光跟蹤可旋轉(zhuǎn)太陽能電池板的電路

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將看到一個(gè)簡單的太陽跟蹤太陽能電池板電路，它將跟蹤太陽并相應(yīng)地定位太陽能電池板。

簡介

隨著不可再生能源的減少，使用可再生資源來生產(chǎn)電力的情況越來越多。太陽能電池板正變得越來越流行。我們已經(jīng)讀過一篇關(guān)于如何為家庭安裝太陽能電池板的文章。太陽能電池板從太陽吸收能量，將其轉(zhuǎn)換為電能，并將能量儲(chǔ)存在電池中。

這種能量可以在需要時(shí)利用，也可以作為電網(wǎng)供應(yīng)的直接替代品。儲(chǔ)存在電池中的能量的利用在下面的應(yīng)用中提到。

由于地球的旋轉(zhuǎn)，太陽相對于太陽能板的位置并不固定。為了有效利用太陽能，太陽能電池板應(yīng)該最大限度地吸收能量。

只有當(dāng)電池板持續(xù)朝向太陽的方向放置時(shí)，才能做到這一點(diǎn)。因此，太陽能電池板應(yīng)該不斷地朝著太陽的方向旋轉(zhuǎn)。本文介紹了旋轉(zhuǎn)太陽能電池板的電路。

陽光跟蹤太陽能電池板的原理

陽光跟蹤太陽能電池板由兩個(gè)LDR、太陽能電池板、一個(gè)伺服電機(jī)和ATmega328微控制器組成。

兩個(gè)光依賴電阻被安排在太陽能電池板的邊緣。當(dāng)光線落在這些電阻上時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生低電阻。與太陽能電池板相連的伺服電機(jī)使太陽能電池板向太陽的方向旋轉(zhuǎn)。電池板的排列方式是，對兩個(gè)LDR上的光進(jìn)行比較，電池板向具有高強(qiáng)度的LDR旋轉(zhuǎn)，即與其他LDR相比電阻較低。伺服電機(jī)以一定角度旋轉(zhuǎn)面板。

當(dāng)落在右邊的LDR上的光強(qiáng)度較大時(shí)，面板慢慢向右移動(dòng)，如果左邊的LDR上的光強(qiáng)度較大，面板慢慢向左移動(dòng)。在中午時(shí)分，太陽在前面，兩個(gè)面板上的光線強(qiáng)度是相同的。在這種情況下，面板是恒定的，不存在旋轉(zhuǎn)。

陽光跟蹤太陽能電池板電路圖

電路中的元件

太陽能電池板

ATmega328微控制器

光敏電阻（LDR） x 2

10KΩ x 3

伺服電機(jī)

16MHz晶體

22pF陶瓷電容 x 2

按鈕

塑膠板

紙板

連接線

自動(dòng)太陽跟蹤太陽能電池板電路設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由ATmega328微控制器、太陽能電池板、光敏電阻和伺服電機(jī)組成。

ATmega328微控制器

ATmega328是一個(gè)AVR系列微控制器。它是基于先進(jìn)的RISC架構(gòu)。它是一個(gè)8位的控制器。它有32K字節(jié)的可編程Flash存儲(chǔ)器，1K字節(jié)的EEPROM和2K字節(jié)的SRAM。它有23個(gè)可編程的I/O引腳。它支持外設(shè)功能，如兩個(gè)8位定時(shí)器，一個(gè)16位定時(shí)器，6通道10位分辨率的ADC，可編程的USART，串行外設(shè)接口，2線串行接口（I2C）等。

太陽能電池板

太陽能電池板被放置在一塊紙板上（只是為了演示），紙板的底部與伺服電機(jī)相連。太陽能電池板由按順序排列的光伏電池組成。光伏電池只不過是一種太陽能電池。太陽能電池是由半導(dǎo)體材料硅構(gòu)成的。

當(dāng)太陽光照射在太陽能電池上時(shí)，一些能量被這種材料吸收。吸收的能量足以讓電子在原子內(nèi)從一個(gè)軌道跳到另一個(gè)軌道。電池有一個(gè)或多個(gè)電場來引導(dǎo)電子，從而產(chǎn)生電流。通過放置金屬觸點(diǎn)可以從這些電池中獲得能量。

LDR

光依賴電阻器或LDR是電阻值取決于光的強(qiáng)度的電阻器。隨著落在LDR上的光照強(qiáng)度的增加，電阻值會(huì)下降。在黑暗中，LDR將具有最大的電阻。LDR將輸出一個(gè)模擬值，它應(yīng)該被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。這可以用模數(shù)轉(zhuǎn)換器來完成。

ATmega328內(nèi)部有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。它有六個(gè)ADC通道，從ADC0到ADC5（引腳23-28）。兩個(gè)LDR以分壓器的方式連接到ADC引腳，即27和28，并由單獨(dú)的10KΩ電阻幫助。ADC的轉(zhuǎn)換是使用逐次逼近法完成的。

伺服電機(jī)

伺服電機(jī)用于旋轉(zhuǎn)面板。為了驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，必須向其控制引腳提供一個(gè)PWM信號，因此引腳17（有PWM）被連接到伺服電機(jī)的控制引腳。

通過將電池連接到太陽能電池板，你可以儲(chǔ)存太陽能電池產(chǎn)生的能量，這些能量可以在需要時(shí)使用。有單獨(dú)的充電控制器電路，專門用于有效控制從太陽能電池板獲得的電荷，并為電池充電。

代碼

你可以使用Arduino IDE向ATmega328微控制器上傳代碼。

陽光跟蹤太陽能電池板如何工作？

按照描述組裝電路，并將代碼上傳到ATmega328微控制器。

給電路通電，將裝置直接放在太陽下（屋頂上）。

根據(jù)落在兩個(gè)LDR上的光線，ATmega328微控制器會(huì)改變伺服電機(jī)的位置，進(jìn)而移動(dòng)面板。

陽光跟蹤太陽能電池板的優(yōu)勢

由于太陽能是不可再生的資源，所以可以重復(fù)使用。

這也節(jié)省了資金，因?yàn)椴恍枰獮槭褂玫哪茉粗Ц顿M(fèi)用（不包括最初的安裝費(fèi)用）。

通過持續(xù)跟蹤太陽，有助于最大限度地吸收太陽能。

陽光跟蹤太陽能電池板的應(yīng)用

這些電池板可以用來為交通燈和路燈供電。

這些可用于家庭，利用太陽能為電器供電。

這些可以在工業(yè)中使用，因?yàn)橥ㄟ^旋轉(zhuǎn)面板可以節(jié)省更多的能源。

陽光跟蹤太陽能電池板電路的局限性

雖然太陽能可以被最大程度地利用，但在雨季可能會(huì)產(chǎn)生問題。

雖然太陽能可以保存在電池中，但它們很重，占用更多空間，而且需要不時(shí)地更換。

它們很昂貴。

到目前為止，你已經(jīng)了解了陽光跟蹤太陽能電池板的工作原理。這篇文章將幫助你理解太陽能電池板套件的概念，并指導(dǎo)你在網(wǎng)上購買時(shí)如何選擇太陽能電池板（重要考慮因素）。閱讀完整的文章，選擇最符合你要求的產(chǎn)品。