Construire un tracker solaire automatique avec Arduino UNO : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

L'énergie solaire est de plus en plus répandue dans le monde. Actuellement, de nombreuses méthodes sont à l'étude pour que les panneaux solaires produisent plus d'énergie, réduisant ainsi notre dépendance aux combustibles fossiles et au charbon. Une façon de le faire est de faire bouger les panneaux, toujours face au soleil dans le ciel. Cela permet une collecte optimale de l'énergie, rendant les panneaux solaires plus efficaces.

Ce Instructable examinera le fonctionnement des trackers solaires et mettra en œuvre une telle méthode dans un prototype de tracker solaire à l'aide d'un Arduino UNO.

Étape 1: Comment fonctionnent les trackers solaires

Il existe 3 méthodes principales qui sont utilisées pour contrôler un suiveur solaire. Le premier est un système de contrôle passif et les deux autres sont des systèmes de contrôle actifs. Le suiveur solaire à commande passive ne contient ni capteurs ni actionneurs, mais change de position en fonction de la chaleur du soleil. En utilisant du gaz à bas point d'ébullition dans un récipient monté sur des charnières en son milieu, semblable à une balançoire, le panneau solaire peut changer de position en fonction de la direction de la chaleur du soleil.

Les systèmes actifs sont un peu différents. Les deux nécessitent un système de traitement, ainsi que des actionneurs pour déplacer les panneaux. Une façon de contrôler activement les panneaux solaires est de transmettre la position du soleil aux panneaux. Les panneaux s'orientent alors vers cette position dans le ciel. Une autre méthode consiste à utiliser des capteurs pour détecter la position du soleil. En utilisant des résistances dépendantes de la lumière (LDR), il est possible de détecter des niveaux de lumière variables. Ces capteurs sont ensuite utilisés pour déterminer où se trouve le soleil dans le ciel, permettant au panneau de s'orienter de manière appropriée.

Dans ce Instructable, nous utiliserons le système de contrôle actif basé sur le capteur.

Étape 2: Schéma du système/Présentation des composants

Le fonctionnement de ce système est illustré dans les images ci-dessus. Il y aura 1 résistance dépendante de la lumière de chaque côté d'un diviseur. Ce diviseur projettera une ombre sur le capteur d'un côté du panneau, créant une différence drastique entre les deux lectures du capteur. Cela incitera le système à se déplacer vers le côté le plus lumineux pour égaliser les lectures du capteur, optimisant ainsi la position du panneau solaire. Dans le cas d'un tracker solaire 2 axes, ce même principe peut être utilisé, avec 3 capteurs au lieu de deux (1 à gauche, 1 à droite, 1 en bas). Les capteurs gauche et droit peuvent être moyennés, et cette lecture peut être comparée avec le capteur inférieur pour déterminer de combien le panneau doit se déplacer vers le haut ou vers le bas.

Présentation des principaux composants

Arduino UNO: C'est le microcontrôleur pour ce projet. Il lit les données des capteurs et détermine de combien et dans quelle direction les servos doivent tourner.

Servo: Ce sont les actionneurs utilisés pour ce projet. Ils sont faciles à contrôler et très précis, ce qui les rend parfaits pour ce projet.

Résistances dépendantes de la lumière (LDR): ce sont des résistances variables qui détectent les niveaux de lumière. Ceux-ci sont utilisés pour déterminer la position du soleil dans le ciel.

Étape 3: Matériaux/Équipement

Les matériaux utilisés pour construire ce projet sont:

1. Arduino UNO
2. 2 servos
3. 3 résistances dépendantes de la lumière (LDR)
4. 3 résistances 10k Ohm
5. Bâtonnets de glace
6. Papier carton

Les outils utilisés pour construire ce projet sont:

1. Fer à souder
2. Ruban
3. Ciseaux
4. Couteau tout usage
5. Pistolet à colle chaude

Étape 4: Schéma du circuit

Ci-dessus se trouve le schéma utilisé pour câbler le suiveur solaire ensemble.

Connexions des broches:

Photorésistance gauche

Broche 1 - 3,3 V

Pin 2 - A0, GND (résistance de 10k ohms entre Pin 2 et GND)

Photorésistance droite

Broche 1 - 3,3 V

Pin 2 - A1, GND (résistance de 10k ohms entre Pin 2 et GND)

Photorésistance inférieure

Broche 1 - 3,3 V

Pin 2 - A2, GND (résistance 10k ohms entre Pin 2 et GND)

Servomoteur LR

Signal - 2

Terre - GND

VCC - Batterie 6 V

Servo TB

Signal - 3

Terre - GND

VCC - Batterie 6 V

Puissance Arduino

NIV - Batterie 6 V

GND - Batterie 6 V GND

Étape 5: Assemblage

Après avoir soudé le circuit sur une carte de perforation (n'hésitez pas à utiliser une planche à pain à la place), il est temps d'assembler l'appareil. J'ai utilisé du carton et un bloc de polystyrène pour créer une base et un support de panneau pour le tracker, ainsi qu'un mur de séparation pour les capteurs à l'aide de bâtons de popsicle. Cette étape vous appartient. Essayez d'expérimenter avec différentes longueurs, hauteurs et formes de cloisons de séparation, ainsi qu'avec l'emplacement des capteurs, pour voir comment cela affecte la capacité de suivi de l'appareil.

Étape 6: Logiciel

Maintenant que l'assemblage est terminé, il est temps de créer un logiciel pour l'appareil. Le croquis Arduino est joint ci-dessous.

Étape 7: Organigramme du logiciel

Voici un organigramme du fonctionnement de l'appareil.

Étape 8: Conclusion

Si vous allumez l'appareil et éclairez le panneau d'une lumière vive, le tracker s'orientera pour faire face directement à la lumière. J'ai joint une vidéo de test du projet ci-dessous. J'espère que ce projet vous a plu ! N'hésitez pas à poser n'importe quelle question dans la section commentaires et j'essaierai d'y répondre. Merci!