiedlich sein {servo.attach (9); // befestigt das Servoobjekt an PWM-Pin 9 Serial.begin (9600); }void loop () { eastLDR =analogRead (eLDRPin); //Lesen Sie die LDR-Werte westLDR =analogRead (wLDRPin); if (eastLDR <400 &&westLDR <400) {//Überprüfen Sie, ob auf beiden LDRs schwaches Licht vorhanden ist, während (servoSet <=140 &&>=15) { // Wenn ja, senden Sie die Panels zurück nach Osten für das Sunrise ServoSet ++; servo.write (servoSet); Verzögerung (100); } } Differenz =OstLDR - WestLDR; // Überprüfen Sie den Unterschied if (Differenz> 10) {// Senden Sie das Panel mit einem höheren Messwert an den LDR if (servoSet <=140) { ServoSet ++; servo.write (servoSet); }} else if (Differenz <-10) { if (servoSet>=15) { ServoSet --; servo.write (servoSet); }} Serial.print (eastLDR); // Der serielle Monitor kann zum Debuggen / Einrichten von Serial.print (" - "); // Verwenden Sie es, um zu sehen, ob sich Ihre LDRs merklich unterscheiden, wenn Serial.print (westLDR); // Sie haben gleiches Licht, wenn ja, mit dem Fehlerwert korrigieren Serial.print ( " - "); Serial.print (Unterschied); Serial.print(" - "); Serial.print (servoSet); // Feinabstimmung der Servoeinstellungen, um den verfügbaren Schwung zu maximieren Serial.print ( " - "); Serial.println("."); Verzögerung(100);} 

Öffnen Sie den seriellen Monitor und leuchten Sie die LDRs. Versuchen Sie, es gleichmäßig auf beide zu leuchten, und überprüfen Sie, ob der Differenzwert auf dem seriellen Monitor gedruckt wird. Wenn er größer als etwa 25 oder kleiner als -25 ist, müssen Sie eine Fehlerkalibrierung hinzufügen. Fügen Sie den entsprechenden Fehlerwert in den Code ein und addieren oder subtrahieren Sie diesen Wert dann vom entsprechenden LDR. Wenn die Differenzwerte nahe beieinander liegen, sollte es in Ordnung sein, sie so zu belassen, wie sie sind.

Sie sind bereit, es zu testen! Am einfachsten geht man in einen dunklen Raum und mit einer Taschenlampe/Lampe. Schwenken Sie das Licht langsam von einem LDR zum anderen und beobachten Sie, wie sich das Panel bewegt. Sie können auch einen LDR abdecken und das Panel sollte von diesem wegschwenken.

BONUS- TELEFONLADEGERÄT

Wenn Sie den Ausgang des Panels tatsächlich nutzen möchten, können Sie einen 2,5-V-5-V-DC-DC-Aufwärtswandler direkt an die von den Panels kommenden Leitungen anschließen. Es ist eine völlig separate Schaltung vom Arduino / Steckbrett. Beachten Sie, dass ein Standardtelefon mit 5 V aufgeladen wird und Ihre Panels möglicherweise 5 V, aber einen geringen Strom ausgeben. Wenn Ihr Akku voll ist oder das Sonnenlicht schwach ist, haben Sie nicht genug Leistung zum Aufladen. Der einfachste Weg, dies zu umgehen, besteht darin, einfach weitere Panels hinzuzufügen!

Code

• Sonnentracker

Sun TrackerVerarbeitung

//Sun Tracker Sketch ////Dieser Sketch ist für die Verwendung mit einem 9-Gramm-Servo konzipiert, der // direkt vom Arduinio ohne externe // Stromquelle mit Strom versorgt werden kann. Ein Fritzing-Diagramm finden Sie im Github-Repository //https://github.com/nickalanf/Arduino--Projects//Der Abschnitt "Serial Monitor" dient Debugging-Zwecken oder von allgemeinem Interesse. // Sobald das Gerät ordnungsgemäß funktioniert, kann deaktiviert werden ////Skizze von FIELDING - 02.08.18#include Servo-Servo; // Erstellen Sie ein Servo-Objekt zur Steuerung des Servoint eLDRPin =A0; // Pins dem LDR zuweisensint wLDRPin =A1;int eastLDR =0; // Variablen zum Speichern in LDR-Messwerten erstellensint westLDR =0;int Differenz =0; //Erzeuge eine Variable zum Vergleich der beiden LDR'sint error =10; // Variable für gibt es einen merklichen Unterschied zwischen dem Schleppseil LDR'sint servoSet =130; //Variable für die Position des Servos - wird für jedes Devicevoid-Setup () unterschiedlich sein {servo.attach (9); // befestigt das Servoobjekt an PWM-Pin 9 Serial.begin (9600); }void loop () { eastLDR =analogRead (eLDRPin); //Lesen Sie die LDR-Werte westLDR =analogRead (wLDRPin); if (eastLDR <400 &&westLDR <400) {//Überprüfen Sie, ob auf beiden LDRs schwaches Licht vorhanden ist, während (servoSet <=140 &&>=15) { // Wenn ja, senden Sie die Panels zurück nach Osten für das Sunrise ServoSet ++; servo.write (servoSet); Verzögerung (100); } } Differenz =OstLDR - WestLDR; // Überprüfen Sie den Unterschied if (Differenz> 10) {// Senden Sie das Panel mit einem höheren Messwert an den LDR if (servoSet <=140) { ServoSet ++; servo.write (servoSet); } } Else if (Differenz <-10) { if (servoSet>=15) { ServoSet --; servo.write (servoSet); } } Serial.print (eastLDR); // Der serielle Monitor kann zum Debuggen / Einrichten von Serial.print (" - "); // Verwenden Sie es, um zu sehen, ob sich Ihre LDRs merklich unterscheiden, wenn Serial.print (westLDR); // Sie haben gleiches Licht, wenn ja, mit dem Fehlerwert korrigieren Serial.print ( " - "); Serial.print (Unterschied); Serial.print(" - "); Serial.print (servoSet); // Feinabstimmung der Servoeinstellungen, um den verfügbaren Schwung zu maximieren Serial.print ( " - "); Serial.println("."); Verzögerung(100);}

Schaltpläne