Dual Axis Tracker V2.0: 15 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

In 2015 het ons 'n eenvoudige dubbele as -spoorsnyer ontwerp vir gebruik as 'n prettige student- of stokperdjieprojek. Dit was klein, raserig, 'n bietjie ingewikkeld en het baie eienaardige kommentaar van die gemeenskap veroorsaak. Dit gesê, drie en 'n half jaar later kry ons steeds e -pos en telefoonoproepe van mense oor die hele wêreld wat hul eie wil bou.

Weens die sukses van ons oorspronklike projek, YouTube -video en die stelle wat ons verkoop, het ons 'n wye verskeidenheid terugvoer ontvang van 'n wye verskeidenheid gebruikers. Die meeste daarvan is goed, sommige irriterend, en 'n hele paar wat in die rigting van 'bedrading van hierdie ding' was, is regtig ingewikkeld, so spandeer asseblief 'n uur met ons om dit uit te vind. Met dit in gedagte het ons 'n paar maande lank die projek van nuuts af herontwerp om dit 'n baie meer vaartbelynde en maklike aktiwiteit te maak.

In hierdie opstel vind u inligting oor ons opgraderings, hoe sonopsporers werk, 'n onderdele -lys, skakels na ons Open Source -hardeware, Open Source -kode en skakels na waar u baie van hierdie dinge kan koop.

Volle onthulling: Ons verkoop hierdie projek en al die onderdele as 'n opvoedkundige stel. U hoef niks van ons te koop om hierdie projek te maak nie. In werklikheid kan u al ons hulpbronne gebruik om u eie PCB's op te maak, u eie hout by 'n plaaslike Maker Space of Universiteit te lasersny, of selfs 'n klomp karton en warm gom te gebruik om u eie wonderlike skepping te skep. Dit is deur en deur 'n Open Source -projek.

Give Aways: Ons probeer iets nuuts in 2019. Volg ons op instruksies, facebook, Instagram en of youtube vir 'n kans om 'n paar gratis onderdele te wen (slegs Amerikaanse inwoners). Net soos en kommentaar lewer op ons plasings en video's vir hierdie projek, en ons sal 'n paar wenners in die komende maand kies. Ons gee 'n paar bondels PCB's en 'n paar kits weg.

Stap 1: Waarom sonspoorsnyers?

Sonpanele is oral. Hulle is goedkoop, geredelik beskikbaar en baie maklik om te gebruik. Daar is tienduisende klein skaalpaneelprojekte op youtube en selfdoenwebwerwe.

Die meeste mense het waarskynlik 'n paar grootskaalse sonopstellings in hul omgewing danksy die verspreiding van Solar Group Buys en regeringsaansporings. In die oorgrote meerderheid van hierdie installasies word sonpanele op die dak van 'n gebou vasgemaak wat 45 grade suid wys (in die noordelike halfrond). Vaste sonopstellings is verreweg die eenvoudigste manier om 'n huis of gebou aan te dryf, aangesien dit baie min onderhoud en onderhoud benodig. Ons vertel gereeld vir mense wat ons kontak dat dit baie meer kostedoeltreffend is om NIE 'n sonopsporing vir u huis te bou nie, maar net meer sonpanele by u stelsel te voeg.

Die doeltreffendste manier om energie uit 'n enkele paneel te versamel, is egter deur 'n sonopsporing. Hierdeur kan die sonpaneel die hele dag in die optimale posisie wees, wat die opwekking van energie met meer as 20%verhoog. Hierdie soort stelsel is ideaal vir geboue of fasiliteite wat nie baie plat dakruimte het nie of situasies waarin sonenergie teenstrydig is.

Ons gaan 'n Active Solar Tracker demonstreer wat op beide die X- en Y -as beweeg. Hierdie soort stelsel gebruik 'n mikrobeheerder, of goed ontwerpte analoogkring, en sensors om die sonpaneel in die regte posisie te hou. Alhoewel dit 'n baie goeie demo is wat u met 'n flitslig in die klas kan pronk, gebruik dit baie krag en bevat dit baie bewegende dele.

'N Datumgebaseerde spoorsnyer of geskeduleerde spoorsnyer gebruik datum- en tydinligting om elke dag 'n vasgestelde pad te volg, aangesien die beweging van die son 100% voorspelbaar is. Een voorbeeld hiervan is die projek van Instructable user pdaniel7 en dit gebruik twee servo's in 'n nuwe ontwerp om die son baie doeltreffend op te spoor. Die sleutel tot hierdie tipe ontwerp is om seker te maak dat die sagteware die doeltreffendste vir u presiese ligging is.

'N Persoon -aangedrewe spoorsnyer is een wat deur mense aangedryf word. Dit kan wissel van iets so eenvoudig soos iemand wat die hoek van hul sonpanele 'n paar keer per jaar verander, tot 'n paneel op 'n roterende platform sit wat aan 'n geweegde katrol vasgemaak word wat elke oggend herstel word. Byvoorbeeld, 'n plaaslike boer wat ons ken, het verskeie sonpanele op PVC -pype in sy erf gemonteer. Elke maand het hy die posisie en hoek daarvan effens verander. Dit is baie eenvoudig en help hom om nog 'n paar ampère energie uit sy stelsel te kry.

Stap 2: Opgraderings na die oorspronklike ontwerp

Ons oorspronklike weergawe was meer gemoeid met fisiese meganika as oor elektronika, en dit was die grootste ondergang. Toe ons begin om hierdie projek te herontwerp, het ons besluit om ons bedrading te verander van 'n 'bondel drade' na 'n maklike 'plug and play' benadering, aangesien ons gehoor geneig was om studente te wees.

Die eerste ding wat ons gedoen het, was om 'n pasgemaakte Arduino Shield te skep om die servo's en sensors aan te sluit. Die oorspronklike ontwerp het 'n generiese Arduino Sensor Shield gebruik wat goed vir die Servo's gewerk het, maar nie goed vir die sensors nie. Ons skild is in die algemeen niks besonders nie en dit was verreweg die eenvoudigste aspek om te ontwerp. (Ons het dit ook gebruik vir ander projekte waar ons 'n eenvoudige sensor en 'n servo moes aansluit.)

Om die sensors op hul plek te hou, het ons 'n baie eenvoudige sensorhouer ontwerp wat maklik aan die hout vasgemaak kan word. Met 'n stel penkoppe kon ons die sensor -PCB met vroulike springers aan die skild koppel. Probleme met hierdie opstelling is baie makliker as ons oorspronklike 'bondel drade' of 'n broodbord.

Laastens het ons ons ontwerp nagegaan en heelwat van die hout verander van 'n kwart duim na 'n agtste duim om die gewig te verminder. Alhoewel ons nooit berigte gehad het dat mense probleme ondervind met hul 9G -servo's nie, hoe minder gewig hulle beweeg, hoe beter. Dit verminder ook die koste en die gewig van ons, aangesien ons geneig is om baie kits internasionaal te stuur.

Stap 3: Onderdele benodig

Om hierdie projek te bou, benodig u die volgende items:

Gereedskap:

• Skroewedraaiers
• Rekenaar
• Lasersnyer of CNC -router as u die dele self uitsny

Elektronika:

• Arduino Uno
• Sonopsporingskerm (penkoppe en 10 000 ohm weerstande)
• Sensorhouer PCB (speldopskrifte en weerstande vir ligopsporing)
• Jumper kabels van vrou tot vrou
• 2 x 9G -grootte servos van metaaltoerusting

Hardeware:

• Lasersnit of CNC houtonderdele
• 4 x M3-skroewe + moere van ongeveer 14-16 mm lank
• 4 x houtskroewe van grootte 2 met 'n lengte van 1/4 duim, of 'n paar M1 -skroewe van soortgelyke lengte
• 21 x 8-32 skroewe met 'n lengte van 1/2 duim
• 1 x 8-32 by 3/4 duim
• 1 x 8-32 Skroef 2,5 cm lank en 'n opsionele moer
• 24 x 8-32 Neute
• 4 x rubbervoete

Opsioneel:

• Sonsel (6V 200mA is wat ons gebruik)
• LED volt meter
• Verbind die twee met mekaar

Die meeste van hierdie dele is redelik maklik om te vind. As u u eie PCB's wil opmaak, kan u dit doen via OSHPark.com of ander PCB -dienste. Maak seker dat u Metal Gear 9G -servo's kry vir die ekstra wringkrag wat hulle bied.

Laastens maak en verkoop ons 'n kit wat alles bevat. Ons verkoop ook net die houtonderdele en net die elektronika, aangesien ons baie versoeke vir opsie ontvang het. Ons kits is reeds gesoldeer, bevat al die onderdele wat u nodig het om hierdie projek te bou, en ons bied kliëntediens.

Aaaaaaaaaaand voordat ons baie kwaai, vreemde opmerkings van mense begin kry, is dit 'n 100% open source -projek. Maak gerus u eie volgens ons aanwysings.

Stap 4: Voorbereiding van die PCB's

As u ons kits of onderdele gebruik, word die twee PCB's reeds vir u gesoldeer.

As u self wil opmaak, kan u ons PCB -lêers op ons GitHub Repo vind en dan 'n diens soos OSHPark gebruik om PCB's op te stel. U benodig ook ongeveer 10 000 Ohm -weerstande, penkoppe en weerstande vir ligopsporing om die planke te vul.

Oor die algemeen is dit redelik maklik om deur gate te soldeer. Gebruik 'n soldeerbout met 'n gepaste punt aan die einde.

Skild soldeer: soldeer die servo- en sensorpenkoppe na bo en die Arduino -koppelpennetjies na onder.

Sensorsoldeer: Weerstands wat lig opspoor, gesigspelde na onder.

Ons het ook 'n PCB wat 'n Arduino Nano gebruik, maar dit is ongetoets. As iemand een hiervan maak, sal ons dit graag in aksie wil sien!

Stap 5: Berei die houtonderdele voor

Ons is gelukkig om beide 'n lasersnyer en 'n CNC -router in ons werkswinkel te hê, wat dit vir ons baie maklik maak om dele uit te sny. Die meeste mense sal 'n masjien by hul plaaslike Maker Space, Universiteit of biblioteek moet soek. Enige lessenaarlasersnyer of CNC -router kan die 1/8 en 1/4 duim hout wat ons gebruik, hanteer. Ons het verskeie studentegroepe hierdie projek suksesvol laat bou met handgesnyde skuimbord of karton.

Een ding wat ons NIE aanbeveel nie, is akriel. Dit is baie swaar en dig, wat die twee servo's kan oorweldig.

PDF's met vektorlyne kan maklik gevind word op ons GitHub Repo. Gooi dit in u lasersnyersagteware, inkscape of ander tekenprogrammatuur wat u verkies. Let asseblief daarop dat ons beide CUT -reëls en ETS -reëls in ons lêers het.

As u hierdie projek wil vereenvoudig, kan u probeer om die Y Servo wat die sonkragplatform beheer, uit te skakel en dan die Y -as handmatig aan te pas. Dit sou dit 'n baie eenvoudige enkelspoorsnyer maak.

Ons het baie versoeke vir NET die lasergesnyde houtonderdele. Ons verkoop dit wel as 'n opsie op ons webwerf en stuur ook die nodige skroewe saam.

Stap 6: Bevestig die X Servo, bene en basis

Opmerking: daar is baie maniere om hierdie projek saam te stel, en die volgorde waarin u dit bou, maak nie regtig saak nie. As u 'n paar aanwysings in die lynkunsstyl wil sien, kan u dit doen met die aanwysings op ons webwerf.

By die bou is die eerste stap om een van die servo's aan die Circle Servo Mount te koppel.

Gebruik die skroewe wat by u servo kom en heg dit aan die onderkant van die houtstuk vas. Dit is die kant sonder om daarop te ets.

Maak dan die vier bene vas met een 8-32 skroewe en moere. Moet dit nie heeltemal inskakel nie, laat 'n bietjie ruimte.

Verbind laastens die vier bene met die groot hout Project Base-stuk met nog vier 8-32 skroewe en moere. Draai die ander vier skroewe op die Circle Servo Mount vas sodra hulle vas is.

Dit is ook 'n goeie tyd om rubbervoete aan die onderkant van u Project Base -houtstuk te sit, sodat die skroewe nie aan u tafel krap nie.

Stap 7: Heg die Y -servo aan en bou die sentrum

Gebruik die bostaande diagram om die middelste dele te bou.

Bevestig die servo met die skroewe wat daarmee saamgevoeg is. Dit maak nie saak watter kant van die houtstuk u gebruik nie, net dat die servokroeg na binne gerig is.

Koppel dan losweg die twee lang reghoekstukke en die twee stukke langskroefgids los.

Stap 8: Sit servohorings vas

Opmerking: dit is verreweg die irriterendste deel van hierdie konstruksie. As u 'n servohoring breek, moenie bekommerd wees nie, u het ekstra vir 'n rede.

Bevestig een van die X -vormige servohorings wat by u servo was, aan die groot middelste sirkelstuk. U sal dit aan die onderkant vasskroef, aan die kant, sonder om daarop te ets. Gebruik hiervoor twee van die klein #2 houtskroewe.

Doen dieselfde met een van die twee Triangle Wings met 'n ander Servo Horn.

Stap 9: Verbind sentrum en basis, huisves die X Servo

Koppel die middelste sirkelstuk waaraan u net 'n horing geheg het, en verbind dit met die Y Servo Center -stukke van tevore. Verbind die stukke en gebruik vier 8-32 skroewe en moere om dit bymekaar te hou.

Plaas dit dan op die basis met behulp van die Servo -horing as u verbindingspunt. MOET dit nog nie op sy plek vasskroef nie.

Huisves die X Servo

Draai die servo met die kloksgewys met die servohoring wat nou op u servo gekoppel is. (U kan ook hiervoor een van u oorblywende Servo -horings gebruik.)

Tel die middel op en plaas dit in die posisie wat die verste teen die kloksgewys is. Gebruik die hoek van die projekbasis as 'n verwysingspunt.

Gebruik laastens die baie klein skroef wat saam met u servo gekom het om die horing in die servo vas te skroef. Dit help om 'n skroewedraaier met 'n magnetiese punt te hê as u kan.

Stap 10: Bou die gesig, huisves die Y -servo en verbind alles

Skroef eers die sensor-PCB in die voorplaat met u 8-32 moer en skroef. Maak dan die twee verdelers om dit vas met meer 8-32 skroewe.

Skroef dan die twee driehoekvlerke in die voorplaat.

Maak seker dat die vleuel met die servohoorn ooreenstem met u Y -as -servo.

Huisves die Servo

Ons doen dieselfde ding hier. Draai die servo heeltemal met die kloksgewys om met 'n servohoring.

Maak dan die hele voorplaat vas sodat dit byna vertikaal is, maar dit klop nie in ander houtdele nie.

Verbind alles

Die 2,5 duim -skroef verbind die een kant van die gesigplaat met die middel via die groot lasergesnyde gat.

Gebruik dan die ander baie klein servoskroef om die horing in die Y -as -servo vas te skroef.

Stap 11: Heg die Arduino en verbind drade aan

Laastens moet ons ons Arduino met 'n paar van die M3 -skroewe en moere in die basisplaat vasskroef. Ons gebruik gewoonlik net twee skroewe, maar ons het gate vir vier bygevoeg. Maak dan die skild aan die Arduino vas.

Koppel die servo's aan die skild. Koppel die horisontale servo aan die X -as -verbinding en die vertikale servo aan die Y -as -verbinding.

Pas die vyf verbindings tussen die Sensor PCB en die Shield bymekaar, hulle is albei gemerk. Koppel al vier drade.

Let wel: as u probleme ondervind, is dit omdat u iets verkeerd gedoen het. As u twyfel, moet u die sensordrade nagaan en seker maak dat u servo's op die regte plek is.

Stap 12: Laai kode op

Ons kode is redelik eenvoudig. Dit vergelyk die lig wat elk van die vier ligopsporingsweerstands tref en probeer dit gelyk maak. Dit is ook 'n baie ondoeltreffende manier om dinge te doen, en dit sal beslis nie geskik wees vir groter projekte nie. Die grootste voordeel van hierdie kode is dat dit interessant is om na te kyk. Die spoorsnyer volg baie maklik 'n flitslig. Die grootste nadeel is dat dit nie besonder akkuraat is nie, en as u die hele dag in die son vertrek, beweeg dit nie baie gereeld nie. U kan die kode aanpas om dit meer sensitief te maak, maar dit is baie probeer en fout.

As u u eie kode wil skryf, of iets anders wil probeer, is dit wonderlik! Deel seker 'n skakel na dit in die kommentaar.

Laai hierdie kode na die Arduino met die amptelike Arduino -sagteware.

As u servo's en sensors gekoppel is, sien u dat dit na 'n 'tuis' -posisie ruk, 'n rukkie stilstaan en dan weer beweeg.

Stap 13: Algemene vrae en antwoorde

Algemene probleme waarmee mense ons skakel.

V1) Dit is in die son en werk nie! Wat 'n afval

A1) Is dit gekoppel aan 'n USB -kragbron? Die spoorsnyer werk nie self nie en word volledig uitgevoer vanaf die USB -kabel wat na die Arduino gaan.

V2) Die kop steek gewelddadig na ander dele of die liggaam

A2) U moet die servo's weer 'tuismaak'. Ons moet die Servo -perke gee. (Dit kan ook in die kode gedoen word)

V3) Dit beweeg nie baie nie, hoe verander ek dit?

A3) Probeer 'n flitslig in 'n kamer met 'n lae lig gebruik. Dit kan oorweldig word as u buite in die sonlig is.

V4) My Arduino laai nie op nie. Wat doen ek verkeerd?

A4) Maak seker dat u bestuurders vir u Arduino geïnstalleer het, maak seker dat u Arduino Uno uit die bordlys gekies het, maak seker dat u die regte kommunikasiepoort gekies het.

V4) Dit is 'n totale afslag! Hoe durf jy soveel betaal vir 'n kit! Julle is mal

A4) Dankie vir die insiggewende opmerking, alhoewel dit nie 'n vraag is nie, het u van YouTube hierheen gekom? Ja, ons vra wel geld vir 'n kit -weergawe, maar ons gee u al die komponente wat u benodig en bied werklike, lewendige, kliëntediens vir u. As u dit nie by ons wil koop nie, maak dit dan self met ons Open Source -lêers en hierdie handleiding.

Stap 14: versierings

As ons ons Kit -weergawe van hierdie projek doen, bevat ons ook 'n 6V 200mA -sonsel, sowel as 'n goedkoop LED -voltmeter. Hierdie klein sonkrag sal nie veel doen nie, maar u kan 'n paar data daaruit kry.

Ons maak gewoonlik die sonsel met klittenband of skuimband aan die gesig vas. Hou in gedagte dat terwyl u tegnies 'n reuse -sonpaneel aan hierdie projek kon koppel, u dit onmiddellik sou verpletter. 'N Te groot sonnecel sal die servo's ook meer inspan. (Groter spoorsnyers sal 'n ratkas wil gebruik.)

In ons lasergesnyde lêers vind u 'n eenvoudige houer vir die LED-voltmeter wat aan die basis vasgemaak kan word met nog twee 8-32 skroewe. Ons gebruik draadmoere om die voltmeter aan die sonsel te koppel. Hierdie tipe voltmeters word aangedryf deur hul bron, in hierdie geval die sonsel. Swart draad na negatief, rooi en wit draad na positief.

Stap 15: Geniet dit

Ons hoop dat hierdie opdatering baie mense help en dat nog meer mense belangstel om hul sonskermopsporing op die tafel te skep. Plaas 'n opmerking hieronder as u vrae, kommentaar of u eie opstel. Ons hou daarvan om te sien watter prettige variasies mense opdink.

As u belangstel in een van ons onderdele of voorrade, haal dit dan by BrownDogGadgets.com af. En soos ons al verskeie kere gesê het, dit is 'n Open Source -projek, dus gebruik gerus u eie onderdele en voorraad soveel as wat u wil.