Suivi solaire à panneau solaire - Chargeur de téléphone

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À propos de ce projet

Passer au vert

Je travaille dans l'industrie des énergies renouvelables en Australie et je bricole avec Arduinos depuis un certain temps maintenant, mais ce n'est qu'avec ce projet que j'ai finalement décidé de combiner les deux et de construire mon propre petit appareil solaire. Une petite note à l'avance, ce projet nécessite évidemment 5V pour alimenter l'Arduino et le servo, qui sont utilisés pour maximiser la sortie des panneaux solaires qui produisent au mieux 3,4V. Donc, ce n'est pas vraiment rentable. Cependant, le concept est évolutif, donc si, par exemple, vous avez utilisé ce concept sur un réseau de 8 panneaux, produisant 12V, alors vous pouvez alimenter l'arduino et charger votre téléphone sans source d'alimentation externe. Je prévois de le faire un jour et j'ajouterai un lien ici quand cela arrivera.

Pendant que je suis ici, je ferais mieux de donner crédit à mes sources...

La vie de bricolage - http://www.the-diy-life.com/arduino-solar-tracker/

Gadgets de chien brun - http://www.instructables.com/id/Solar-Altoids-USB-Charger/

Les deux sont de bonnes sources d'informations sur le sujet, et d'où j'ai obtenu le concept.

MISE EN ROUTE

Donc, tout d'abord, vous avez besoin de panneaux solaires. J'en ai utilisé deux, bien que vous puissiez en utiliser autant que vous le souhaitez, pensez simplement à combien un servo de 9 grammes pourra soulever/abaisser (ne le rendez pas trop lourd). Les panneaux que j'ai trouvés étaient évalués à une sortie de 1,5 V, 0,75 W, ce qui est à l'extrémité inférieure disponible de nos jours. Mais ils étaient légers et bon marché et étant donné qu'il s'agit d'un projet de validation de principe pour moi, le résultat n'est pas très important.

J'ai joint mes deux panneaux le long du bord avec de l'époxy. Pour connecter les panneaux en une chaîne, soudez simplement le fil positif d'un panneau au fil négatif de l'autre, ce qui devrait vous laisser un fil positif et négatif. Fixez vos deux LDR de chaque côté du panneau solaire (est et ouest) et soudez une extrémité d'un fil de liaison à chacun de leurs fils. Il est plus facile de souder un fil de liaison si vous coupez l'extrémité d'un côté et dénudez le fil d'environ 5 mm pour exposer les fils .

Pour que l'Arduino puisse lire les LDR, nous avons besoin d'un circuit diviseur de tension pour chacun. Voir ici pour les diviseurs de tension. Dans ce circuit, le LDR est R1, et nous utilisons une résistance de 10 kohms pour R2, et joignons des fils de liaison à l'arduino où les deux résistances se rencontrent. Si vous construisez ce projet sur une maquette, un fil LDR ira au diviseur de tension, l'autre ira au rail d'alimentation positif. Voir le diagramme Fritzing ci-dessous.

La structure de suivi

La prochaine chose que vous devez construire est une structure de support pivotante sur laquelle le panneau peut s'asseoir. Ma conception est essentiellement une longueur d'acier à ressort supportée par deux cadres A. Le dessous de la rangée de panneaux a de petites entretoises en bois, avec des trous pour l'acier à ressort. J'ai tout fabriqué en bois de balsa pour le garder bon marché, facile et léger, mais s'il devait s'agir d'un luminaire permanent, vous voudriez qu'il soit en acier fin ou en contreplaqué traité. Je n'ai pas très bien documenté la construction du support pivotant, mais la vidéo ci-dessous devrait vous montrer comment c'est fait, ainsi que l'emplacement du servo. J'ai construit le mien avec le panneau incliné vers le bas, de manière à pouvoir faire face la base de la structure au nord, donc quelle que soit la façon dont le panneau oscille lorsqu'il suit le soleil, il sera toujours incliné un peu au nord pour maximiser la sortie. (Je suis dans l'hémisphère sud)

Montage du servo

Le servo repose sur l'une des poutres de support de la structure du cadre en A et soulève/abaisse un côté du panneau. J'ai plié de l'acier à ressort avec des pinces pour obtenir des extrémités crochues, vous pouvez le boucler à travers votre jambe de force et votre bras de servo, vous devrez peut-être élargir les trous dans le bras de servo pour s'adapter à l'acier, j'ai utilisé le plus petit foret que j'ai pu trouver. Ne collez pas l'acier dans le bras d'asservissement ou la jambe de force du panneau, car il doit pouvoir tourner dans les trous pour que le panneau se soulève en douceur. Une fois qu'il est en place, retirez le panneau de la structure, de sorte qu'il ne reste que le servo pour que vous puissiez effectuer un calibrage.

Calibrage du servo

Ouvrez une nouvelle esquisse et saisissez le code suivant.

#include Servo myservo1 ; // Crée un objet servo pour contrôler le servoint pos =10;void setup() { myservo1.attach(9); // attache l'objet servo à la broche PWM 9}boucle vide() { myservo1.write(pos);} 

Téléchargez sur votre arduino et voyez où le servo se déplace. Continuez à modifier la valeur 'pos' entre 0 et 180 dans le croquis et téléchargez à nouveau le croquis, jusqu'à ce que vous trouviez les positions où le bras du servo pointe vers le haut et vers le bas. Ce sont vos valeurs max et min. Pour moi, c'était 15 et 140. Si la valeur chevauche d'une manière ou d'une autre de 180 à 0, retirez le bras du servo et repositionnez-le afin qu'il puisse être aligné correctement.

Mettre dans ensemble

Allez-y, connectez le tout et saisissez le croquis suivant.

//Sun Tracker Sketch ////Ce sketch est conçu pour être utilisé avec un servo de 9 grammes, capable//d'être alimenté directement depuis l'Arduinio sans //source d'alimentation externe. Pour le diagramme fritzing, voir le référentiel Github //https://github.com/nickalanf/Arduino--Projects//La section Serial Monitor est à des fins de débogage, ou pour un intérêt général, // une fois que l'appareil fonctionne correctement, peut être désactivé ////Sketch by FIELDING - 8/2/18#include Servo servo ; // Crée un objet servo pour contrôler le servoint eLDRPin =A0; // Attribuer des broches au LDR'sint wLDRPin =A1;int eastLDR =0; //Créer des variables à stocker dans les lectures LDRsint westLDR =0;int difference =0; //Créer une variable pour comparer les deux LDR'sint error =10; // Variable car il y a une différence notable entre le remorquage LDR'sint servoSet =130; //Variable pour la position du servo - sera différent pour chaque devicevoid setup() { servo.attach(9); // attache l'objet servo à la broche 9 PWM Serial.begin (9600); }boucle vide() { eastLDR =analogRead(eLDRPin); //Lire les valeurs LDR westLDR =analogRead(wLDRPin); if (eastLDR <400 &&westLDR <400) { //Vérifiez si la lumière est faible sur les deux LDR while (servoSet <=140 &&>=15) { // si c'est le cas, renvoyez les panneaux vers l'est pour le servoSet du lever du soleil ++ ; servo.write(servoSet); retard (100); } } différence =eastLDR - westLDR; //Vérifier la différence if (difference> 10) { //Envoyer le panneau vers le LDR avec une lecture plus élevée if (servoSet <=140) { servoSet ++; servo.write(servoSet); } } else if (difference <-10) { if (servoSet>=15) { servoSet --; servo.write(servoSet); } } Serial.print(eastLDR); //Le moniteur série peut être utile pour le débogage/la configuration de Serial.print(" - "); //Utilisez-le pour voir si vos LDR sont sensiblement différentes lorsque Serial.print(westLDR); //Ils ont la même lumière qui les éclaire, si c'est le cas, corrigez avec la valeur d'erreur Serial.print(" - "); Serial.print(différence); Serial.print(" - "); Serial.print(servoSet); // Ajustez les paramètres du servo pour maximiser le swing disponible Serial.print(" - "); Serial.println("."); retard (100);} 

Ouvrez le moniteur série et éclairez les LDR. Essayez de le faire briller uniformément sur les deux et vérifiez la valeur de différence imprimée sur le moniteur série. S'il est supérieur à environ 25 ou inférieur à -25, vous devez ajouter un étalonnage d'erreur. Ajoutez la valeur d'erreur pertinente dans le code, puis ajoutez ou soustrayez cette valeur du LDR pertinent. Si les valeurs de différence sont proches, il devrait être bon de laisser tel quel.

Vous êtes prêt à le tester ! le plus simple est d'aller dans une pièce sombre et avec une torche/lampe. balancez lentement la lumière d'un LDR à l'autre et regardez le panneau bouger. Vous pouvez également couvrir un LDR et le panneau devrait s'éloigner de celui-ci.

BONUS - CHARGEUR DE TÉLÉPHONE

Si vous souhaitez réellement utiliser la sortie des panneaux, vous pouvez câbler un convertisseur élévateur CC-CC 2,5 V-5 V directement aux fils sortant des panneaux. C'est un circuit entièrement séparé de l'arduino/planche à pain. Notez qu'un téléphone standard se charge à 5 V et que vos panneaux produisent peut-être 5 V mais un courant faible, donc si votre batterie est pleine ou si la lumière du soleil est faible, vous n'aurez pas assez de sortie pour charger. Le moyen le plus simple de contourner ce problème est d'ajouter simplement plus de panneaux !

Code

• Suivi solaire

Sun TrackerTraitement

//Sun Tracker Sketch ////Ce sketch est conçu pour être utilisé avec un servo de 9 grammes, capable//d'être alimenté directement depuis l'Arduinio sans //source d'alimentation externe. Pour le diagramme fritzing, voir le référentiel Github //https://github.com/nickalanf/Arduino--Projects//La section Serial Monitor est à des fins de débogage, ou pour un intérêt général, // une fois que l'appareil fonctionne correctement, peut être désactivé ////Sketch by FIELDING - 8/2/18#include Servo servo ; // Crée un objet servo pour contrôler le servoint eLDRPin =A0; // Attribuer des broches au LDR'sint wLDRPin =A1;int eastLDR =0; //Créer des variables à stocker dans les lectures LDRsint westLDR =0;int difference =0; //Créer une variable pour comparer les deux LDR'sint error =10; // Variable car il y a une différence notable entre le remorquage LDR'sint servoSet =130; //Variable pour la position du servo - sera différent pour chaque devicevoid setup() { servo.attach(9); // attache l'objet servo à la broche 9 PWM Serial.begin (9600); }boucle vide() { eastLDR =analogRead(eLDRPin); //Lire les valeurs LDR westLDR =analogRead(wLDRPin); if (eastLDR <400 &&westLDR <400) { //Vérifiez si la lumière est faible sur les deux LDR while (servoSet <=140 &&>=15) { // si c'est le cas, renvoyez les panneaux vers l'est pour le servoSet du lever du soleil ++ ; servo.write(servoSet); retard (100); } } différence =eastLDR - westLDR; //Vérifier la différence if (difference> 10) { //Envoyer le panneau vers le LDR avec une lecture plus élevée if (servoSet <=140) { servoSet ++; servo.write(servoSet); } } else if (difference <-10) { if (servoSet>=15) { servoSet --; servo.write(servoSet); } } Serial.print(eastLDR); //Le moniteur série peut être utile pour le débogage/la configuration de Serial.print(" - "); //Utilisez-le pour voir si vos LDR sont sensiblement différentes lorsque Serial.print(westLDR); //Ils ont la même lumière qui les éclaire, si c'est le cas, corrigez avec la valeur d'erreur Serial.print(" - "); Serial.print(différence); Serial.print(" - "); Serial.print(servoSet); // Ajustez les paramètres du servo pour maximiser le swing disponible Serial.print(" - "); Serial.println("."); retard (100);}

Schémas