DIY Arduino Solar Tracker (เพื่อลดภาวะโลกร้อน): 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

สวัสดีทุกคนในบทช่วยสอนนี้ฉันจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการสร้างตัวติดตามแสงอาทิตย์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ในโลกปัจจุบัน เราประสบปัญหาหลายอย่างที่เกี่ยวข้อง หนึ่งในนั้นคือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อน ความต้องการแหล่งพลังงานที่สะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นกว่าเดิม แหล่งเชื้อเพลิงสีเขียวดังกล่าวคือพลังงานแสงอาทิตย์ แม้ว่าจะมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคส่วนต่างๆ ทั่วโลก แต่ข้อเสียอย่างหนึ่งก็คือประสิทธิภาพต่ำ มีหลายสาเหตุที่ทำให้ไม่มีประสิทธิภาพมากนัก หนึ่งในนั้นเกิดจากการที่ไม่ได้รับความเข้มแสงสูงสุดที่ดวงอาทิตย์มีตลอดช่วงกลางวัน นี่เป็นเพราะว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนตัวไปตามวันและจะส่องไปยังแผงโซลาร์ในมุมต่างๆ ตลอดทั้งวัน ถ้าเราคิดหาวิธีที่จะทำให้แผงรับแสงที่สว่างที่สุดที่ดวงอาทิตย์มีอยู่เสมอ อย่างน้อย เราก็สามารถใช้ประโยชน์สูงสุดจากสิ่งที่เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้มีให้ ฉันพยายามแก้ปัญหานี้ในวันนี้ด้วยโมเดลขนาดเล็ก วิธีแก้ปัญหาของฉันนั้นเรียบง่ายและธรรมดามากที่จะพูดอย่างน้อยที่สุด สิ่งที่ฉันพยายามทำคือฉันพยายามย้ายแผงโซลาร์เซลล์ไปพร้อมกับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ เพื่อให้แน่ใจว่ารังสีที่กระทบแผงนั้นตั้งฉากกับพื้นผิวของแผงมากหรือน้อย สิ่งนี้ให้ผลลัพธ์สูงสุดจากเทคโนโลยีปัจจุบันของเรา คุณอาจคิดว่า "ทำไมไม่หมุนโดยใช้ตัวจับเวลา!". เราไม่สามารถทำอย่างนั้นได้ทุกที่เพราะช่วงเวลาของวันแตกต่างกันไปทั่วโลก สภาพอากาศและสภาพอากาศก็เช่นกัน วันในฤดูหนาวจะสั้นกว่าช่วงฤดูร้อน ซึ่งทำให้ตัวจับเวลาทำงานได้ไม่ดีนัก อย่างไรก็ตาม การออกแบบตัวติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนเดียวช่วยให้สามารถเอาชนะข้อบกพร่องเหล่านี้ได้ คุณอาจคิดว่า…..”ทำไมไม่ใช้ตัวติดตามแสงอาทิตย์แบบ 2 แกนล่ะ?” ตัวติดตามพลังงานแสงอาทิตย์แบบ 2 แกนนั้นยอดเยี่ยมสำหรับโครงการของโรงเรียน แต่แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยสำหรับโซลาร์ฟาร์มที่มีขนาดเท่ากับสนามฟุตบอล แกน 1 แกนเป็นโซลูชันที่ใช้งานได้จริงและใช้งานได้จริงสำหรับแอปพลิเคชันดังกล่าว โครงการนี้จะใช้เวลาน้อยกว่า 1 ชั่วโมง สร้างและคุณสามารถมีตัวติดตามแสงอาทิตย์ของคุณเองพร้อมใช้งาน นอกจากนี้ยังมีรหัสที่ส่วนท้ายของคำสั่งให้คุณดาวน์โหลด อย่างไรก็ตาม ฉันจะยังคงอธิบายวิธีการทำงานของรหัสและโครงการโดยรวม ฉันได้เข้าร่วมโครงการนี้ในการประกวดหุ่นยนต์ด้วยคำสั่งถ้าคุณชอบโปรดลงคะแนน:)

เพื่อไม่ให้เป็นการเสียเวลา เรามาลงมือทำกัน

เสบียง

สิ่งที่คุณต้องการสำหรับโครงการนี้แสดงไว้ด้านล่าง ถ้าคุณมีพร้อมใช้งานก็ถือว่าเยี่ยมมาก แต่ถ้าคุณไม่มีพวกเขา ฉันจะให้ลิงค์สำหรับแต่ละรายการ:

1. Arduino UNO R3: (อินเดีย ต่างประเทศ)

2.ไมโครเซอร์โว 9g: (flipkart, Amazon.com)

3. LDR:(flipkart, Amazon.com)

4.สายจัมเปอร์และเขียงหั่นขนม:(Flipkart, Amazon)

5. Arduino IDE:arduino.cc

ขั้นตอนที่ 1: การตั้งค่า:

ตอนนี้เรามีฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสร้างหุ่นยนต์ติดตามแสงอาทิตย์ที่ยอดเยี่ยมแล้ว มาประกอบการตั้งค่ากัน ในภาพด้านบน ฉันได้จัดเตรียมแผนผังที่สมบูรณ์สำหรับการตั้งค่าอุปกรณ์

=>การตั้งค่า LDRs:

ก่อนอื่น เราต้องเข้าใจว่าแหล่งกำเนิดแสงของเราจะไปได้อย่างไรตลอดวัน โดยปกติแล้ว ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก ดังนั้น เราจึงต้องจัด LDR เป็นเส้นเดียวโดยมีระยะห่างระหว่างกันเพียงพอ สำหรับตัวติดตามแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เราขอแนะนำให้คุณวาง LDR โดยให้มุมระหว่างกัน ตัวอย่างเช่น ฉันใช้ LDR 3 อัน ดังนั้นฉันจะต้องจัดเรียงพวกมันเพื่อให้มุม 180 องศาระหว่างพวกมันถูกแบ่งออกเป็น 3 ส่วนเท่าๆ กัน ซึ่งจะช่วยให้ฉันเข้าใจทิศทางของแหล่งกำเนิดแสงได้แม่นยำยิ่งขึ้น

วิธีการทำงานของ LDR คือโดยพื้นฐานแล้วตัวต้านทานที่ร่างกายมีวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อยู่ภายใน ดังนั้นเมื่อแสงตกกระทบกับมัน อิเล็กตรอนพิเศษจะถูกปล่อยออกมาจากเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งส่งผลให้ความต้านทานของมันลดลงอย่างมีประสิทธิภาพ

เราจะทำแผนที่แรงดันไฟฟ้าที่ทางแยกหาก LDR และตัวต้านทานเห็นการขึ้นและลงของแรงดันไฟฟ้าที่จุดนั้น หากแรงดันไฟฟ้าตก แสดงว่าความเข้มของแสงลดลงที่ตัวต้านทานตัวนั้น ดังนั้น เราจะแก้ปัญหานี้โดยการย้ายออกจากตำแหน่งนั้นไปยังตำแหน่งที่ความเข้มของแสงสูงกว่า (แรงดันของจุดต่อที่สูงกว่า)

=> การตั้งค่าเซอร์โวมอเตอร์:

โดยทั่วไปแล้วเซอร์โวมอเตอร์คือมอเตอร์ที่คุณสามารถกำหนดมุมได้ ในตอนนี้ เมื่อตั้งค่าเซอร์โว คุณต้องคำนึงถึงปัจจัยหนึ่งด้วย คุณต้องจัดตำแหน่งฮอร์นเซอร์โวให้อยู่ในตำแหน่ง 90 องศาที่สอดคล้องกับทิศทางขนานกับระนาบที่กำลังเปิดอยู่

=> การเดินสายไฟ:

วางสายการตั้งค่าตามแผนผังที่ให้ไว้ด้านบน

ขั้นตอนที่ 2: การเขียนรหัส:

เสียบ Arduino เข้ากับคอมพิวเตอร์โดยใช้สาย USB และเปิด Arduino IDE

เปิดรหัสที่ให้ไว้ในคำสั่งนี้

ไปที่เมนูเครื่องมือ แล้วเลือกบอร์ดที่คุณใช้ เช่น UNO

เลือกพอร์ตที่ Arduino ของคุณเชื่อมต่ออยู่

อัพโหลดโปรแกรมลงบอร์ด Arduino

หมายเหตุ: คุณต้องจำไว้ว่าฉันได้ปรับการอ่านค่าตามเงื่อนไขภายในห้องของฉันแล้ว ของคุณอาจแตกต่างจากของฉัน ดังนั้นอย่าตื่นตระหนกและเปิดจอภาพแบบอนุกรมซึ่งแสดงอยู่ที่มุมบนขวาของหน้าจอ IDE คุณจะเห็นค่าหลายค่าที่เลื่อนบนหน้าจอใช้ชุดค่าที่ต่อเนื่องกัน 3 ค่าและปรับการอ่านค่าตามนั้น

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบมัน

ด้วยความพยายามทั้งหมดที่คุณได้ทำในโครงการเล็กๆ ของเรานี้ ได้เวลาทดสอบแล้ว

ไปข้างหน้าและแสดงให้ทุกคนเห็นสิ่งที่คุณทำและสนุก

หากคุณมีข้อสงสัย/ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับโครงการนี้ โปรดติดต่อกับฉันที่เว็บไซต์ของฉัน