Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Альтернативные источники энергии в последнее время становятся особенно актуальны. И к одним из таких источников относится солнце — подумать только, ведь оно освещает огромные территории, и с практически каждого квадратного метра можно снимать определённую электрическую мощность. Однако данное направление на данный момент только осваивается, солнечные панели высокой мощности достаточно сложны в производстве, дороги, а их эффективность всё ещё оставляет желать лучшего. К тому же, при использовании солнечным панелей появляется одна довольно очевидная проблема — они вырабатывают максимум энергии только в том случае, если солнечные лучи попадают на их поверхность под прямым углом, а солнце, как известно, в течение дня перемещается по небосводу, таким образом, при установке панели ровно вертикально она будет эффективна только 2-3 часа, всё остальное время лучи будут падать под углом.
Для решения этой проблемы применяются так называемые «солнечные трекеры», или устройства слежения за солнцем. Вся работы устройства сводится к повороту солнечной панели вслед за солнцем, так, чтобы свет всегда падал перпендикулярно, независимо от того, находится солнце у западного горизонта, восточного, или в зените. Довольно часто солнечные трекеры строятся на микроконтроллерах, имеют сложные схемы, что значительно усложняют их изготовление и повышает стоимость. Приведённая же в данной статье схема лишена этих недостатках — в качестве датчиков освещения она использует всего пару фоторезисторов, для слежения применяются пара операционных усилителей в качестве компараторов, а исполнительным устройством будет электродвигатель, который будет поворачивать солнечную панель. Управляться двигатель будет Н-мостом, который обеспечит его вращению в одну и в другую сторону. Саму схему можно увидеть ниже.
В левый части находятся сами фоторезисторы — здесь можно использовать любые с сопротивлением около 50 кОм, обратите внимание на тип — он должен быть именно LDR. Фоторезисторы устанавливаются на небольшом удалении друг от друга, смотреть они должны в сторону солнца. Смысл довольно прост — путём запуска электромотора схема стремится сделать так, чтобы оба фоторезистора были освещены одинаково, это означает, что установка смотрит прямо на солнце. Если какой-то из фоторезисторов будет освещён больше, то значит, солнце находится где-то сбоку и требуется поворот. Как только двигатель повернёт установку до того момента, когда свет на фоторезисторах сравняется, схема отключит двигатель и снова будет ожидать того момента, когда солнце переместится по небосводу. С расположением фоторезисторов можно экспериментировать, добиваясь наилучшей работы, также можно поместить их в светонепроницаемые трубки для исключения боковой засветки. Пара подстроечные резисторов служат для настройки правильного срабатывания компараторов, а также для установки точки равновесия. Операционные усилители работают в качестве компараторов, заставляя Н-мост включать и выключать мотор в нужном направлении вращения. Использовать здесь можно практически любые микросхемы, например, подойдут сдвоенные TL072, TL082, либо пара одинарных TL071, TL081.
Сигналы с выходов операционных усилителей попадают на Н-мост, логика работы при этом следующая: если на одном из выходов напряжение есть, мотор крутится в одну сторону. Если напряжение есть на другом выходе — мотор крутится в другую сторону. Если же напряжение присутствует сразу на обоих выходах, либо его наоборот нет ни на одном — двигатель стоит на месте. В Н-мосте используются два NPN транзистора и два PNP, подойдут любые средней и высокой мощности, в зависимости от того, мотор какой мощности нужно вращать. Указанные на схеме BD139 и BD140 обеспечат коммутацию мотора с максимальным током в 500 мА. Использовать для поворота установки с солнечной солнечной панелью можно и достаточно маломощный мотор, например, от игрушек на радиоуправлении, у мотора должен быть хороший редуктор, который обеспечит совсем небольшие обороты при хорошем крутящем моменте. Высокая скорость в данном случае будет только мешать — ведь солнце перемещается по небосводу не быстро и поворот требуется совершить лишь на несколько градусов в час. Напряжение питания схемы может составлять от 6 до 15В, обратите внимание, что оно должно соответствовать номинальному напряжению мотора. Диоды в Н-мосте нужны для защиты транзисторов от выбросов самоиндукции обмоток мотора, здесь подойдут практически любые диоды, например 1N4148 или 1N4007.
Вся схема собирается на печатной плате, скачать которую можно в архиве в конце статьи. Обратите внимание, что схема вместе с фоторезисторами должна располагаться на подвижной платформе, вместе с солнечной панелью. Одна которая схема обеспечивает поворот по горизонтали, если же схему собрать ещё раз и установить фоторезисторы вертикально, добавив возможность поворота этой же платформы ещё и по вертикали, получится максимальная автоматическая наводка на солнце — по двум осям. Сделать это достаточно просто, учитывая, что схема состоит из дешёвых компонентов и себестоимость её сборки выходит очень небольшой. Таким образом, появляется возможность установки сразу нескольких солнечных панелей на нескольких подвижных платформах. Удачной сборки!
greentech16_treker.rar
[5,93 Kb] (скачиваний: 24)
Источник (Source)
Подборки: Схема Плата Электроника Микросхема фоторезистор Солнечная энергетика
Источник: