- Componentes necessários para o Arduino Solar Tracker:
- Como funciona um rastreador solar de eixo único?
- Como construir um painel solar rotativo usando Arduino:
- Diagrama de circuito e explicação:
- Rastreador solar de eixo único usando o código Arduino:
Neste artigo, faremos um painel solar de rastreamento solar usando Arduino, no qual usaremos dois LDRs (resistor dependente de luz) para detectar a luz e um servo motor para girar automaticamente o painel solar na direção da luz solar. A vantagem deste projeto é que os painéis solares sempre seguirão a luz do sol sempre estarão voltados para o sol para obter carga o tempo todo e podem fornecer o fornecimento a potência máxima. O protótipo é muito fácil de construir. Abaixo você encontrará a descrição completa de como funciona e como é feito o protótipo.
Componentes necessários para o Arduino Solar Tracker:
A seguir estão os componentes necessários para construir um sistema de rastreamento solar usando Arduino, a maioria dos componentes deve estar disponível em sua loja local.
- Servo motor (sg90)
- Painel solar
- Arduino Uno
- LDR's X 2 (resistor dependente de luz)
- 10K resistores X 2
- Bateria (6 a 12V)
Como funciona um rastreador solar de eixo único?
Neste projeto, os LDRs estão funcionando como detectores de luz. Antes de entrarmos em detalhes, teremos que entender como funciona o LDR. LDR (Light Dependent Resistor), também conhecido como foto resistor, é o dispositivo sensível à luz. Sua resistência diminui quando a luz incide sobre ele e por isso é freqüentemente utilizado em Circuito Detector de Escuro ou Claro. Verifique os vários circuitos baseados em LDR aqui.
Os dois LDRs são colocados nas duas laterais do painel solar e o servo motor é usado para girar o painel solar. O servo irá mover o painel solar em direção ao LDR cuja resistência será baixa, ou seja, em direção ao LDR em que a luz está incidindo, assim ele continuará seguindo a luz. E se houver alguma quantidade de luz incidindo sobre o LDR, o servo não girará. O servo tentará mover o painel solar na posição onde ambos os LDRs terão os mesmos meios de resistência, onde a mesma quantidade de luz cairá em ambos os resistores e se a resistência de um dos LDR mudar, ele gira em direção à resistência inferior LDR. Confira o vídeo de demonstração no final deste artigo.
Como construir um painel solar rotativo usando Arduino:
Para fazer o protótipo, você terá que seguir os passos abaixo:
Passo 1:
Primeiro, pegue um pequeno pedaço de papelão e faça um furo em uma das pontas. Vamos inserir o parafuso nele para fixá-lo com o servo mais tarde.
Passo 2:
Agora fixe dois pequenos pedaços de papelão entre si em forma de V com a ajuda de cola ou pistola quente e coloque o painel solar sobre eles.
Etapa 3:
Em seguida, prenda o lado inferior da forma de V à outra extremidade do pequeno pedaço de papelão no qual você fez um furo na primeira etapa.
Passo 4:
Agora insira o parafuso no orifício que você fez na placa de cartão e insira-o pelo orifício no servo. O parafuso vem com o servo motor quando você o compra.
Etapa 5:
Agora coloque o servo em outro pedaço de papelão. O tamanho do papelão deve ser maior o suficiente para que você possa colocar um Arduino Uno, uma placa de ensaio e uma bateria nele.
Etapa 6:
Prenda os LDRs nos dois lados do painel solar com a ajuda de cola. Certifique-se de soldar os fios com as pernas dos LDRs. Você terá que conectá-los aos resistores mais tarde.
Etapa 7:
Agora coloque o Arduino, a bateria e a placa de ensaio no papelão e faça a conexão conforme descrito no diagrama de circuito e na seção Explicação abaixo. O protótipo final é mostrado abaixo.
Diagrama de circuito e explicação:
O diagrama de circuito completo para o projeto Arduino de rastreamento solar é mostrado abaixo. Como você pode ver, o circuito é muito simples e pode ser facilmente construído com a ajuda de uma pequena placa de ensaio.
Neste Arduino Solar Panel Tracker, o Arduino é alimentado pela bateria de 9V e todas as outras partes são alimentadas pelo Arduino. A voltagem de entrada recomendada do Arduino é de 7 a 12 volts, mas você pode alimentá-lo na faixa de 6 a 20 volts, que é o limite. Tente alimentá-lo com a tensão de entrada recomendada. Então conecte o fio positivo da bateria ao Vin do Arduino e o fio negativo da bateria ao aterramento do Arduino.
Em seguida, conecte o servo ao Arduino. Conecte o fio positivo do servo aos 5V do Arduino e o fio terra ao aterramento do Arduino e então conecte o fio de sinal do Servo ao pino digital 9 do Arduino. O servo ajudará na movimentação do painel solar.
Agora conecte os LDRs ao Arduino. Conecte uma extremidade do LDR a uma extremidade do resistor de 10k e também conecte esta extremidade ao A0 do Arduino e conecte a outra extremidade desse resistor ao terra e conecte a outra extremidade do LDR ao 5V. Da mesma forma, conecte uma extremidade do segundo LDR a uma extremidade do outro resistor de 10k e também conecte essa extremidade ao A1 do Arduino e conecte a outra extremidade desse resistor ao solo e conecte a outra extremidade do LDR a 5V de Arduino.
Rastreador solar de eixo único usando o código Arduino:
O código para este rastreador de painel solar baseado em Arduino é fácil e bem explicado por comentários. Em primeiro lugar, incluiremos a biblioteca para servo motor. Em seguida, inicializaremos a variável para a posição inicial do servo motor. Depois disso, inicializaremos as variáveis para leitura dos sensores LDR e Servo.
#incluir
O comando sg90.atach (servopin) lerá o Servo do pino 9 do Arduino. A seguir, definimos os pinos LDR como pinos de entrada para que possamos ler os valores dos sensores e mover o painel solar de acordo com isso. Em seguida, configuramos o servo motor em 90 graus, que é a posição inicial do servo.
void setup () {sg90.attach (servopin); // conecta o servo no pino 9 pinMode (LDR1, INPUT); // Fazendo o pino LDR como entrada pinMode (LDR2, INPUT); sg90.write (posição_inicial); // Mova o servo com atraso de 90 graus (2000); // dando um atraso de 2 segundos}
Em seguida, leremos os valores dos LDRs e salvaremos em R1 e R2. Então faremos a diferença entre os dois LDRs para mover o servo de acordo. Se a diferença entre eles for zero, isso significa que a mesma quantidade de luz está incidindo em ambos os LDRs, portanto o painel solar não se moverá. Usamos uma variável chamada erro e seu valor é 5, o uso desta variável é que se a diferença entre os dois LDRs for menor que 5, o servo não se moverá. Se não fizermos isso, o servo continuará girando. E se a diferença for maior que o valor de erro (5), o servo irá mover o painel solar na direção do LDR, sobre o qual a luz está incidindo. Verifique o código completo e o vídeo de demonstração abaixo.
int R1 = analogRead (LDR1); // lendo o valor do LDR 1 int R2 = analogRead (LDR2); // leitura do valor do LDR 2 int diff1 = abs (R1 - R2); // Calculando a diferença entre os LDR's int diff2 = abs (R2 - R1); if ((diff1 <= erro) - (diff2 <= erro)) {// se a diferença está sob o erro, não faça nada} else {if (R1> R2) {posição_inicial = - posição_inicial; // Mova o servo em direção a 0 grau} if (R1 <R2) {posição_inicial = ++ posição_inicial; // Mova o servo em 180 graus}}
É assim que você pode construir um rastreador de painel solar simples, que se moverá automaticamente em direção à luz como um girassol. Aqui nós usamos o painel solar de baixa potência para reduzir o peso, se você está planejando usar um painel solar de alta potência ou pesado, então você precisa escolher o servo motor de acordo.