Portable Solar Tracker Project - Schaltungstechnik und Versuchsaufbau

5 Schritt:Schritt 1: Schaltungstechnik und Theorie der Arbeitsweise Schritt 2: Ersatzteilliste Schritt 3: Versuchsaufbau den Circuit Schritt 4: Nachweis der Betriebschef Schritt 5: Die nächsten Schritte ...

Portable Solar Tracker Project - Schaltungstechnik und Versuchsaufbau
In der Theorie der Sonnenenergie ist genial. Es ist sauber, frei und reichlich. Der Nachteil ist, dass direkt wandeln Licht in elektrische Energie benötigt eine Solarwandler, wie ein Solarpanel. Der aktuelle Stand dieser Technik lässt mehr als ein wenig in der Haltbarkeit, Effizienz und Kosten nicht erwünscht ist. Um ein Haus oder ein Auto anzutreiben erfordert große Anordnungen von Platten und auch dann nur bestimmte geographische Regionen genügend Zeit direkter Sonnen.

Während Solarenergie-Technologie noch nicht ausgereift genug, um in großem Umfang als primäre Energiequelle für die allgemeine Bevölkerung akzeptiert werden, hat es einige einzigartige Vorteile. Zum Beispiel kann es eine Remote-Energieversorgung, die große für Erhaltungsladung kleine Geräte wie Mobiltelefone oder GPS auf Reisen, Wandern oder camping, oder gerade hängen am Pool bieten. Es kann auch eine Quelle für Notfallenergie für Zeiträume, in denen die Hauptstromversorgungsnetz ist offline.

Ein Weg, das Solarpaneel wirksamer bei Gewinnung von Energie zu machen, besteht darin sicherzustellen, dass sie immer direkt auf die Sonne zeigte. Panels sind effizienter bei der Umwandlung von elektromagnetischer Strahlung, die eine direkte und nicht streifendem Einfall hat. Daher ist es wünschenswert, eine Platte, die Fähigkeit, um die Sonne zu verfolgen, wie es über den Himmel bewegt haben.

Diese Serie von instructables meine Konzeption und den Bau eines kleinen, tragbaren Solar-Tracking-Gerät, das auf Camping-Reisen genommen oder im Kofferraum für den Notfall gelagert werden können folgen. Auf dem Weg dorthin werde ich verschiedene Design und Konstruktion-Techniken, die in anderen Projekten verwendet werden können, zu demonstrieren. In diesem, die erste Rate der mein Solar Tracker Projektreihe, werde ich die Strecke, die ich entwickelt, zeigen und erklären ihre Wirkungsweise. Ich werde auch eine Komponentenliste und ein Video von der Schaltung in Betrieb. Denn jetzt wird die Schaltung mit einer 9V-Batterie betrieben werden, aber in der endgültigen Vorrichtung wird es parasitäre Energie aus dem Solarpanel wird es verbunden werden, um zu zeichnen.

Genug geredet. Lasst uns machen.

Schritt 1: Schaltungstechnik und Theorie der Arbeitsweise

  1. Portable Solar Tracker Project - Schaltungstechnik und Versuchsaufbau
    Bei der Prüfung, Optionen für die Gestaltung dieser Schaltung ein Kriterium, das für mich wichtig war, war eine sehr niedrige Leerlaufstrom. Das heißt, dass, wenn die Solarzelle wurde in die richtige Richtung wies ich wollte, dass die Schaltung, so wenig Kraft eine mögliche zu verwenden, da jede Energie hier verbraucht wird vom Gesamtenergie, die Solarzelle kann auf alle angeschlossenen Geräte liefern und reduzieren abgezogen werden der Gesamtwirkungsgrad der Solar Ernte.

    In diesem Sinne wählte ich, um eine invertierte LED-Array-Sensor zu verwenden. Wenn Licht auf den PN-Übergang in einer LED, wird eine Spannung erzeugt, die proportional zur Intensität der Strahlung ist. Indem zwei LEDs Kathode-Anode, wird eine LED einer positiven Spannung in Antwort auf das Licht zu erzeugen, und man wird eine negative Spannung zu erzeugen. Wenn die Menge des Lichts, das auf den beiden LEDs gleich diese Spannungen zu Null summieren. Allerdings, wenn man LED bekommt mehr Licht auf sie, dann wird eine Netzspannung vorhanden sind und ausgegeben werden kann. Je nachdem, ob die Ausgangsspannung positiv oder negativ ist werden wir wissen, welche der LED immer die höhere einfallende Lichtintensität.

    Da diese Konstruktion stützt sich auf eine Spannung und kein Strom wird es nicht haben den Stromverbrauch in der Sensorstufe. Dies ist im Vertrag in einen lichtempfindlichen Widerstand oder Transistor, die eine Stromverbrauch haben wird. Ein weiterer Vorteil der LED-Sensor ist, dass wir die Empfindlichkeit, indem Sie mehrere LEDs in Serie an beiden Standorten Polarität zu erhöhen. Unsere endgültige Design verwenden 5 bis 10 LEDs in Serie sowohl für die Vorwärts- und Verpolung Standorten, um die Reaktionsfähigkeit zu verbessern. Denn nun werde ich benutzen Sie einfach eine in jeder Lage, wie ich in der schematischen gezeigt.

    Der Ausgang der Sensorstufe wird zunächst auf einem Operationsverstärker als ein Puffer eingestellt verbunden werden. Dies wird jegliche geringe Stromverbrauch in der nachgeschalteten Schaltung aus verursachen Änderungen der Spannung in der Sensoranordnung zu verhindern. Einen nicht-invertierenden und einem invertierenden: Der Ausgang dieses Puffers wird zwei weitere Operationsverstärker als Verstärker verwendet zuzuführen. Die komplementären Eingänge zu diesen Operationsverstärker wird durch eine Reihe von Potentiometern und der Operationsverstärker-Ausgang gesetzt wird, um die H-Brücke geschickt, um den Motor anzutreiben werden.

    Die Benutzereingabe und Kalibrierungsphase besteht aus drei Potentiometer und einem Widerstand gebildet. Dieser Aufbau ist im Wesentlichen eine einstellbare Spannungsteiler. Der Widerstand (470kOhm. Sorry, ich vergaß, es zu kennzeichnen, wenn ich zog die schematisch) senkt an Spannung geht in den Potentiometern und verbietet das System überhaupt einen niederohmigen Pfad von der Anode zur Kathode. Das erste Potentiometer entwickelt eine Spannungslücke zwischen den beiden Leitungen würde Operationsverstärkerstufe. Einstellen dieses ausdehnt oder zusammenzieht den Bereich der stabilen Werte im System, die einige Unterschiede zwischen der Intensität des Lichts an der LED automatisch ohne den Antrieb des Motors vorhanden sind erlaubt. Die anderen zwei Potentiometer die Balance Punkt des Systems. Diese sind so eingestellt, dass sich der Motor nicht drehen, wenn gleich die Beleuchtung der LEDs vorgesehen sein.

    Ich möchte darauf hinweisen, dass Strom wird ständig durch den Eingang und Kalibrierungsphase gezogen werden. Um den Strom auf einen sehr niedrigen Wert zu begrenzen ich vernünftig hohen Widerstandswerte ausgewählt (die höchste Ich hatte auf der Hand für Versuchsaufbau). Bevor ich die PCB Prototyp werde ich die Leerlaufverlustleistung der Schaltung mit zwei Multimetern, eine für Strom und eine für die Spannung zu messen und optimieren diese Bühne für minimale parasitäre Stromverbrauch. Leistung (P) gleich dem Strom (I) mal Spannung (E) oder P = I * E.

    Der Ausgang der Verarbeitungsstufe wird zu steuern, welche Transistoren in der H-Brücke offen sind. Wenn A geht zu hoch ist, wird der PNP-Transistor zu schließen und der NPN-Transistor wird geöffnet. Wenn es niedrig wird das Gegenteil eintreten wird. Das Verfahren Kreis ist so ausgelegt, dass, wenn A hoch ist, ist B niedrig und umgekehrt. Mit einem hohen und B niedrig ist, wird ein Strom durch den Motor von rechts nach, wie in der schematischen dargestellten verlassen hat. Wenn B hoch ist, und A niedrig ist, wird der Strom durch den Motor geht von links nach rechts. Dies führt dazu, dass der Motor in Abhängigkeit von der Eingangszustand verschiedene Richtungen drehen und schließlich ermöglichen die Solar-Panel zu richten, um direkt vor der Sonne.

    Die Dioden in der H-Brücke, die so genannte Rücklaufdioden, gibt es, um eine Beschädigung der Schaltung zu verhindern. Wenn eine induktive Last wie ein Motor große Spannungsspitzen beim Schalten Strom auftreten. Ein plötzlicher Abfall in Strom eine große Spannungsspitze induziert und durch Verbinden Dioden, wie gezeigt der Strom einen Weg zu reisen, obwohl dem nicht braten unsere Elektronik gegeben.

Schritt 2: Ersatzteilliste

  1. Portable Solar Tracker Project - Schaltungstechnik und Versuchsaufbau
    Basierend auf der schematischen Ich entwarf, werden die aufgeführten Komponenten benötigt werden, um den Stromkreis zu konstruieren. Eine Gesamtzahl von 6-Operationsverstärker vorhanden sein, aber nur 5 basierend auf dem aktuellen Design verwendet. Allerdings sind zusätzliche Operationsverstärker immer ein Plus in dieser Phase im Spiel, da können wir immer noch die Extras, wie Puffer oder Verstärker für zusätzliche Funktionen, die als fortschreitender Entwicklung zugegeben werden können, zu verwenden. Die BC457 und BC557 Allzweck NPN- und PNP-Transistoren sind. Die 1N4148 Dioden sind Standard 100V-Dioden und sollte gut für die gegenwärtigen Zwecke ausreichen.

Schritt 3: Versuchsaufbau den Circuit

  1. Portable Solar Tracker Project - Schaltungstechnik und Versuchsaufbau
    Wie ich gebaut und jede Stufe der Schaltung getestet, habe ich sie in einen Plug in-Modul für meine Steckbrett. Dies reduziert Unordnung und befreit up Zimmer auf meinem Board. Es machte auch jedes Modul wiederverwendbar für andere Projekte, die ich in der Zukunft versuchen. Das Design verwende ich für diese Module ermöglicht die direkt in die Platine und Stromschiene Aufbau und Verfahren zur Herstellung dieser Geräte von unschätzbarem Wert ist in einem separaten instructable dokumentiert, die hier gefunden werden kann angeschlossen werden: http://www.instructables.com / id / Techniques for beefing-Up-Your-Breadboard /. Zur Visualisierung der Motoren Dreh unterstützen Wrapper I der Rotor ein Stück Draht.

Schritt 4: Nachweis der Betriebschef

  1. In diesem Video zeige ich den Betrieb der Solartracker Schaltung Prototyp und zu erklären, einige der Hauptbetriebs es. Es gibt ~ 7 Sekunden am Anfang des Videos, bevor ich sprechen also nicht passen Sie, nur mit ihm zu haften.

Schritt 5: Die nächsten Schritte ...

  1. Da haben Sie es. Eine funktionierende Solartracker Schaltung bereit, optimiert werden. Im nächsten Teil dieser Serie werde ich eine PCB der Schaltung zu fertigen und bauen das Solarpanel Halterung und Drehtisch. Nach der Prüfung, dass der gesamte Mechanismus funktioniert, wenn auf einer 9V-Batterie laufen werde ich ein Solar-Panel, Akku und Ladeschaltung hinzuzufügen. Bis dahin, hacken Sie den Planeten!