Dual Axis Tracker V2.0: 15 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

2015 yılında, eğlenceli bir öğrenci veya hobi projesi olarak kullanılmak üzere Basit Çift Eksenli İzleyici tasarladık. Küçük, gürültülü, biraz karmaşıktı ve çok sayıda gerçekten garip topluluk yorumlarını kışkırttı. Bununla birlikte, üç buçuk yıl sonra, dünyanın her yerinden kendilerininkini kurmak isteyen insanlardan hala e-postalar ve telefonlar alıyoruz.

Orijinal proje gönderimizin, youtube videosunun ve sattığımız kitlerin başarısı nedeniyle, çok çeşitli kullanıcılardan çok çeşitli geri bildirimler aldık. Çoğu iyi, bazıları can sıkıcı ve birçoğu "bu şeyi kablolamak gerçekten çok karmaşık, bu yüzden lütfen çözmek için bizimle bir saat telefonda geçirin" çizgisindeydi. Bunu akılda tutarak, projeyi çok daha akıcı ve kolay bir faaliyet haline getirmek için sıfırdan yeniden tasarlamak için birkaç ay harcadık.

Bu yazıda güncellemelerimiz, güneş takip cihazlarının nasıl çalıştığı, bir parça listesi, Açık Kaynak donanımımıza bağlantılar, Açık Kaynak kodu ve bunların çoğunu nereden satın alabileceğinize ilişkin bağlantılar hakkında bilgiler bulacaksınız.

Tam Açıklama: Bu projeyi ve tüm parçalarını eğitim seti olarak satıyoruz. Bu projeyi yapmak için bizden bir şey satın almanıza gerek yok. Aslında tüm kaynaklarımızı kendi PCB'lerinizi oluşturmak için kullanabilir, yerel bir Maker Space veya Üniversitede kendi ahşabınızı lazerle kesebilir veya hatta kendi harika eserinizi yaratmak için bir sürü karton ve sıcak tutkal kullanabilirsiniz. Bu, baştan sona bir Açık Kaynak projesidir.

Give Aways: 2019'da yeni bir şey deniyoruz. Bazı ücretsiz parçalar kazanma şansı için bizi talimatlarda, facebookta, Instagram'da ve veya youtube'da takip edin (yalnızca ABD'de ikamet edenler). Bu proje için gönderilerimizi ve videolarımızı beğenin ve yorum yapın, önümüzdeki ay bazı kazananları seçeceğiz. Birkaç parti PCB ve birkaç kit vereceğiz.

Adım 1: Neden Güneş İzleyiciler?

Güneş Panelleri her yerde. Ucuzdurlar, kolayca bulunurlar ve kullanımı çok kolaydır. Tüm youtube ve DIY web sitelerinde bulunan on binlerce küçük ölçekli güneş paneli projesi var.

Güneş Grubu Satın Almalarının yaygınlaşması ve devlet teşvikleri sayesinde çoğu insan muhtemelen mahallelerinde birkaç büyük ölçekli güneş enerjisi kurulumuna sahiptir. Bu kurulumların büyük çoğunluğunda güneş panelleri, 45 derece Güney'i (Kuzey Yarımküre'deyken) gösteren bir binanın çatısına sabitlenir. Sabit güneş enerjisi kurulumları, çok az bakım ve bakım gerektirdiğinden, bir eve veya binaya güç sağlamanın en basit yoludur. Bizimle iletişime geçen kişilere sık sık, eviniz için bir güneş takip cihazı YAPMAMANIN, bunun yerine dizinize daha fazla güneş paneli eklemenin çok daha uygun maliyetli olduğunu söylüyoruz.

Ancak tek bir panelden enerji toplamanın en verimli yolu güneş takip cihazı kullanmaktır. Bu, güneş panelinin tüm gün boyunca optimum konumda olmasını sağlar ve bu da enerji üretimini %20'nin üzerinde artırır. Bu tür bir sistem, çok fazla düz çatı alanına sahip olmayan binalar veya tesisler veya güneş enerjisinin tutarsız olduğu durumlar için mükemmeldir.

Hem X hem de Y ekseninde hareket eden bir Active Solar Tracker'ı tanıtacağız. Bu tür bir sistem, güneş panelini doğru konumda tutmak için bir mikro denetleyici veya iyi tasarlanmış bir analog devre ve sensörler kullanır. Bu, sınıfta bir el feneri kullanarak gösterebileceğiniz gerçekten şık bir demo olsa da, aynı zamanda çok fazla güç kullanır ve birçok hareketli parçaya sahiptir.

Tarihe Dayalı İzleyici veya Zamanlanmış İzleyici, güneşin hareketi %100 tahmin edilebilir olduğundan, her gün belirli bir yolu izlemek için tarih ve saat bilgilerini kullanır. Bunun bir örneği, Instructable user pdaniel7'nin projesidir ve güneşi çok verimli bir şekilde takip etmek için yeni bir tasarımda iki servo kullanır. Bu tür tasarımın anahtarı, yazılımın tam konumunuz için en verimli olacak şekilde ayarlandığından emin olmaktır.

Kişi Tarafından Desteklenen İzleyici, insanlar tarafından desteklenen bir izcidir. Bu, bir kişinin yılda birkaç kez güneş panellerinin açısını değiştirmesi kadar basit bir şeyden, her sabah sıfırlanan ağırlıklı bir kasnağa bağlı dönen bir platform üzerine bir panel yerleştirmeye kadar değişebilir. Örneğin tanıdığımız yerel bir çiftçinin bahçesinde PVC borulara monte edilmiş birkaç güneş paneli var. Her ay pozisyonunu ve açısını biraz değiştirdi. Çok basit ve sisteminden birkaç amper daha enerji kazanmasına yardımcı oluyor.

2. Adım: Orijinal Tasarıma Yükseltmeler

Orijinal versiyonumuz elektronikten çok fiziksel mekanikle ilgiliydi ve bu onun en büyük düşüşü oldu. Bu projeyi yeniden tasarlamaya başladığımızda, hedef kitlemiz öğrenci olduğu için kablolama sistemimizi bir 'tel demeti' yaklaşımından kolay bir 'tak ve çalıştır' yaklaşımına değiştirmeye karar verdik.

Yaptığımız ilk şey, servoları ve sensörleri takmak için özel bir Arduino Kalkanı oluşturmaktı. Orijinal tasarım, Servolar için iyi çalışan ancak Sensörler için iyi olmayan genel bir Arduino Sensör Kalkanı kullandı. Kalkanımız genel olarak özel bir şey değil ve tasarımın açık ara en basit yönüydü. (Ayrıca basit bir sensör ve servo takmamız gereken diğer projeler için de kullandık.)

Sensörleri yerinde tutmak için ahşaba kolayca vidalanabilen çok basit bir sensör tutucu tasarladık. Bir dizi pin başlığı daha sonra sensör PCB'sini korumaya dişi jumperlarla bağlamamıza izin verdi. Bu kurulumda sorun giderme, orijinal 'tel demetimiz' veya bir devre tahtasından çok daha kolaydır.

Son olarak tasarımımızı gözden geçirdik ve ağırlığı azaltmak için ahşabın bir kısmını çeyrek inçten sekizinci inç'e değiştirdik. 9G Servoları ile ilgili sorunları olan insanların daha az ağırlık yaktıklarına dair hiçbir rapor almamış olsak da, daha iyi hareket ediyorlardı. Bu, aynı zamanda, uluslararası olarak çok sayıda kit gönderme eğiliminde olduğumuzdan, bizim için maliyet ve nakliye ağırlıklarını da azalttı.

Adım 3: Gerekli Parçalar

Bu projeyi oluşturmak için aşağıdaki öğelere ihtiyacınız olacak:

Aletler:

• Tornavidalar
• Bilgisayar
• Parçaları kendiniz kesiyorsanız Lazer Kesici veya CNC Router

Elektronik:

• Arduino Uno
• Solar Tracker Shield (Pin Başlıkları ve 10.000 ohm Dirençler)
• Sensör Tutucu PCB (Pin Başlıkları ve Işık Algılama Dirençleri)
• Dişi - Dişi Jumper Kabloları
• 2 x 9G Boyutlu Metal Dişli Servolar

Donanım:

• Lazer Kesim veya CNC Ahşap Parçalar
• Yaklaşık 14-16 mm uzunluğunda 4 x M3 Vida + Somun
• 1/4 inç uzunluğunda 4 x Boyut 2 Ahşap Vida veya benzer uzunlukta bazı M1 Vidalar
• 1/2 inç uzunluğunda 21 x 8-32 Vida
• 3/4 inçte 1 x 8-32
• 1 x 8-32 2,5 inç uzunluğunda vida ve isteğe bağlı bir somun
• 24 x 8-32 Kuruyemiş
• 4 x Lastik Ayak

İsteğe bağlı:

• Güneş Pili (6V 200mA kullandığımız şey)
• LED Volt Metre
• İkisini birbirine bağlamak için tel

Bu parçaların çoğunu bulmak oldukça kolaydır. Kendi PCB'lerinizi yaptırmak istiyorsanız, bunu OSHPark.com veya diğer PCB servisleri aracılığıyla yapabilirsiniz. Sağladıkları ekstra tork için Metal Gear 9G Servoları aldığınızdan emin olun.

Son olarak, aslında bunun için her şeyi içeren bir kit yapıp satıyoruz. Ayrıca çok sayıda seçenek talebi aldığımız için sadece ahşap parçaları ve sadece elektronikleri satıyoruz. Kitlerimiz zaten lehimlenmiştir, bu projeyi oluşturmak için ihtiyacınız olan tüm parçaları içerir ve müşteri desteği sağlarız.

Aaaaaaaaaa ve insanlardan bir sürü öfkeli tuhaf yorumlar almaya başlamadan önce, bu %100 Açık Kaynaklı bir proje. Talimatlarımızı kullanarak kendinizinkini yapmaktan çekinmeyin.

Adım 4: PCB'lerin Hazırlanması

Kitlerimizi veya parçalarımızı kullanıyorsanız, iki PCB sizin için zaten lehimlenmiş olacaktır.

Kendinizinkini oluşturmak istiyorsanız GitHub Repo'muzda PCB dosyalarımızı bulabilir ve ardından bazı PCB'leri oluşturmak için OSHPark gibi bir hizmet kullanabilirsiniz. Ayrıca panoları doldurmak için 10.000 Ohm Dirençlere, Pin Başlıklarına ve Işık Algılama Dirençlerine ihtiyacınız olacak.

Genel olarak bu, delik lehimleme yoluyla oldukça kolaydır. Sonunda uygun uçlu bir havya kullandığınızdan emin olun.

Kalkan Lehimleme: Servo ve Sensör Pin Başlıklarını Yukarı bakacak şekilde ve Arduino bağlantı pin başlıklarını aşağı bakacak şekilde lehimleyin.

Sensör Lehimleme: Işık Algılama Dirençleri Yukarı bakar, Pin Başlıkları aşağı bakar.

Ayrıca Arduino Nano kullanan bir PCB'miz var, ancak test edilmedi. Birisi bunlardan birini yaparsa, onu çalışırken görmek isteriz!

Adım 5: Ahşap Parçaların Hazırlanması

Parçaları kesmeyi bizim için çok kolaylaştıran atölyemizde hem Lazer Kesici hem de CNC Router olduğu için şanslıyız. Çoğu insanın yerel Maker Space, Üniversite veya Kütüphanelerinde bir makine araması gerekecektir. Herhangi bir masaüstü lazer kesici veya CNC yönlendirici, kullandığımız 1/8 ve 1/4 inç ahşabı işleyebilir. Bu projeyi elle kesilmiş Köpük Pano veya Karton ile başarıyla inşa eden birkaç öğrenci grubumuz oldu.

Kullanmanızı tavsiye etmediğimiz bir şey Akriliktir. İki Servoyu alt edebilecek çok ağır ve yoğun.

Vektör çizgili PDF'ler GitHub Repo'muzda kolayca bulunabilir. Bunları tercih ettiğiniz lazer kesici yazılımına, inkscape'e veya diğer çizim yazılımlarına atın. Dosyalarımızda hem KESME hem de ETCHING satırları olduğunu lütfen unutmayın.

Bu projeyi basitleştirmek istiyorsanız, güneş pili platformunu kontrol eden Y Servo'yu ortadan kaldırmayı deneyebilir ve ardından Y Eksenini manuel olarak ayarlayabilirsiniz. Bu onu oldukça şık bir Tek Eksenli İzleyiciye dönüştürür.

SADECE lazerle kesilmiş ahşap parçalar için çok fazla talebimiz var. Bunları web sitemizde bir seçenek olarak satıyoruz ve tüm uygun vidaları da gönderdiğinizden emin oluyoruz.

Adım 6: X Servoyu, Bacakları ve Tabanı Takın

Not: Bu projeyi bir araya getirmenin pek çok yolu vardır ve onu inşa etme sırası gerçekten önemli değildir. Bazı çizgi sanatı stili yönergelerini görmek isterseniz, bunu web sitemizdeki yönergelerle yapabilirsiniz.

İnşa ederken ilk adım, servolardan birini Circle Servo Mount'a takmaktır.

Servonuzla birlikte gelen vidaları kullanın ve tahta parçanın altına takın. Bu, üzerinde gravür OLMAYAN taraftır.

Ardından dört Ayağı bir adet 8-32 Vida ve somun ile takın. Onları tamamen vidalamayın, biraz hareket alanı bırakın.

Son olarak dört ayağı, dört adet daha 8-32 Vida ve Somun ile büyük ahşap Proje Taban parçasına bağlayın. Sabitledikten sonra, Daire Servo Bağlantısındaki diğer dört vidayı sıkın.

Bu aynı zamanda Project Base ahşap parçanızın altına lastik ayaklar koymak için de iyi bir zaman olabilir, böylece vidalar masanızı çizmez.

7. Adım: Y Servoyu Takın ve Merkezi Oluşturun

Merkez parçalarını oluşturmak için yukarıdaki diyagramı kullanın.

Birlikte gelen vidaları kullanarak servoyu takın. Tahta parçanın hangi tarafını kullandığınız önemli değil, sadece servo gövdesi içeriye dönük.

Ardından, iki uzun Dikdörtgen Parçayı ve iki Uzun Vida Kılavuz parçasını gevşek bir şekilde bağlayın.

Adım 8: Servo Kornaları Takın

Not: Bu, bu yapının açık ara en sinir bozucu kısmıdır. Servo kornayı kırarsanız endişelenmeyin, fazladan bir sebebiniz var.

Servonuzla birlikte gelen X şekilli Servo Kornalardan birini büyük Merkez Daire parçasına takın. Üzerine aşındırma yapılmayan taraf olan alt tarafa vidalayacaksınız. Bunu yapmak için 2 numaralı küçük ahşap vidalardan ikisini kullanın.

Aynı şeyi başka bir Servo Korna kullanarak iki Üçgen Kanattan biriyle yapın.

Adım 9: Merkezi ve Üssü Bağlayın, X Servoyu Yuvaya Taşıyın

Korna taktığınız Merkez Daire parçasını bağlayın ve daha önceki Y Servo Merkez parçalarına bağlayın. Parçaları birleştirin ve bir arada tutmak için dört adet 8-32 Vida ve somun kullanın.

Ardından, bağlantı noktanız olarak Servo kornayı kullanarak Tabanın üzerine yerleştirin. Henüz yerine vidalamayın.

X Servo'yu Hedefleme

Şimdi servonuza bağlı olan servo kornayı kullanarak servoyu saat yönünde döndürün. (Ayrıca bunun için üzerinde kalan Servo Kornalarınızdan birini de kullanabilirsiniz.)

Merkezi kaldırın ve saat yönünün tersine en uzak olacak şekilde yerleştirin. Referans noktası olarak Proje Tabanının köşesini kullanın.

Son olarak, kornayı servoya vidalamak için servonuzla birlikte gelen çok küçük vidayı kullanın. Mümkünse, manyetik uçlu bir tornavidaya sahip olmanıza yardımcı olur.

Adım 10: Yüzü Oluşturun, Y Servoyu Yuvalayın ve Her Şeyi Bağlayın

İlk olarak, bir yarım inç (veya 3/4 inç) 8-32 Somun ve Vida kullanarak Sensör PCB'sini Ön Plakaya vidalayın. Ardından iki bölücüyü daha fazla 8-32 Vida kullanarak etrafına takın.

Ardından, iki Üçgen Kanadı Ön Plakaya vidalayın.

Servo Kornaya sahip Kanadın, Y Eksen Servo'nuzun bulunduğu yerle eşleştiğinden emin olun.

Servoyu Yönlendirmek

Aynı şeyi burada da yapıyoruz. Bir servo korna kullanarak Servoyu Saat Yönünde sonuna kadar çevirin.

Ardından, Ön Plakayı neredeyse dikey olacak ve diğer ahşap parçalara çarpmayacak şekilde takın.

Her Şeyi Bağlamak

2.5 İnç Vida, büyük lazer kesim deliği aracılığıyla Ön Yüz Plakasının bir tarafını Merkeze bağlar.

Ardından kornayı Y Ekseni Servo'ya vidalamak için diğer çok küçük servo vidayı kullanın.

Adım 11: Arduino'yu Takın ve Kabloları Bağlayın

Son olarak, Arduino'muzu bazı M3 Vida ve Somunları kullanarak Taban Plakasına vidalamamız gerekiyor. Genelde sadece iki vida kullanırız, ancak dördü için delikler ekledik. Ardından Kalkanı Arduino'ya takın.

Servoları Kalkana takın. Yatay Servoyu X Ekseni bağlantısına ve Dikey Servoyu Y Ekseni Bağlantısına bağladığınızdan emin olun.

Sensör PCB ve Shield arasındaki beş bağlantıyı eşleştirin, ikisi de etiketlidir. Dört kabloyu da bağlayın.

Not: Sorun yaşayacaksanız, bunun nedeni bir şeyleri yanlış bağlamış olmanızdır. Şüphe duyduğunuzda, sensör kablolarını iki kez kontrol edin ve servolarınızın doğru noktada olduğunu iki kez kontrol edin.

Adım 12: Kodu Yükleyin

Kodumuz oldukça basit. Dört Işık Algılama Direncinin her birine çarpan ışığı karşılaştırır ve onları eşit hale getirmeye çalışır. Bu aynı zamanda işleri yapmanın çok verimsiz bir yoludur ve bu, daha büyük projeler için hiçbir şekilde iyi olmaz. Bu kodun en büyük avantajı, izlemenin ilginç olmasıdır. İzleyici bir el fenerini çok kolay takip edecektir. En büyük dezavantajı, özellikle doğru olmaması ve tüm gün güneşte bırakırsanız çok sık hareket etmeyecek olmasıdır. Kodu daha hassas hale getirmek için ince ayar yapabilirsiniz, ancak bu çok fazla deneme yanılmadır.

Kendi kodunuzu yazmak veya farklı bir şey denemek istiyorsanız, harika! Yorumlarda bir bağlantı paylaştığınızdan emin olun.

Resmi Arduino yazılımını kullanarak bu kodu Arduino'ya yükleyin.

Servolarınız ve sensörleriniz takılıysa, 'Ev' konumuna sarsıldığını göreceksiniz, bir saniye duraklayın ve sonra tekrar hareket edin.

Adım 13: Sık Sorulan Sorular ve Cevaplar

İnsanların bizi aradığı Ortak Sorunlar.

S1) Güneşte ve çalışmıyor! Ne bir soygun

A1) Bir USB güç kaynağına takılı mı? İzleyici kendi kendine güç vermiyor ve tamamen Arduino'ya giden USB kablosundan çalıştırılıyor.

S2) Kafa şiddetle diğer kısımlara veya vücuda vuruyor

A2) Servoları tekrar 'yerleştirmeniz' gerekir. Servo limitlerini vermemiz gerekiyor. (Bu aynı zamanda kodda da yapılabilir)

S3) Çok fazla hareket etmiyor, bunu nasıl değiştirebilirim?

A3) Düşük ışıklı bir odada bir el feneri kullanmayı deneyin. Dışarıda güneş ışığı altındayken bunalmış olabilir.

S4) Arduino'm yüklenmiyor. Neyi yanlış yapıyorum?

A4) Arduino'nuz için sürücülerin kurulu olduğundan emin olun, pano listesinden Arduino Uno'yu seçtiğinizden emin olun, doğru iletişim portunu seçtiğinizden emin olun.

S4) Bu tam bir soygun! Bir kit için bu kadar para almaya nasıl cüret edersin! Siz berbatsınız

A4) Bu bir soru olmasa da bu anlayışlı yorum için teşekkürler, buraya YouTube'dan mı geldiniz? Evet, bir kit versiyonu için ücret alıyoruz, ancak size ihtiyacınız olan tüm bileşenleri veriyoruz ve sizin için gerçek, canlı, müşteri desteği sağlıyoruz. Bizden satın almak istemiyorsanız, Açık Kaynak Dosyalarımız ve bu talimat kılavuzu ile kendiniz yapın.

Adım 14: Süslemeler

Bu projenin Kit versiyonunu yaptığımızda, 6V 200mA güneş pilinin yanı sıra ucuz bir LED Volt Metre de dahil ediyoruz. Bu küçük güneş pili pek bir şey yapmayacak ama ondan bazı veriler elde edebilirsiniz.

Güneş pilini genellikle cırt cırt veya köpük bant kullanarak Yüze tutturuyoruz. Bu projeye teknik olarak dev bir güneş paneli ekleyebilmenize rağmen, onu anında ezeceğinizi lütfen unutmayın. Bir güneş pilinin çok büyük olması da Servolara ekstra yük getirir. (Daha büyük izleyiciler, dişli bir step motor kullanmak isteyecektir.)

Lazer kesim dosyalarımızda, iki adet daha 8-32 Vida kullanılarak Tabana takılabilen LED Volt Metre için basit bir tutucu bulacaksınız. Volt Metreyi güneş piline bağlamak için tel somunlar kullanıyoruz. Bu tür Volt Metreler, kaynakları, bu durumda güneş pili tarafından çalıştırılır. Siyah kablo Negatif'e, Kırmızı ve Beyaz kablo Pozitif'e.

Adım 15: Keyfini çıkarın

Bu güncellemenin birçok insana yardımcı olacağını ve daha fazla insanın masaüstü güneş takip cihazı oluşturmaya ilgi duymasını sağlayacağını umuyoruz. Sorularınız, yorumlarınız varsa veya kendinizinkini oluşturursanız, lütfen aşağıya bir yorum gönderin. İnsanların ne tür eğlenceli varyasyonlar bulduğunu görmeyi seviyoruz.

Parçalarımızdan veya sarf malzemelerimizden herhangi biriyle ilgileniyorsanız, bunları BrownDogGadgets.com'dan alın. Ve defalarca söylediğimiz gibi, bu bir Açık Kaynak projesidir, bu yüzden kendi parçalarınızı ve malzemelerinizi istediğiniz kadar kullanmaktan çekinmeyin.