جهاز تعقب الطاقة الشمسية من الأردوينو (لتقليل الاحتباس الحراري): 3 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

مرحبًا بالجميع ، في هذا البرنامج التعليمي ، سأوضح لكم يا رفاق كيفية صنع متعقب شمسي باستخدام متحكم اردوينو. نعاني في عالم اليوم من عدد من القضايا المقلقة. واحد منهم هو تغير المناخ والاحتباس الحراري. أصبحت الحاجة إلى مصادر طاقة أنظف وأكثر اخضرارًا أكثر من أي وقت مضى. أحد هذه المصادر الخضراء للوقود هو الطاقة الشمسية. على الرغم من استخدامه على نطاق واسع في مختلف القطاعات في جميع أنحاء العالم ، إلا أن أحد سلبياته هو كفاءته المنخفضة. هناك العديد من الأسباب التي تفسر سبب عدم كفاءتها ، أحدها عدم حصولها على الحد الأقصى من شدة الضوء التي توفرها الشمس طوال النهار. وذلك لأن الشمس تتحرك مع مرور اليوم وتشرق بزوايا مختلفة على الألواح الشمسية طوال اليوم. إذا اكتشفنا طريقة لجعل اللوحة تواجه دائمًا ألمع ضوء يمكن أن تقدمه الشمس ، فيمكننا على الأقل تحقيق أقصى استفادة مما تقدمه هذه الخلايا الشمسية. أحاول حل هذه المشكلة اليوم بنموذج صغير الحجم. الحل الذي أقدمه بسيطًا وأساسيًا جدًا على أقل تقدير ، ما حاولت فعله هو أنني حاولت تحريك الألواح الشمسية جنبًا إلى جنب مع حركة الشمس. هذا يضمن أن تكون الأشعة التي تصطدم باللوحة عموديًا إلى حد ما على سطح اللوحة. يوفر هذا أقصى إنتاج من تقنيتنا الحالية. قد تفكر أيضًا "لماذا لا تقوم فقط بتدويرها باستخدام مؤقت!". حسنًا ، لا يمكننا فعل ذلك في كل مكان لأن مدة اليوم تختلف اختلافًا كبيرًا في جميع أنحاء العالم وكذلك الطقس والمناخ. تكون أيام الشتاء أقصر من تلك في الصيف ، وهذا يتسبب في عدم أداء العداد بشكل جيد. ومع ذلك ، فإن تصميم جهاز تعقب الطاقة الشمسية أحادي المحور يسمح بالتغلب على أوجه القصور هذه. قد تفكر أيضًا … "لماذا لا يكون تعقب الطاقة الشمسية ثنائي المحور إذن؟". يعد جهاز تعقب الطاقة الشمسية ثنائي المحور رائعًا لمشروع مدرسي ولكنه غير ممكن عمليًا لمزارع الطاقة الشمسية بحجم ملاعب كرة القدم. يعتبر المحور الأول حلًا عمليًا وأكثر قابلية للتطبيق لمثل هذا التطبيق. سيستغرق هذا المشروع أقل من ساعة واحدة بناء ويمكنك الحصول على جهاز تعقب الطاقة الشمسية الخاص بك جاهزًا للاستخدام. يتم أيضًا توفير الكود في نهاية التعليمات لتنزيلها. ومع ذلك ، ما زلت سأشرح كيفية عمل الكود والمشروع العام. لقد دخلت أيضًا هذا المشروع في مسابقة الروبوت على التعليمات ، إذا كنت ترغب في ذلك ، يرجى التصويت:).

دون أي مزيد من اللغط ، دعونا نجعلها.

اللوازم

ما ستحتاجه لهذا المشروع مدرج أدناه ، إذا كان لديك متاح في متناول اليد ، فهذا رائع. ولكن إذا لم تكن معك ، فسأعطي رابطًا لكل منهم.:

1. Arduino UNO R3: (الهند ، دولي)

2. Micro servo 9g: (flipkart ، Amazon.com)

3. LDR: (flipkart ، Amazon.com)

4- أسلاك التوصيل ولوح التجارب: (فليبكارت ، أمازون)

5. Arduino IDE: arduino.cc

الخطوة الأولى: الإعداد:

الآن بعد أن أصبح لدينا جميع الأجهزة والبرامج المطلوبة لصنع روبوت التتبع الشمسي الرائع الخاص بنا ، فلنقم بتجميع الإعداد. في الصورة أعلاه ، قدمت المخطط الكامل لإعداد الجهاز.

=> إعداد LDRs:

بادئ ذي بدء ، نحن بحاجة إلى فهم كيفية عمل مصدر الضوء لدينا في مساره على مدار اليوم. عادة ما تذهب الشمس من الشرق إلى الغرب ، لذلك نحتاج إلى ترتيب LDRs في سطر واحد مع تباعد كاف بينهما. للحصول على جهاز تعقب شمسي أكثر فاعلية ، أود أن أقترح عليك وضع LDRs بزاوية ما بينهما. على سبيل المثال ، لقد استخدمت 3 LDRs لذا سأضطر إلى ترتيبها بحيث يتم تقسيم الزاوية 180 درجة بينهما إلى 3 أقسام متساوية ، وهذا سيساعدني في الحصول على إحساس أكثر دقة لاتجاه مصدر الضوء.

كيف يعمل LDR هو أنه في الأساس مقاوم يحتوي جسمه على مادة شبه موصلة بداخله. لذلك ، عندما يسقط الضوء عليه ، يتم إطلاق إلكترونات إضافية بواسطة أشباه الموصلات مما يؤدي بشكل فعال إلى انخفاض مقاومته.

سنقوم بتعيين الجهد عند التقاطع إذا كان LDR والمقاوم لرؤية ارتفاع وانخفاض الجهد عند تلك النقطة. إذا انخفض الجهد ، فهذا يعني أن شدة الضوء قد انخفضت عند هذا المقاوم المعين. لذلك ، سوف نواجه ذلك بالابتعاد عن هذا الموضع إلى الموضع الذي تكون فيه شدة الضوء أعلى (الجهد الذي يكون مفترقه أعلى).

=> إعداد محرك سيرفو:

محرك السيرفو هو في الأساس محرك يمكنك تخصيص زاوية له. الآن عند إعداد المؤازرة ، يجب أن تضع عاملًا في الاعتبار ، فأنت بحاجة إلى محاذاة قرن المؤازرة بحيث يتوافق وضع 90 درجة مع كونه موازيًا للمستوى الذي يتم الاحتفاظ به.

=> توصيله:

قم بتوصيل الإعداد وفقًا للرسم التخطيطي الموضح أعلاه.

الخطوة الثانية: كتابة الكود:

قم بتوصيل اردوينو بالكمبيوتر باستخدام كابل USB وافتح اردوينو IDE.

افتح الكود المقدم في هذا الدليل.

اذهب إلى قائمة الأدوات وحدد اللوحة التي تستخدمها ، أي UNO

حدد المنفذ الذي يتصل به اردوينو.

قم بتحميل البرنامج على لوحة اردوينو.

ملاحظة: يجب أن تتذكر أنني قمت بمعايرة القراءات وفقًا للظروف داخل غرفتي. قد تكون لك مختلفة عن لي. لذلك لا داعي للذعر وافتح الشاشة التسلسلية التي يتم عرضها في الزاوية اليمنى العليا من شاشة IDE. ستظهر لك قيم متعددة أثناء التمرير على الشاشة ، خذ مجموعة من 3 قيم متتالية وقم بمعايرة القراءات وفقًا لها.

الخطوة الثالثة: اختبارها

الآن مع كل الجهود التي بذلتها في مشروعنا الصغير هذا. حان الوقت لاختباره.

انطلق وأظهر للجميع ما صنعته واستمتع به.

إذا كانت لديك أي شكوك / اقتراحات بخصوص هذا المشروع ، فلا تتردد في الاتصال بي على موقع الويب الخاص بي