DIY Solar Tracker: Hatua 27 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Utangulizi

Tunakusudia kuanzisha wanafunzi wadogo kwa uhandisi na kuwafundisha juu ya nishati ya jua; kwa kuwafanya wajenge Helios kama sehemu ya mtaala wao. Kuna juhudi katika uhandisi kushinikiza uzalishaji wa nishati mbali na matumizi ya mafuta na kuelekea njia mbadala za kijani kibichi. Chaguo moja kwa nishati ya kijani ni kutumia kifaa kinachoitwa heliostat, ambacho hutumia kioo kuelekeza nuru ya jua kwenye shabaha siku nzima. Kifaa kama hicho kinaweza kutumika kwa matumizi mengi, kutoka kwa kuzingatia nishati ya jua kwenye hifadhi ya joto ya mmea wa umeme hadi maeneo ya kuangaza ambayo yamezuiwa na jua.

Mbali na idadi ya matumizi ya teknolojia hii, pia kuna miundo anuwai ambayo imeundwa kuwezesha ufuatiliaji wa jua. Muundo wa mwili wa muundo wa Helios, kama vile miundo mingine ya heliostat, inafanya kazi kuweka kioo kwenye shoka mbili zinazoweza kudhibitiwa. Utaratibu utafuatilia jua kwa kutumia mpango wa kuhesabu mahali nyota iko angani ilifikiria siku hiyo, kulingana na nafasi ya ulimwengu ya Helios. Mdhibiti mdogo wa Arduino atatumika kuendesha programu na kudhibiti motors mbili za servo.

Mawazo ya Kubuni

Ili kuhakikisha kuwa mradi huu umetawanywa sana, juhudi kubwa ziliingia katika kuunda Helios kujengwa na zana za kawaida na vifaa vya bei rahisi. Chaguo la kwanza la kubuni lilikuwa kujenga mwili karibu kabisa na msingi wa povu, ambayo ni ngumu, ya bei rahisi, rahisi kupata, na rahisi kukata. Pia, kwa nguvu na ugumu wa hali ya juu, huduma ilichukuliwa kuunda mwili ili sehemu zote za povu ziwe kwenye mvutano au ukandamizaji. Hii ilifanywa ili kutumia faida ya nguvu ya msingi wa povu katika mvutano na ukandamizaji, na kwa sababu wambiso ambao ulitumika ni bora zaidi kusaidia mzigo katika mvutano kuliko katika kuinama. Kwa kuongezea, shimoni ambalo limeshikamana na kioo linaendeshwa kupitia ukanda wa muda, ambayo inaruhusu kosa ndogo ya usawa kati ya motor na kioo, motors za servo ni sahihi kwa digrii 1, na jukwaa linaendesha kwenye chanzo wazi cha Arduino jukwaa. Chaguzi hizi za muundo, pamoja na mambo mengine machache, hufanya muundo uliowasilishwa uwe chombo cha kudumu na cha bei nafuu, cha elimu.

Ahadi yetu ya chanzo wazi

Lengo la Helios ni kukuza elimu ya uhandisi. Kwa sababu hii ndio lengo letu kuu, kazi yetu ina leseni chini ya leseni ya GNU FDL. Watumiaji wana haki kamili ya kuzaa na kuboresha yale ambayo tumefanya, maadamu wanaendelea kufanya hivyo chini ya leseni moja. Tunatumahi kuwa watumiaji wataboresha muundo na kuendelea kuibadilisha Helios kuwa zana bora ya ujifunzaji.

Changamoto ya Epilog VIA Epilog Zing 16 Laser itaniruhusu kukamilisha miradi ya hali ya juu zaidi, na kuongeza kiwango cha athari ambazo nina nazo. Kujenga vitu vya kupendeza vya kiwango kikubwa, na kufikiria kwa ufanisi zaidi kwa ujumla. Laser ya Epliog pia inaniruhusu kujenga vitu vya kupendeza zaidi na kuandika Maagizo mazuri zaidi, kama hii kuhusu Kayak ambayo niliboresha. Lengo langu linalofuata ni kujenga kayak kutoka kwa plywood iliyokatwa na laser ambayo imeimarishwa na nyuzi za kaboni au nyuzi za glasi, na vile vile bodi ya mawimbi ya kadibodi ambayo imefungwa kwa nyuzi za kimuundo.

Nimeingia pia hii inayoweza kufundishwa katika Mashindano ya Ufundi na Kufundisha. Ikiwa ulifurahiya chapisho hili, tafadhali piga kura!

Hatua ya 1: Yaliyomo

Jedwali la Yaliyomo:

• Utangulizi: DIY Solar Tracker
• Jedwali la Yaliyomo
• Zana na Muswada wa Vifaa
• Hatua 1-16 Mkutano wa Vifaa
• Hatua ya 17-22 Mkutano wa Elektroniki
• Viungo vya Ununuzi
• Kazi Zilizotajwa
• Asante kwa msaada wako!!!

Hatua ya 2: Zana na Muswada wa Vifaa

Zana hizi zote zinaweza kununuliwa katika duka za karibu au kwenye viungo kwenye sehemu ya kumbukumbu. Gharama ya jumla ya vifaa hivi ni takriban $ 80, ikiwa zote zinunuliwa mkondoni kwenye viungo vilivyopewa.

BOM

• Drill ya Nguvu
• Piga Bits (.1258 ",.18", na.5 "Kipenyo)
• Kuweka bisibisi
• Makali sawa
• Mkataji wa Sanduku
• Makamu Mkubwa wa Makamu
• Karatasi 2 za Povu (20 "X 30", ~.2in nene)
• 9.5 "ndefu na 1/2" Fimbo ya kipenyo
• Mraba Nut (7/16”-14 Thread Size, 3/8” Nene)
• Vigor VS-2A Servo (39.2g / 5kg / 0.17 sec)
• Tape
• Pulleys ya Ukanda wa Wakati (2), 1”OD
• Washers
• Gundi ya Krazy
• Ukanda wa Majira 10"
• Violezo (Faili zimeambatishwa)
• Karatasi ya Akriliki inayoonekana (6”X 6”)
• Gel ya Gundi ya Krazy
• Screws za Mashine (4-40, 25mm urefu)
• Karanga 8 (4-40)
• Misumari 1.5 "ndefu
• Kitanzi cha kuanza kwa Arduino Uno
• Saa halisi ya Moduli ya Saa
• Ugavi wa Nguvu ya Adapter ya ukuta (5VDC 1A)
• 9V betri
• 3.3 KOhm Mpingaji (2)

Hatua ya 3:

Chapisha templeti kwenye faili iliyoambatanishwa.

Kumbuka: Hizi zinapaswa kuchapishwa kwa kiwango kamili. Linganisha nakala zilizochapishwa na PDF, ili kuhakikisha kuwa printa yako haijabadilisha kiwango.

Hatua ya 4:

Salama templeti kwenye ubao wa bango kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 1 na, ukitumia mistari ya katikati kama miongozo, chimba mashimo ya inchi.18 na inchi.5.

Kumbuka: Piga mashimo ya inchi.5 na kuchimba visima vya.18inch kwanza kwa usahihi ulioongezeka.

Hatua ya 5:

Kwa mkataji mkali wa sanduku, kata vifaa vya mtu binafsi.

Kumbuka: Kata msingi wa povu na kupita nyingi za mkataji wa sanduku, hii itasababisha kukatwa safi zaidi. Usijaribu kukata karatasi nzima kwa kupitisha moja.

Hatua ya 6:

Gundi vipandikizi vinavyolingana pamoja kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 2, kwa kutumia gundi kubwa. Unapaswa kuangalia kupitia njia zilizokatwa na kuona kuwa mashimo yote yamepangwa, msingi wa sehemu 1 na 2 unapaswa kuwa gorofa, na templeti moja katika sehemu ya 3 inapaswa kutazama nje.

Kumbuka: Baada ya kutumia gundi kwenye uso mmoja, jiunge na sehemu hizo na ubonyeze pamoja kwa sekunde 30. Kisha, ruhusu gundi kuweka kwa dakika tano.

Hatua ya 7:

Kutumia gel ya superglue, gundi sehemu 1, 2 na 3 pamoja kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 3. Hakikisha kuwa sehemu zimepangwa ili mashimo ya kipenyo cha.5 yapo karibu zaidi na sehemu ya msingi ambayo imeitwa fupi, pia hakikisha kwamba templeti kwenye msingi iko chini / nje. Ruhusu gundi kuweka kwa dakika tano. Baada ya gundi kuweka, ingiza kucha 3 kupitia msingi na kwenye kila moja ya vipaji kwa msaada ulioongezwa.

Hatua ya 8:

Kata safu ya juu ya mihimili miwili ya msalaba na uiingize kwenye Helios kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4. Tumia gel ya superglue kwenye viungo kati ya mihimili ya msalaba na kuta za Helios, na uso ulioshirikiwa kati ya mihimili miwili ya msalaba, kama inavyoonyeshwa katika bluu. Ruhusu gundi kuweka kwa dakika tano.

Hatua ya 9:

Weka kipande cha mkanda kando ya kupunguzwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 5.

Hatua ya 10:

Gongo spacer kwenye msingi, kwa kuiweka na templeti kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 6, na uruhusu gundi kuweka kwa dakika tano.

Hatua ya 11:

Weka pembe ya servo kubwa zaidi kwenye msingi wa chini na uihifadhi na gundi kubwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7. Ruhusu gundi kuweka kwa dakika tano.

Hatua ya 12:

Bore moja ya mshipi wa mkanda wa majira hadi shimo la kipenyo cha.5”ukitumia kipenyo cha kuchimba visima cha inchi.5, na uangalie ikiwa inalingana na shimoni la kipenyo cha.5. Inapaswa ama kuendelea, au kuwa na pengo ndogo ya kutosha kujaza na gundi kubwa. Ikiwa shimo lililochimbwa ni dogo sana, mchanga chini ya kipenyo cha nje cha shimoni kwa mkono.

Hatua ya 13:

Uzaa kwa uangalifu karanga mbili za mraba kwa mashimo ya kipenyo cha.5 na uangalie kwamba zinafaa snuggly kwenye shimoni.

Kumbuka: Bandika nati kwenye uso wa dhabihu, na jozi ya makamu, na uongeze hatua kwa hatua kipenyo cha shimo na bits nyingi hadi shimo la kipenyo cha.5”liachwe. Kumbuka kutumbukiza kisima ndani ya nati polepole.

Hatua ya 14:

Ambatisha pembe ya servo kwenye kapi la ukanda wa majira kama inavyoonyeshwa hapa, kuwa mwangalifu kuweka mhimili wa pembe ya servo na pulley, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 8.

Hatua ya 15:

Unganisha shimoni na servo, bila gundi, na upangilie mishale miwili ya mkanda kama ilivyoonyeshwa kwenye Mchoro 9. Baadhi ya fimbo inapaswa kufunuliwa kutoka ukuta ulio mkabala na kapi.

Kumbuka: Piga servo ndani ya viti vya juu, kuwa mwangalifu usilazimishe screws kupitia msingi wa povu, na upigie pembe ya servo ndani ya servo. Unaweza kutumia superglue badala ya screws, hata hivyo hautaweza kutenganisha kwa urahisi kitengo.

Hatua ya 16:

Mara tu kapi la shimoni likiwa limepangiliwa na pulley ya servo, slaidi seti ya ndani ya washers dhidi ya kila ukuta na gundi kwenye shimoni ukitumia gel ya superglue. Wataweka shimoni kutoka kwa kuteleza kutoka kwa usawa. Pia, gundi kapi kwenye shimoni ukitumia gundi kubwa. Wacha gundi iweke kwa dakika tano.

Hatua ya 17:

Fupisha mkanda wa muda kwa urefu sahihi, karibu inchi 7.2, na utumie gel ya superglue kutengeneza kitanzi kinachounganisha kapi ya shimoni na kapi la servo, kama inavyoonekana kwenye Kielelezo cha 10. Kwanza, funga ukanda karibu na mapigo yote na utoe kulegea. Sasa, kata ukanda baada tu ya meno katika ncha zote mbili, ncha za ukanda ili tu kufikiana. Sasa kata karibu.5”ya ukanda kutoka kwenye kipande ulichokiondoa tu. Mwishowe, unganisha ncha zote mbili na uziunganishe na urefu huu wa ziada wa ukanda, picha ya 2. Mara gundi ikikauka, weka ukanda karibu na vidonda. Inapaswa kuwa sawa sana kwamba itabidi unattach pulley kutoka servo ili kutoshea mkanda. Ikiwa inafaa, iweke pembeni kwa baadaye.

Hatua ya 18:

Gundi kiolezo cha kioo nyuma ya kioo, au chora mstari wa katikati kwa mkono. Kisha, ukitumia laini kama mwongozo, gundi karanga za mraba kwenye kioo na gel ya gundi kubwa. Hakikisha kwamba kioo kinaweza kuzunguka digrii 180 kutoka kutazama moja kwa moja hadi kutazama chini bila kuingilia chochote, na kisha gundi karanga za mraba kwenye shimoni na gel ya superglue.

Kumbuka: Makali ya chini ya washers mraba yanapaswa kushikamana na mstari wa nukta kwenye templeti.

Hatua ya 19:

Sakinisha servo ya mwisho, salama msingi wa chini kwa servo ya mwisho na screw kupitia pembe ya servo, na uweke ukanda wa muda kwenye pulleys ili kukamilisha Helios.

Kumbuka: Mara tu utakapoelewa jinsi umeme na programu inavyofanya kazi, kwa kusoma hapa chini, unaweza kurekebisha Helios yako ili kuongeza usahihi wake.

Hatua ya 20:

Unganisha servos kama inavyoonyeshwa, ukiacha umeme ukikatwa kutoka kwa jack ya DC. (Kielelezo 12)

Kumbuka: Unganisha betri ya volt 9 moja kwa moja kwa Arduino kupitia jack kwenye ubao na unganisha Arduino kwenye kompyuta yako kupitia bandari yake ya USB. USIUNGE betri 9 ya volt kwenye bodi ya prototyping, kwani hii inaweza kuharibu saa yako halisi.

Hatua ya 21:

Pakua na usakinishe Toleo la Arduino 1.0.2 kutoka hapa.

Kumbuka: Upakuaji huu unajumuisha nambari ya kudhibiti Helios na maktaba zote ambazo utahitaji kuiendesha. Ili kusakinisha, pakua folda hiyo na uifungue. Programu ya Arduino inaendesha moja kwa moja nje ya saraka yake, hakuna usanikishaji rasmi unaohitajika. Kwa maagizo ya jumla ya ufungaji na maagizo ya jinsi ya kusanikisha madereva kwa Arduino yako, kichwa hapa.

Hatua ya 22:

Endesha Mchoro wa Blink Arduino kulingana na maagizo hapa. Mara tu utakapopata mchoro huu mfupi ufanye kazi, unaweza kuwa na uhakika kuwa umeunganisha vizuri Arduino yako kwenye kompyuta yako.

Hatua ya 23:

Fungua programu ya kudhibiti (ArduinoCode> Helios_2013) kuweka wakati na eneo la Heliostat, na kupakia programu hiyo kwenye Arduino.

1) Chagua ikiwa unataka Helios kutenda kama jopo la jua na kufuatilia jua (weka heliostat ya kutofautisha = 0) au heliostat (weka heliostat inayobadilika = 1)

a. Kumbuka: Tunashauri ujaribu kama jopo la jua kwanza ili kuhakikisha kuwa inasonga jinsi unavyotarajia. Ikiwa moja ya mhimili inaonekana kuwa imezimwa, basi unaweza kuwa umeweka moja ya servos nyuma.

2) Kwa upole geuza Helios kwa saa zote. Kisha onyesha mashine nzima mashariki.

3) Ingiza kuratibu za eneo lako.

a. Pata kuratibu za eneo na Google kutafuta anwani. Ifuatayo, bonyeza kulia mahali na uchague "Kuna nini hapa?". Kuratibu zitaonekana kwenye sanduku la utaftaji, na latitudo na longitudo.

b. Badilisha latitudo chaguomsingi na nambari za longitudo katika mpango huo kwa maadili ya latitudo na longitudo ya Helios.

4) Ikiwa unachagua kutumia Helios kama jopo la jua, basi ruka hatua hii. Ikiwa unachagua kutumia Helios kama heliostat, kisha ingiza urefu na azimuth angle ya lengo la Helios. Mfumo wa kuratibu umefafanuliwa kwenye Kielelezo 15.

5) Kuweka Saa Saa Saa, amua saa ya sasa katika UTC na ubadilishe vigeuzi vinavyolingana na maadili haya, katika wakati wa jeshi. Kisha ufute "//" mahali inavyoonyeshwa, pakia mchoro, na ubadilishe "//" (Kut. 6:30 pm EST ni 10:30 pm UTC. Katika programu hii ingeonekana kama saa = 22, dakika = 30, na pili = 0)

a. Baada ya saa kuweka, ondoa servos na uendeshe nambari katika hali ya "paneli ya jua" (heliostat = 0). Thibitisha pembe zilizohesabiwa za tracker ya jua na kitu kama kikokotoo cha msimamo wa jua kutoka sunearthtools.com (https://www.sunearthtools.com/dp/tools/pos_sun.php). "DAzimuth" ni pembe ya jua ya Azimuth kama ilivyotabiriwa na Helios na "Kuinuka" ni pembe ya mwinuko / mwinuko wa jua. Utabiri wa Helios na wavuti zote zinapaswa kukubaliana kwa karibu digrii tano. Utofauti wowote ndani ya masafa haya unatokana na wakati uliopakiwa kuzimwa na dakika chache, na inaweza kusababisha mabadiliko yasiyotambulika katika tabia ya Helios.

b. Mara tu utabiri wa Helios kwa eneo la jua ni sahihi, kisha ubadilishe "//" kutoa maoni juu ya nambari inayoweka saa. Saa ya wakati halisi inahitaji tu kuweka mara moja, kwa hivyo haitahitajika kusasishwa unapopakia michoro mpya au kubadilisha malengo.

6) Ondoa USB na nguvu kutoka Arduino na uunganishe motors za servo tena.

Hatua ya 24:

Ikiwa Helios ilikusanywa kwa usahihi, basi inapaswa kuelekeza kulenga ambalo unaamuru na kuweka mwangaza wa jua pale pale wakati nguvu inatumiwa kwa Arduino tena. Helios atarekebisha mwangaza wa jua kila kiwango. Hii inamaanisha kuwa upeanaji wa jua utahama hadi jua litakapohamia digrii moja, wakati huu Helios atahamia kurekebisha tafakari. Mara tu unapoelewa jinsi programu inavyofanya kazi, unaweza kutaka kucheza na vigeuzi "offset_Elv" (Mwinuko) na "offset_Az" (Azimuth) kufidia kosa lolote la mkutano. Vigezo hivi vinadhibiti mwelekeo wa mfumo wa uratibu wa Helios.

Hatua ya 25: Ununuzi wa Viungo

Foamcore: https://www.amazon.com/Elmers-Aid povu + msingi

Fimbo: https://www.mcmaster.com/#cast-acrylic/=i6zw7m (Nambari ya Sehemu: 8528K32)

Mkataji wa kisanduku:

Servo:

Tape: 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= mkanda usioonekana

Violezo: Chapisha kurasa zilizo mwisho wa waraka huu. Karatasi inaweza kununuliwa mkondoni kwa:

Nati ya mraba: https://www.mcmaster.com/#machine-screw-square-nuts/=hflvij (Nambari ya Sehemu: 98694A125)

Gundi kubwa:

Gel kubwa ya gundi: papo hapo + krazy + gundi

Makali Moja kwa Moja:

Power Drill:

Screws: https://www.mcmaster.com/#machine-screw-fasteners/=mumsm1 (Nambari ya Sehemu: 90272A115)

Karanga: https://www.mcmaster.com/#hex-nuts/=mums50 (Nambari ya Sehemu: 90480A005)

Kioo: https://www.mcmaster.com/#catalog/118/3571/=i705h8 (Nambari ya Sehemu: 1518T18)

Kuweka Bisibisi:

Pulleys za Ukanda wa Majira: https://sdp-si.com/eStore/Direct.asp?GroupID=218 (Idadi ya Sehemu: A 6M16-040DF25)

Ukanda wa Muda: https://www.mcmaster.com/#timing-belts/=i723l2 (Idadi ya Sehemu: 7887K82)

Vipindi vya kuchimba visima:

Washers: https://www.mcmaster.com/#catalog/118/3226/=hzc366 (Idadi ya Sehemu: 95630A246)

Makamu Mkubwa wa Makamu:

Misumari: https://www.mcmaster.com/#standard-nails/=i708x6 (Nambari ya Sehemu: 97850A228)

Kitanda cha Arduino:

Moduli ya Saa Saa halisi:

Ugavi wa Umeme:

Betri:

Kuzuia:

Hatua ya 26: Kazi Iliyotajwa

4picha. (2112, 07 07). Urambazaji wa dira ya 3d. Ilirejeshwa Juni 6, 2013, kutoka kwa picha 4: https://4photos.net/en/image: 43-215776-3d_compass_navigation_images

Commons, C. (2010, Januari 1). Moduli ya Saa Saa Halisi. Ilirejeshwa Mei 28, 2013, kutoka Sparkfun:

Commons, C. (2011, Januari 1). DC Pipa Jack Adapter - Breadboard Sambamba. Ilirejeshwa Mei 28, 2013, kutoka Sparkfun:

Commons, C. (2013, Mei 16). Maktaba ya Ethernet. Ilirejeshwa Mei 28, 2013, kutoka Arduino:

ElmarM. (2013, Machi 24). Doli iliyoshirikishwa. Ilirejeshwa Mei 28, 2013, kutoka kwa mafundisho: https://www.instructables.com/id/Now-the-fun-part-create-a-creepy-story-to-go-wit/step17/Arduino-and-Breadboard -sanidi /

Macho, M. (nd). STEPsss. Ilirejeshwa Mei 28, 2013, kutoka kwa kennyviper:

mkundu. (2012, Januari 1). Resistor 2.2K Ohm. Ilirejeshwa Mei 28, 2013, kutoka

Hatua ya 27: Asante kwa Msaada Wako !!

Tungependa kutoa asante kubwa kwa Alexander Mitsos, mshauri wetu msaidizi, na watu wote ambao walituunga mkono katika mradi huu:

• Whitney Meriwether
• Benjamin Bangsberg
• Walter Bryan
• Radha Krishna Gorle
• Mathayo Miller
• Katharina Wilkins
• Garratt Gallagher
• Rachel Kumwambia
• Randall Heath
• Paul Shoemaker
• Bruce Bock
• Robert Davy
• Nick Bolitho
• Nick Bergeron
• Paul Kiingereza
• Alexander Mitsos
• Matt C
• William Bryce
• Nilton Lessa
• Emerson Yearwood
• Jost Jahn
• Carl Wanaume
• Nina
• Michael na Liz
• Walter Lickteig
• Andrew Heine
• Tajiri Ramsland
• Bryan Miller
• Netia McCray
• Roberto Melendez

Mkimbiaji Juu katika Mashindano ya Tech

Mkimbiaji Juu katika Changamoto ya Epilog VI