简单的单轴太阳能跟踪器

描述

为了拯救我们的星球，需要使用更多的收入能源，如太阳能。我制作了原型太阳能跟踪器，它可以让我们更有效地产生能量。

固定倾斜角度太阳能电池阵列产生的电力全天效率较低，因为太阳能电池阵列并非始终直接面向太阳（最佳角度）。太阳在赤道上每小时从东向西移动 15 度。阳光入射和太阳能电池板朝向之间的角度差越大，基于余弦公式的损失越大。

其次，由于地球自转轴的倾斜，太阳全年横穿赤道南北方向也有±23.5°的变化。即使面对最佳角度的固定阵列也会有轻微的损失。

制作底盘

开始我们的工作 will make Base.

连接电机

我们在电机和支架之间进行连接

安装支架

结果：

程序和插件sheme部分。

1.步进电机控制。

我在 ULN2003 上使用带有电源驱动器的 28BYJ 48 5V。

了解算法控制的，我们将在电机方案里面看到：

对于控制，我在 QuckFeather 板上选择了引脚：

IO_31 映射到 GPIO 4

IO_23 映射到 GPIO 7

IO_30 映射到 GPIO 3

IO_28 映射到 GPIO 2

对于控制步进电机，我们有三种算法：波、半步和全步。下图：

我最后选。我使用来自 gitHub qorc-sdk\qf_apps\qf_helloworldsw 的示例并对其进行修改。零件代码 - 生成最后一张图：

int dl = 5;

                        HAL_GPIO_Write(2, true);
			HAL_GPIO_Write(3, false);
			HAL_GPIO_Write(4, false);
			HAL_GPIO_Write(7, true);
			vTaskDelay(dl);
			
			HAL_GPIO_Write(2, true);
			HAL_GPIO_Write(3, true);
			HAL_GPIO_Write(4, false);
			HAL_GPIO_Write(7, false);
			vTaskDelay(dl);
			
			HAL_GPIO_Write(2, false);
			HAL_GPIO_Write(3, true);
			HAL_GPIO_Write(4, true);
			HAL_GPIO_Write(7, false);
			vTaskDelay(dl);
			
			HAL_GPIO_Write(2, false);
			HAL_GPIO_Write(3, false);
			HAL_GPIO_Write(4, true);
			HAL_GPIO_Write(7, true);
			vTaskDelay(dl);

可变 dl ​​- deley，改变速度旋转步进电机。

使用引脚 IO_31、IO_23、IO_30、IO_28 我添加到 pin_cfg_table.c 添加块每个引脚。

// Stepper motor pins
  { // setup pin steper motor
    .ucPin = PAD_31,
    .ucFunc = PAD31_FUNC_SEL_GPIO_4,
    .ucCtrl = PAD_CTRL_SRC_A0,
    .ucMode = PAD_MODE_OUTPUT_EN,
    .ucPull = PAD_NOPULL,
    .ucDrv = PAD_DRV_STRENGTH_4MA,
    .ucSpeed = PAD_SLEW_RATE_SLOW,
    .ucSmtTrg = PAD_SMT_TRIG_DIS,
  },
  { // setup pin steper motor
    .ucPin = PAD_23,
    .ucFunc = PAD23_FUNC_SEL_GPIO_7,
    .ucCtrl = PAD_CTRL_SRC_A0,
    .ucMode = PAD_MODE_OUTPUT_EN,
    .ucPull = PAD_NOPULL,
    .ucDrv = PAD_DRV_STRENGTH_4MA,
    .ucSpeed = PAD_SLEW_RATE_SLOW,
    .ucSmtTrg = PAD_SMT_TRIG_DIS,
  },
  { // setup pin steper motor
    .ucPin = PAD_30,
    .ucFunc = PAD30_FUNC_SEL_GPIO_3,
    .ucCtrl = PAD_CTRL_SRC_A0,
    .ucMode = PAD_MODE_OUTPUT_EN,
    .ucPull = PAD_NOPULL,
    .ucDrv = PAD_DRV_STRENGTH_4MA,
    .ucSpeed = PAD_SLEW_RATE_SLOW,
    .ucSmtTrg = PAD_SMT_TRIG_DIS,
  },
    { // setup pin steper motor
    .ucPin = PAD_28,
    .ucFunc = PAD28_FUNC_SEL_GPIO_2,
    .ucCtrl = PAD_CTRL_SRC_A0,
    .ucMode = PAD_MODE_OUTPUT_EN,
    .ucPull = PAD_NOPULL,
    .ucDrv = PAD_DRV_STRENGTH_4MA,
    .ucSpeed = PAD_SLEW_RATE_SLOW,
    .ucSmtTrg = PAD_SMT_TRIG_DIS,
  },

2. ADC和光电传感器。

要获取有关光量的数据 - 我在 QuckFeather 板上使用光敏电阻和 ADC1 输入。

下面的光敏电阻：

对于测试使用 ADC1 转换器，我使用该代码：

static void checkAnalogInput(const struct cli_cmd_entry *pEntry)
{
    uint16_t iCurrentBatteryLevel = 0;    ///< 12-bit integer from ADC conversion unit
    char snum[5];

    (void)pEntry;
    HAL_ADC_Init(ADC_CHANNEL_1, 1); // Enable photo measurement
    HAL_ADC_StartConversion(); // start ADC conversion
    vTaskDelay(25);            // Conversion takes about 25ms
    HAL_ADC_GetData(&iCurrentBatteryLevel);  // get the ADC reading
    // convert 123 to string [buf]
    itoa(iCurrentBatteryLevel, snum, 10);

    CLI_puts(snum);
    return;
}

我将此方法添加到 main_dbg_cli qf_menu.c 表单项目 helloworldsw 中。

与控制器的连接：

在中间点光探测器是 1.5V 这个值对于 ADC 来说很大，它可以测量 4095。我在 3.3 电源和顶部光敏电阻之间添加了二极管。这改变了工作点。

我调用函数运行 ADC - checkadc。

CLI_CMD_SIMPLE( "checkadc", checkAnalogInput, "start solar track" )

下面的例子：

为了开始跟踪太阳能，我添加了 commad - starttrack。

CLI_CMD_SIMPLE( "starttrack", starttrack, "start solar track" )

您可以在 gitHub 中看到的代码。

测试工作：

玻璃破碎传感器。

太阳能电池板可能由于各种原因而损坏。我们制造传感器碎玻璃。

我们可以使用 SensiML Data Capture Lab 和 Using SensiML Analytic Studio。并学习我们的 QuickFeather。

打开 SensiML 数据采集实验室。切换到捕获。

添加设备进行捕获。选择 QuickFeather Simple Stream，捕获源 - 音频，选择复选框麦克风。我取名麦克风。接下来需要单击按钮 Find Devices 并在搜索后选择编号 COM 端口。我们将看看 COM7 上的 QuickFeather Simple 流。

需要创建标签后使用按钮添加标签。我添加了两个 - 环境和碎玻璃。选择当前标签和捕获信号使用按钮Begin Recording 。

接下来切换到标签资源管理器，您可以指定名称会话。我打电话给 - 手动并采取模式手动。在我分开来分割之后。为此，您可以使用鼠标和右键。

在段表中添加每个段标签。保存项目。

在我们运行 SensiML Analytic Studio 之后。并打开我们的项目。

所有步骤都在文档中描述，我的步骤在下面的屏幕截图中。

检查我们的结果。

结论

该跟踪器可用于自主电源，例如为农业领域的高级覆盖网络和偏远地区的街道照明提供基站 Helium 网络。