DIY Solar Tracker: 27 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Киришүү

Биз жаш студенттерди инженерия менен тааныштырууну жана аларга күн энергиясы жөнүндө үйрөтүүнү максат кылабыз; аларды окуу планынын бир бөлүгү катары Гелиос курууга милдеттендирүү менен. Инженерликте энергияны казып алуучу отундарды колдонуудан жана жашыл альтернативаларга түртүп салуу аракети бар. Жашыл энергия үчүн бир вариант - күндүн нурун күн бою бутага багыттоо үчүн күзгү аркылуу гелиостат деп аталган аппаратты колдонуу. Мындай аппаратты күн энергиясын электр станциясынын жылуулук сактагычына топтоодон баштап, күндөн тосулган жерлерди жарыктандырууга чейин колдонсо болот.

Бул технологияны колдонуунун санынан тышкары, күндү көзөмөлдөө үчүн иштелип чыккан структуралардын ар түрдүү диапазону дагы бар. Гелиостун физикалык структурасы, башка гелиостат конструкциялары сыяктуу, күзгүгө эки башкарылуучу огко орнотуу функцияларын аткарат. Механизм Гелиостун глобалдык позициясына негизделген күндүн асманда жылдыздын жайгашуусун эсептөө программасын колдонуу менен күндү көзөмөлдөйт. Программаны иштетүү жана эки servo моторду башкаруу үчүн Arduino микроконтроллери колдонулат.

Дизайн ойлору

Бул долбоордун кеңири таркалышын камсыз кылуу үчүн, Гелиосту жалпы шаймандар жана арзан материалдар менен долбоорлоого көп күч жумшалды. Биринчи дизайн тандоосу денени дээрлик толугу менен көбүк өзөгүнөн куруу болгон, ал катуу, жеткиликтүү, сатып алууга оңой жана кесүүгө оңой болгон. Ошондой эле, максималдуу күч жана катуулук үчүн, көбүктүн бардык бөлүктөрү чыңалууда же кысылуу абалында болушу үчүн корпустун дизайнына көңүл бурулган. Бул көбүк өзөгүнүн чыңалуусунда жана кысылышында күчүн колдонуу үчүн жасалды, анткени колдонулган желим ийилүүгө караганда тирешүү учурунда жүктү көтөрүүдө эффективдүү болот. Кошумча катары, күзгүгө бекитилген вал мотор менен күзгүнүн ортосундагы кичине тегиздөө катасына жол берчү убакыт тайпасы аркылуу иштейт, servo моторлор 1 градуска чейин так жана платформа Arduino ачык булагында иштейт. платформа. Бул дизайн тандоолору, бир нече башка ойлор менен бирге, сунушталган дизайнды бышык жана жеткиликтүү, билим берүүчү куралга айландырат.

Биздин ачык булак убадабыз

Гелиостун максаты - инженердик билимди алга жылдыруу. Бул биздин негизги багытыбыз болгондуктан, биздин иш GNU FDL лицензиясына ылайык лицензияланган. Колдонуучулар, эгерде алар ошол эле лицензия боюнча ишин уланта беришсе, биз жасаган нерселерди кайра чыгарууга жана жакшыртууга толук укуктарга ээ. Биз колдонуучулар дизайнды жакшыртып, Heliosту эффективдүү окуу куралы катары өнүктүрүүнү улантышат деп үмүттөнөбүз.

Epilog Challenge VIAn Epilog Zing 16 Laser мага жогорку сапаттагы долбоорлорду бүтүрүүгө, жана алар менен болгон таасиримдин көлөмүн көбөйтүүгө мүмкүндүк берет. Epliog Laser мага дагы кызыктуу нерселерди курууга жана эң сонун көрсөтмөлөрдү жазууга мүмкүндүк берет, мисалы, мен ремонттогон Каяк жөнүндө. Менин кийинки максатым - көмүр буласы же айнек буласы менен бекемделген лазердик фанерадан байдарка, ошондой эле структуралык була менен оролгон картон серфинг тактасын куруу.

Мен ошондой эле Tech and Teach It конкурстарына катышып жатам. Бул пост сизге жакса, добуш бериңиз!

1 -кадам: Мазмуну

Мазмуну:

• Киришүү: DIY Solar Tracker
• Мазмуну
• Куралдар жана материалдар Билл
• 1-16 кадам Аппараттык монтаж
• 17-22-кадам Электрондук Ассамблея
• Шилтемелерди сатып алуу
• Иштер келтирилген
• Сиздин колдоосу үчүн рахмат!!!

2 -кадам: Куралдар жана материалдар Билл

Бул куралдардын бардыгын жергиликтүү дүкөндөрдөн же маалымдама бөлүмүндөгү шилтемелерден сатып алса болот. Бул материалдардын жалпы баасы болжол менен $ 80 түзөт, эгерде алардын баары берилген шилтемелер боюнча онлайн режиминде сатып алынса.

БОМ

• Power Drill
• Бургулоо биттери (.1258 ",.18" жана.5 "Диаметри)
• Бурагыч топтому
• Straight Edge
• Box Cutter
• Чоң вице -грипс
• 2 Foam Core Sheets (20 "X 30", ~.2in коюу)
• 9.5 "1/2" диаметри таяк
• Square Nut (7/16”-14 Thread Size, 3/8” Thick)
• Vigor VS-2A Servo (39.2г/5кг/0.17 сек)
• Тасма
• Убакыт-белдик шкивтери (2), 1”ОД
• Кир жуугучтар
• Krazy Glue
• Убакыт куру 10"
• Калыптар (Файлдар тиркелет)
• Акрил баракчасы (6 "X 6")
• Krazy Glue Gel
• 8 Machine Бурамалар (4-40, 25мм узун)
• 8 жаңгак (4-40)
• 1.5 "узун тырмактар
• Arduino Uno үчүн баштапкы комплект
• Реалдуу убакыт сааты модулу
• Wall адаптер Power Supply (5VDC 1A)
• 9В батарея
• 3.3 KOhm каршылыгы (2)

3 -кадам:

Үлгүлөрдү тиркелген файлга басып чыгарыңыз.

Эскертүү: Булар толук масштабда басылышы керек. Принтериңиздин масштабын өзгөртпөгөнүн текшерүү үчүн, басып чыгарууларды PDF менен салыштырыңыз.

4 -кадам:

Калыптарды 1 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй плакат тактасына бекитип, борбордук сызыктарды колдонуучу катары колдонуп,.18 дюйм жана.5 дюймдук тешиктерди бургулаңыз.

Эскертүү:.5 дюймдук тешикти.18 дюймдук бургулоо менен тактыкты жогорулатыңыз.

5 -кадам:

Курч куту кескич менен жеке компоненттерди кесип салыңыз.

Эскертүү: Көбүктүн өзөгүн куту кескичтин бир нече жолу менен кесип алыңыз, бул бир топ таза кесүүгө алып келет. Бир баракта бүт баракты кесүүгө аракет кылбаңыз.

6 -кадам:

Супер клейди колдонуп, 2 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй дал келген оюктарды чаптаңыз. Сиз тешиктерди карап, тешиктердин бардыгы тегизделгенин, 1 жана 2 -бөлүктөрдүн негизи тегиз, 3 -бөлүктөгү бир шаблон сыртка караган болушу керек.

Эскертүү: Бир бетине клей сүйкөгөндөн кийин, бөлүктөрдү бириктирип, 30 секунд бирге басыңыз. Андан кийин, клейди беш мүнөткө коюңуз.

7 -кадам:

Superglue гелин колдонуп, 1, 2 жана 3 -бөлүктөрдү 3 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй бириктирип коюңуз. Бөлүктөрдүн диаметри.5”диаметри тешиктин кыска деп белгиленген бөлүгүнө эң жакын жайгашканын текшериңиз. базадагы шаблон ылдый/өйдө карайт. Желимди беш мүнөткө коюңуз. Клей жабышкандан кийин, кошумча колдоо үчүн 3 мыкты базадан жана тигилердин ар бирине салыңыз.

8 -кадам:

Эки кайчылаш устундун үстүңкү катмарын кесип, аларды 4 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй Гелиоско салыңыз. Көк. Желимди беш мүнөткө коюңуз.

9 -кадам:

5 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй кесилген жерлерге тасманын бир бөлүгүн коюңуз.

10 -кадам:

6 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй шаблон менен тизип, бөлгүчтү базага жабыштырыңыз жана желимди беш мүнөткө коюңуз.

11 -кадам:

Эң чоң servo мүйүзүн астыңкы базага орнотуп, 7 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй суперглей менен бекемдеңиз. Желимди беш мүнөткө коюңуз.

12 -кадам:

.5 дюймдук бургу менен диаметри 5 дюймдук тешикке тешип, анын.5”диаметри валына туура келерин текшериңиз. Ал же басышы керек, же супер клей менен толтура турган кичине боштук болушу керек. Эгерде бургуланган тешик өтө кичине болсо, валдын сырткы диаметри менен колго түшүрүңүз.

13 -кадам:

Диаметри 5 дюйм болгон эки чарчы гайканы кылдаттык менен оюп алыңыз жана алардын валга тыгыз жайгашып калганын текшериңиз.

Эскертүү: гайканы курмандыкка чалынуучу жерге жуп менен кармаңыз жана тешиктин диаметри акырындык менен 5 бит диаметри тешик калганга чейин бир нече бит менен көбөйтүлсүн. Бургуну гайкага акырын чукуп коюуну унутпаңыз.

14 -кадам:

Сүрөт 8дө көрсөтүлгөндөй, серво мүйүзүн убакыт белдемчесинин шкивине тиркеңиз, сервой мүйүзүнүн огун шкив менен борборлоштурууда этият болуңуз.

15 -кадам:

Биликти жана сервону желимсиз чогултуп, 9 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй убакыттын ремонтунун эки дөңгөлөгүн тегиздеңиз. Кээ бир таякчалар чыгырыктын каршысындагы дубалдан ачык болушу керек.

Эскертүү: бурамаларды көбүктүн өзөгүнөн өткөрбөө үчүн этият болуңуз жана сервопроводго мүйүздү бурап коюңуз. Сиз бурамалардын ордуна супер клей колдонсоңуз болот, бирок сиз аппаратты оңой эле ажырата албайсыз.

16 -кадам:

Биликтин шкиви сервонун шкивине туура келгенден кийин, кир жуугучтардын ички топтомун ар бир дубалга сүрүп, суперглюг гелинин жардамы менен валга чаптаңыз. Алар валдын тегиздиктен тайып кетишинен сактайт. Ошондой эле, супер клейди колдонуп, чыгырыкты валга чаптаңыз. Желимди беш мүнөт коё туруңуз.

17 -кадам:

Убакыт курун 7.2 дюймдун тегерегине чейин кыскартыңыз жана 10 -сүрөттө көрүнүп тургандай, валдын шкивин сервонун шкивине туташтыруучу укурук жасоо үчүн суперглюг гелин колдонуңуз. Биринчиден, курду эки чыгырыктын айланасына ороп, боштук. Эми, курду эки четиндеги тиштерден кийин эле кесип алыңыз, курдун учтары бири -бирине жетүү үчүн. Эми жаңы эле алынып салынган бөлүктөн.5”курун кесип алыңыз. Акыр -аягы, эки учун тең бириктирип, бул кошумча узундуктагы кур менен жабыштырыңыз, сүрөт 2. Желим кургатылган соң, курду чыгырыктын тегерегине салыңыз. Бул ушунчалык ыңгайлуу болушу керек, ошондо сиз белди бекитүү үчүн серводон чыгырыкты чечип алууга туура келет. Эгер туура келсе, кийинчерээк капталга коюңуз.

18 -кадам:

Күзгүнүн үлгүсүн күзгүнүн артына чаптаңыз же борбордук сызыкты колуңуз менен чийиңиз. Андан кийин, линияны колдонуучу катары колдонуп, төрт бурчтуу жаңгактарды супер клей гели менен күзгүгө чаптаңыз. Күзгү эч нерсеге кийлигишпестен түздөн -түз караганга чейин 180 градуска бурула алаарына көзүңүз жетип, анан чарчы гайкаларды суперге клей гели менен валга чаптаңыз.

Эскертүү: Квадрат жуугучтардын астынкы чети шаблондогу чекиттик сызыкка дал келиши керек.

19 -кадам:

Акыркы сервону орнотуңуз, астыңкы базаны servo мүйүзү аркылуу бурама менен акыркы сервого бекиңиз жана Heliosту бүтүрүү үчүн убакыт курун чыгырыктарга коюңуз.

Эскертүү: Электроника менен программалык камсыздоонун кантип иштээрин түшүнгөндөн кийин, төмөндө окуп, Helios'уңуздун тактыгын жогорулатуу үчүн аны тууралаңыз.

20 -кадам:

Серваларды көрсөтүлгөндөй туташтырып, кубаттуулукту DC уячасынан ажыратыңыз. (Figure 12)

Эскертүү: 9 вольттук батареяны тактадагы уяча аркылуу Arduinoго түз туташтырыңыз жана Arduino -ны USB порт аркылуу компьютериңизге туташтырыңыз. 9 вольттуу батареяны прототипдөө тактасына туташтырбаңыз, анткени бул сиздин реалдуу убакыт саатты бузушу мүмкүн.

21 -кадам:

Бул жерден Arduino Version 1.0.2ди жүктөп алып, орнотуңуз.

Эскертүү: Бул жүктөөдө Helios башкаруу коду жана аны иштетүү үчүн керектүү болгон бардык китепканалар камтылган. Орнотуу үчүн, папканы жүктөп алып, аны ачыңыз. Arduino программасы түздөн -түз директориясынан чыгат, эч кандай расмий орнотуу талап кылынбайт. Ардуино үчүн драйверлерди орнотуу боюнча жалпы көрсөтмөлөрдү жана көрсөтмөлөрдү бул жерден алыңыз.

22 -кадам:

Blink Arduino эскизин бул жердеги көрсөтмөлөрдүн негизинде иштетиңиз. Бул кыска эскизди иштеткенден кийин, сиз Arduinoңузду компьютериңизге туура туташтырганыңызга ишенсеңиз болот.

23 -кадам:

Гелиостаттын убактысын жана жайгашуусун орнотуу жана программаны Arduinoго жүктөө үчүн башкаруу программасын (ArduinoCode> Helios_2013) ачыңыз.

1) Гелиостун күн панели сыяктуу иштешин жана күндү көзөмөлдөшүн (гелиостат = 0 өзгөрмөсүн коюу) же гелиостат (гелиостат = 1 өзгөрмөсүн коюу) каалаарыңызды тандаңыз.

а. Эскертүү: Биз сиз күткөндөй кыймылдайт экенине ынануу үчүн алгач аны күн панели катары колдонууну сунуштайбыз. Эгерде огунун бири өчүк окшойт, анда сиз сервостордун бирин артка салып койгон болушуңуз мүмкүн.

2) Гелиосту акырындык менен сааттын жебесине чейин буруңуз. Андан кийин бүт машинаны чыгышка багыттаңыз.

3) Жайгашкан жериңиздин координаттарын киргизиңиз.

а. Google даректи издөө менен жайгашкан жердин координаттарын табыңыз. Андан кийин, жайгашкан жерди оң баскыч менен чыкылдатыңыз жана "Бул жерде эмне бар?". Координаттар издөө кутусунда кеңдик жана узундук менен пайда болот.

б. Программадагы демейки кеңдик жана узундук маанилерин Helios кеңдик жана узундук маанилерине өзгөртүү.

4) Эгер сиз Гелиосту күн панели катары колдонууну чечсеңиз, анда бул кадамды өткөрүп жибериңиз. Эгерде сиз Гелиосту гелиостат катары колдонууну чечсеңиз, анда Гелиостун бутасынын бийиктигин жана азимут бурчун киргизиңиз. Координаттар системасы 15 -сүрөттө аныкталган.

5) Реалдуу убакыт саатын коюу үчүн, UTCтеги учурдагы убакытты аныктаңыз жана тийиштүү өзгөрмөлөрдү бул маани менен, аскердик убакта алмаштырыңыз. Андан кийин "//" белгисин өчүрүп, эскизди жүктөп, "//" дегенди алмаштырыңыз (Чыг. 18:30 EST - 22:30 UTC. Программада бул саат = 22, мүнөт = 30 сыяктуу көрүнөт жана секунд = 0)

а. Саат коюлган соң, серволорду сууруп, кодду "күн панели" режиминде иштетиңиз (гелиостат = 0). Sunearthtools.com (https://www.sunearthtools.com/dp/tools/pos_sun.php) боюнча күндүн абалынын калькулятору сыяктуу нерсе менен күн трекеринин эсептелген бурчтарын текшериңиз. "DAzimuth" - Гелиос алдын ала айткандай күндүн азимут бурчу жана "dElevation" - бул күндүн бийиктиги /бийиктик бурчу. Гелиостун жана веб -сайттын божомолдору беш градуска жакын болушу керек. Бул диапазондогу ар кандай карама -каршылыктар жүктөлгөн убакыттан бир нече мүнөткө чейин болот жана Гелиостун жүрүм -турумунда байкалбай турган өзгөрүүгө алып келет.

б. Күндүн жайгашкан жери боюнча Гелиостун божомолу так болгондон кийин, саатты белгилеген кодду комментарийлөө үчүн "//" дегенди алмаштырыңыз. Реалдуу убакыт сааты бир гана жолу коюлушу керек, андыктан сиз жаңы эскиздерди жүктөп же максаттарды өзгөрткөндө аны жаңыртуунун кажети жок.

6) USB жана кубатты Arduino'дон ажыратып, сервоприводду кайра туташтырыңыз.

24 -кадам:

Эгерде Гелиос туура чогултулган болсо, анда ал сиз буюрган бутага карай багытталышы керек жана Ардуиного дагы бир жолу күч колдонулганда күндүн чагылышын ошол жерде туруктуу кармоо керек. Гелиос күндүн чагылышын бардык деңгээлде оңдойт. Бул күндүн рефлекси күн бир градуска жылмайынча жылат дегенди билдирет, бул учурда Гелиос чагылышты оңдоо үчүн жылат. Программанын кантип иштээрин түшүнгөндөн кийин, сиз "offset_Elv" (Elevation) жана "offset_Az" (Azimuth) өзгөрмөлөрү менен ойногусу келип, ар кандай ката кетирүү үчүн ката кетиришиңиз мүмкүн. Бул өзгөрмөлөр Гелиостун координаттар системасынын багытын көзөмөлдөйт.

25 -кадам: Шилтемелерди сатып алуу

Foamcore: https://www.amazon.com/Elmers-Acid-Free-Boards-16-Inch-902015/dp/B003NS4HQY/ref=sr_1_4?s=office-products&ie=UTF8&qid=1340998492&sr=1-4&keywords=20x30 көбүк+ядро

Род: https://www.mcmaster.com/#cast-acrylic/=i6zw7m (Бөлүмдүн саны: 8528K32)

Куту кескич:

Серво:

Тасма: https://www.amazon.com/Henkel-00-20843-4-Inch---500-Inch-Invisible/dp/B000NHZ3IY/ref=sr_1_1?s=hi&ie=UTF8&qid=1340619520&sr=1-1&keywords= көрүнбөгөн+тасма

Калыптар: Бул документтин аягындагы барактарды басып чыгарыңыз. Кагазды онлайн сатып алса болот:

Square жаңгак: https://www.mcmaster.com/#machine-screw-square-nuts/=hflvij (Бөлүмдүн номери: 98694A125)

Супер клей:

Супер желим гели: https://www.amazon.com/Krazy-Glue-KG86648R-Instant-0-07-Ounce/dp/B000H5SFNW/ref=sr_1_4?ie=UTF8&qid=1340863003&sr=8-4&keywords=all+purpose+ заматта+крази+клей

Түз Edge:

Power Drill:

Бурамалар: https://www.mcmaster.com/#machine-screw-fasteners/=mumsm1 (Бөлүмдүн номери: 90272A115)

Жаңгактар: https://www.mcmaster.com/#hex-nuts/=mums50 (Part Number: 90480A005)

Күзгү: https://www.mcmaster.com/#catalog/118/3571/=i705h8 (Бөлүмдүн номери: 1518T18)

Бурагыч топтому:

2 Убакыт белдемчеси: https://sdp-si.com/eStore/Direct.asp?GroupID=218 (Бөлүмдүн номери: A 6M16-040DF25)

Убакыт куру: https://www.mcmaster.com/#timing-belts/=i723l2 (Бөлүмдүн саны: 7887K82)

Бургулоо биттери:

Жуучулар: https://www.mcmaster.com/#catalog/118/3226/=hzc366 (Бөлүмдүн номери: 95630A246)

Чоң вице-грипс:

Тырмактар: https://www.mcmaster.com/#standard-nails/=i708x6 (Бөлүмдүн номери: 97850A228)

Arduino Kit:

Реалдуу убакыт саатынын модулу:

Электр энергиясы менен камсыздоо:

Батарея:

Каршылаштар:

26 -кадам: Иштер келтирилген

4 photos. (2112, 07 07). 3d компастын навигациясы. Текшерилген 6-июнь, 2013-жыл, 4-сүрөт:

Commons, C. (2010, 1 -январь). Реалдуу убакыт сааты модулу. 28 -май, 2013 -жылы, Sparkfunдан алынган:

Commons, C. (2011, 1 -январь). DC Barrel Jack Adapter - Breadboard шайкеш. 28 -май, 2013 -жылы, Sparkfunдан алынган:

Commons, C. (2013, 16 -май). Ethernet китепканасы. 28 -май, 2013 -жылы, Arduinoдон алынган:

ElmarM. (2013, 24 -март). Haunted Doll. 28-май, 2013-жылы, көрсөтмөлөрдөн алынды: https://www.instructables.com/id/Now-the-fun-part-create-a-creepy-story-to-go-wit/step17/Arduino-and-Breadboard -жайгашуу/

Gaze, M. (даражадагы). STEPsss. Кеннивиперден 28 -май, 2013 -жылы алынган:

sonlineshop. (2012, 1 -январь). Резистор 2.2K Ом 2013 -жылдын 28 -майында https://sonlineshop.com/index.php?route=product/product&product_id=72 алынган.

27 -кадам: Колдооңуз үчүн рахмат !

Биз Александр Мицоско, биздин колдоочу кеңешчибизге жана бул долбоордун жүрүшүндө бизди колдогон бардык адамдарга чоң ыраазычылыгыбызды билдиргибиз келет:

• Whitney Meriwether
• Бенжамин Бангсберг
• Уолтер Брайан
• Радха Кришна Горле
• Мэтью Миллер
• Катарина Уилкинс
• Гаррат Галлагер
• Рэйчел Ноттеллинг
• Рэндалл Хит
• Paul Shoemaker
• Брюс Бок
• Роберт Дэви
• Ник Болито
• Ник Бергерон
• Пол Англис
• Александр Мицос
• Мэтт C.
• Уильям Брайс
• Нилтон Лесса
• Эмерсон Жылвуд
• Jost Jahn
• Карл Эркектер
• Нина
• Майкл менен Лиз
• Walter Lickteig
• Эндрю Хейн
• Rich Ramsland
• Брайан Миллер
• Netia McCray
• Роберто Мелендес

Техникалык мелдеште экинчи орунду ээледи

Экинчи Чакырыкта VI