Jump to content
DmitrySinichnikov

Мини солнечная электростанция с автонаведением на источник света

Recommended Posts

Добрый день! 

Возникла необходимость собрать небольшую солнечную зарядную станцию на 10Ватт (5В + 2А). 

Предыстория)

Измерив дома в тусклом дневном свете показания солнечных панелей различных номиналов получил, что при таком "дешманском" освещении панели выдают примерно 25% своей мощности. В идеале получается собрав станцию на 40Ватт (5В + 8А) получу, практически всегда, необходимую мне мощность, но это немного дороговато, поэтому решил увеличение сделать всего в 2 раза, т.е. 20Ватт. В дополнение хотел сделать еще автонаведение на источник света на Arduino Nano + 2 самых маленьких сервопривода + 4-5 датчиков света (светорезисторов).

Материалы:

Теперь собственно вопросы:

  1. Будет ли преобразователь питания на для ардуинки повышать ампераж за счет уменьшения вольтажа?
  2. Как настроить приоритет потребления устройствами при недостатке мощности? Интересует приоритет на работу ардуинки и сервоприводов, что бы всегда поворот был на солнце, а потом шла зарядка. Обусловлено тем, что поворот будет применяться раз в 1-5 минут и по времени занимает 1-2 секунды, поэтому эту операцию необходимо полностью обеспечить, а все остальное пустить на зарядку устройств. 

П.С. Если есть какая-то схема, что бы не городить бутерброды из модулей, прошу поделиться)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Натыкался на статью, в которой в результате расчетов и экспериментов, человек пришел к выводу, что эффективнее применить бубушку (1шт.), которая будет протирать солнечную панель 2 раза в сутки, чем сервопривод поворачивающий её за солнцем.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 минуты назад, xxmafxx сказал:

что эффективнее применить бубушку (1шт.),

Пусть бабушка еще заводит пружинный поворотный механизм . Затраты на поворот не должны быть большими .  

Share this post


Link to post
Share on other sites

Один дроссель для всей системы: многоканальные преобразователи Maxim с технологиями SIMO и nanoPower

Понижающе-повышающие трехканальные импульсные преобразователи MAX17270/71 производства Maxim Integrated за счет применяемых технологий SIMO и nanoPower позволяют организовать многоканальную систему питания для устройств с малым энергопотреблением, при этом значительно экономя место на плате.

Подробнее

Я к тому, что возможно, докупив панели на величину стоимости всей системы позиционирования, можно получить ту же мощность на статической системе.

1) Разработка - нафиг

2) Сложные механизмы, изготовление которых затратно - нафиг

3) Обслуживание (смазка регулировка механизмов) - нафиг

4) Время до ввода Вашей системы в эксплуатацию в разы меньше.

Единственный минус - увеличение площади, но не думаю, что это критично для столь малых панелей.

 

Edited by xxmafxx
дополнил

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Отладочная плата P-NUCLEO-WB55: возможности и особенности

Отладочный набор P-NUCLEO-WB55 компании STMicroelectronics позволяет оценить возможности и облегчить начало работы с беспроводным микроконтроллером STM32WB55, чему способствует, в том числе, большая коллекция демонстрационных проектов.

Читать статью

1 час назад, DmitrySinichnikov сказал:

В дополнение хотел сделать еще автонаведение на источник света на Arduino Nano + 2 самых маленьких сервопривода + 4-5 датчиков света (светорезисторов).

Все гораздо проще. Никакая ардуйня там нафиг не нужна.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Стоимость всей системы позиционирования:

  • Ардуино - 180 р.
  • 2 сервопривода - 160 р.
  • Преобразователь - 50 р.

Итого: 390 р.

Докупить панелей на 390 р. особо не выйдет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 минуту назад, DmitrySinichnikov сказал:

2 сервопривода - 160 р.

А какая масса того, что эти сервы будут таскать?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Всего думаю около 1 Кг максимум будет, задача вполне посильная этим сервам, потому как они именно поворачивать будут, а не тягать на себе + серва, отвечающая за подъем через редуктор стоять будет, так как там всего 90 градусов надо.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 минуту назад, DmitrySinichnikov сказал:

задача вполне посильная этим сервам

Задача вообще непосильная для китаезных пластиковых серв за 3 копейки. и нафига там вообще сервы, если можно шаговик поставить?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нижняя серва поворачивает стойку с панелью установленную в подшипник через передаточную шестерню, верхняя серва изменяет угол наклона прикрепленных к стойке панелей через передаточную шестерню 1к4. Сама масса конструкции никак к сервам не относится, что тут непосильного не пойму. 

Допустим вы, среднестатистический человек, весите 80кг сидите в комп. кресле, вам много усилий надо что бы повернуться вокруг своей оси?)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 минуты назад, DmitrySinichnikov сказал:

Сама масса конструкции никак к сервам не относится, что тут непосильного не пойму. 

Сила действия равна силе противодействия. Т.е. как бы не была закреплена нагрузка, она останется нагрузкой. Да, провернуть ее вокруг оси будет проще, чем поднять, но сила все равно понадобится. Посадите на карусель ребенка и вращайте ее. Много усилий требуется? А ведь его масса невелика. Впрочем, это все можно рассчитать по школьным формулам курса физики, тогда и понять, смогут сервы или нет. Это первое, второе, где будет стоять конструкция? На открытом пространстве? Если да, то добавьте влияние ветра. Плюс к этому, сервы свободно вращаются при снятии управления, как панель будет все время удерживаться на месте? Ну и если уже везде стоят шестерни, то не проще поставить обычные двигатели и червячные приводы?

Edited by BARS_

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

Нижняя серва поворачивает стойку с панелью установленную в подшипник через передаточную шестерню, верхняя серва изменяет угол наклона

Там и одной достаточно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 минуты назад, BARS_ сказал:

Сила действия равна силе противодействия. Т.е. как бы не была закреплена нагрузка, она останется нагрузкой. Да, провернуть ее вокруг оси будет проще, чем поднять, но сила все равно понадобится. Посадите на карусель ребенка и вращайте ее. Много усилий требуется? А ведь его масса невелика. Впрочем, это все можно рассчитать по школьным формулам курса физики, тогда и понять, смогут сервы или нет. Это первое, второе, где будет стоять конструкция? На открытом пространстве? Если да, то добавьте влияние ветра. Плюс к этому, сервы свободно вращаются при снятии управления, как панель будет все время удерживаться на месте? Ну и если уже везде стоят шестерни, то не проще поставить обычные двигатели и червячные приводы?

Ну вы не путайте, карусель и кресло, у вас вес самой карусели в разы превосходит вес ребенка, тут же основное вес это панели, сервоприводы весят по 9 гр, опора печататься будет из пластика, около 150-200 гр. + ардуинка, итого не более 300 гр.

Рассчитать по школьным формулам, можно, если знать все данные, а тут извините ни силы трения подшипника, ни массы конечной, ни влияния массы на силу трения подшипника, так что в любом случае пальцем в небо. Помещение будет закрытое, максимум небольшие дуновения, но сервы держат ооочень неплохо для своих габаритов, даже в выключенном состоянии. 

Да и вообще, вопросы то были не по механике, а по электротехнике. По механике, я пожалуй, на другой форум пойду, если потребуется.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не плохо бы подумать о парусности,если ветер будет до 20 м/сек,не разворотит механизм?

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 минуты назад, DmitrySinichnikov сказал:

по электротехнике

А чего там сложного? 4 фотодатчика, по одному с каждой стороны панели. Раз в n-e количество времени проводите измерение показаний датчиков. Если какой-то оказался в тени, наклоняем в его сторону, пока показания двух противоположенных датчиков не уравняются. Аналогично и по второй оси. В МК написать ПИ регулятор. В чем еще проблемы?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Желающим посмотреть как это работает в реале видео. А это видео полностью готовой системы.

Ну а это видео скорее всего и хотел прорекламировать автор.

Edited by Armenn

Избегайте тех, кто старается подорвать вашу веру в себя. Эта черта свойственна мелким людям. Великий человек, наоборот, внушает чувство, что вы можете стать великим. (Марк Твен)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот еще автонаведение без датчиков освещенности, да еще вдобавок от быстрого ветра уберегает панель.


Избегайте тех, кто старается подорвать вашу веру в себя. Эта черта свойственна мелким людям. Великий человек, наоборот, внушает чувство, что вы можете стать великим. (Марк Твен)

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, BARS_ сказал:

А чего там сложного? 4 фотодатчика, по одному с каждой стороны панели. Раз в n-e количество времени проводите измерение показаний датчиков. Если какой-то оказался в тени, наклоняем в его сторону, пока показания двух противоположенных датчиков не уравняются. Аналогично и по второй оси. В МК написать ПИ регулятор. В чем еще проблемы?

 

2 часа назад, Armenn сказал:

Желающим посмотреть как это работает в реале видео. А это видео полностью готовой системы.

Ну а это видео скорее всего и хотел прорекламировать автор.

Вы меня конечно извините, но я же задал конкретно 2 вопроса, выделил их. Причем тут алгоритм наведения и реклама какого-то видео? Меня, в первую очередь, интересуют только 2 вопроса, которые я задал в теме))

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 minutes ago, DmitrySinichnikov said:

Меня, в первую очередь, интересуют только 2 вопроса, которые я задал в теме))

Именно ваши вопросы наводят на мысль о рекламе. Почему:

 

5 hours ago, DmitrySinichnikov said:

Будет ли преобразователь питания на для ардуинки повышать ампераж за счет уменьшения вольтажа?

Какой преобразователь? Куда он подключен? Почему должен уменьшаться вольтаж?

5 hours ago, DmitrySinichnikov said:

Как настроить приоритет потребления устройствами при недостатке мощности? Интересует приоритет на работу ардуинки и сервоприводов, что бы всегда поворот был на солнце, а потом шла зарядка. Обусловлено тем, что поворот будет применяться раз в 1-5 минут и по времени занимает 1-2 секунды, поэтому эту операцию необходимо полностью обеспечить, а все остальное пустить на зарядку устройств. 

Что мешает сделать маленький резервный аккумулятор для питания ардуины? И необходимость в этом резерве возникнет в единственном случае если только вы будете разряжать основную батарею в ноль, будет ли такое? Сервопривод потребляеет о-о-о-о-чень мало от основной нагрузки, почему вас вообще это беспокоит?


Избегайте тех, кто старается подорвать вашу веру в себя. Эта черта свойственна мелким людям. Великий человек, наоборот, внушает чувство, что вы можете стать великим. (Марк Твен)

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 минут назад, Armenn сказал:

Именно ваши вопросы наводят на мысль о рекламе. Почему:

 

Какой преобразователь? Куда он подключен? Почему должен уменьшаться вольтаж?

Что мешает сделать маленький резервный аккумулятор для питания ардуины? И необходимость в этом резерве возникнет в единственном случае если только вы будете разряжать основную батарею в ноль, будет ли такое? Сервопривод потребляеет о-о-о-о-чень мало от основной нагрузки, почему вас вообще это беспокоит?

В списке комплектующих стоит "Преобразователь питания для ардуинки: https://ru.aliexpress.com/item/5pcs-DC-DC-Step-Down-Converter-Module-LM2596-DC-4-0-40-to-1-3-37V/32656182588.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.c97a33ed40ocfj"

DC-DC выполнен на LM25965, спрашиваю потому что не знаю, как именно выстраивается конечное напряжение + ток, либо лишнее просто обрезается (в нагрев например) либо преобразовывается в в большие амперы, но меньшие вольты. Наличие индуктивности на плате и циферка в 95% эффективности преобразования, наталкивают на мысль о втором (меньше вольт, больше ампер), но хотелось бы убедиться. А волнует это все, потому что панель выдает всего 0,55 А, зато 18 В.

По поводу двигателей... Нашел их потребление, в совокупности с потреблением ардуины снимает все вопросы, при 70мА вообще плевать и на эффективность преобразования и иные показатели... Сам дурак, виноват. 

По сути вопросы сняты, но если ответите на них было бы все-таки неплохо, для общего образования и следующих проектов.

П.С., то видео что вы скидывали вижу впервые, зачем его рекламировать - хз, видео так себе, личные дневники.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, DmitrySinichnikov said:

LM25965

Это импульсный стабилизатор, вот на него данные от производителя. Он преобразует мощность на входе: напряжение умножить на ток, на мощность на выходе с учетом потерь в основном на тепло. Потери рассчитываются с помощью КПД. 

Ваша догадка верна:

1 hour ago, DmitrySinichnikov said:

либо преобразовывается в в большие амперы, но меньшие вольты.

Более подробно тут.

 

Для ваших целей вполне возможно подойдет вот  такой преобразователь.

Edited by Armenn

Избегайте тех, кто старается подорвать вашу веру в себя. Эта черта свойственна мелким людям. Великий человек, наоборот, внушает чувство, что вы можете стать великим. (Марк Твен)

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, DmitrySinichnikov сказал:

По поводу двигателей

Эти сервы могут поворачиваться только на угол +-90 градусов от среднего положения. Для использования в качестве нормальных движков их нужно переделать немного.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

13 часа назад, Armenn сказал:

поворот будет применяться раз в 1-5 минут

Имхо, нету необходимости производить корректировку так часто. Те доли процентов в эффективности, которые вы выиграете, будут тут-же съедены приводом. Можно делать это, скажем, раз в полчаса.


"Я не знаю какой там коэффициент, я просто паять умею. "

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, Dr. West сказал:

 

Имхо, нету необходимости производить корректировку так часто. Те доли процентов в эффективности, которые вы выиграете, будут тут-же съедены приводом. Можно делать это, скажем, раз в полчаса.

Ну, я примерно время указал, при сборке просто протестирую, может и пол часа выставлю.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Similar Content

    • By Mexanic
      Программируемый блок питатания flatpack2 2000w 48V
      Выходной ток 37,4А
      Выходное напряжение 53,5В
      При переделке возможна регулировка.
      Находится в г. Раменском, отправлю хоть куда.
      4500р.
    • By BAFI
      Берусь за новый проект) буду благодарен помощи . основная и идея и задачи - сделать максимально удобным в быту и недорогим устройством. по своему опыту в основном акм 90 ампер.час - зарядка идет до 10 часов и работая в активном режиме - тупо забывал ее выключать) - со спешкой на работу - для этого предусмотрено реле К1 - то есть - упал заряд до минимального потребления тока - отключился от сети - кнопка СЕТЬ без фиксации, основную идею регулировки шим стырил у старичка ,номиналы пока не проставил - со временем беда) , М1 - кулер - поставил регулировку от температуры - с экономит чуть денег),добавил 7812- по-моему получше будет,имхо, за основу возьму шим на тл494  в паре с ир2110 - не сторонник кучи трансформаторов) , от 3843 как в оригинале отказался - здесь токи до 9 ампер в долгую - одному ключу чет доверия нет, может ошибаюсь,имхо , пока скидываю вторичку - первичка позже - попытаюсь сделать оптимальной под эти задачи - ес если есть у кого готовая - буду благодарен .на схеме могут быть ошибки - спешка ептить) укажите ес что упустил - нет особо опыта .

    • By Merlok Life
      Хочу сделать монстр-машинку с двигателем rs550 с металлическим корпусом на ардуино.
      Подскажите как управлять мотором через ардуино нано? 
       
    • By Геннадий Быков
      Уважаемые электронщики и им сочувствующие!
      Хочу на даче собрать макет морского маяка в человеческий рост. Но для этого необходима схема управляющая светодиодами. Основное, схема должна иметь независимое питание(Солнечная панель) и быть слаботочной (5-9 вольт). Как вижу я. Маяк ориентировочно высотой 1,50-1,80 м. В маяке, с низу до верха 6 окошек (по одному 5мм светодиоду). И на верху сам маяк из 8-ми 0,5 ваттных светодиодов установленных по кругу. С наступлением темноты, включаются диоды на "1 этаже" и раз в 5-10 минут происходит действие. Диоды поэтажно (снизу вверх) начинают загораться (как будто кто-то поднимается вверх по ступеням) и после загорания самого верхнего окна, через пару секунд, включается маяк. Поочередно по кругу (эффект метеора), со скоростью 2-3 сек на круг, делает оборотов 10 и выключается. Потом в обратной последовательности гасятся окошки (светодиоды) сверху в низ и остаются два нижних, периодически и независимо включающиеся и выключающиеся (эффект присутствия). И вновь через 5-10 минут вышеописанное действие. Буду очень признателен любым советам, ссылкам, помощью. Немного умею паять, немного знаю Ардуино. Готов в разумных пределах спонсировать, разработку и сборку.
    • By Shalfey
      Нужна схема пуско -зарядного , на плате написано TADP-435AB/BDSBC30A.ВЫлетели транзисторы инвертора, терморезистор. В это зарядное добавлен бустер. Короче дроссель транзистор ,диод. Я так понял чтобы повысить напряжение для пуска. По моему этот бустер должен включаться при пуске. Но...НА панели три положения перключателя. ЗАРЯДКА, ПУСК без аккумулятора И ПУСК с аккумулятором.Сечас я пока основной инвертор не включаю. Включил в сеть .На конденсаторе 390 вольт. Это много. ПРи обычной схеме инвертора на конденсаторе 310 вольт. Значит бустер работает. Он добавляет 80 вольт. А переключатель стоит на простой зарядке. Спрашивается, на какой хрен для простой зарядки поднимать напряжение до 400 вольт.Управляет этим всем процессор. Может глюк в программе и бустер сразу включается. Тогда повышенное напряжение будет на аккумуляторе, пойдёт большой ток ну и транзисторы инвертора будут  вылетать. Хозяин просит просто сделать зарядное. Думаю отключить бустер. И на одном инверторе сделать упрошённое зарядное , без пуска, то есть без бустера. Ошибка разработчиков , явная халатность. В шиме стоит UC3845, а она при температуре меньше нуля на работает. Нужно было ставить 2835, а она дороже.А когда нам нужен пуск. когда на улице зима. Вот и выходит , что это зарядное изначально фуфло.
  • Сообщения

    • Попробуйте объяснить другу, что не все "хочухи" в жизни могут быть реализованы и иногда приходится идти на компромиссы. Иначе можно искать свой идеал до морковкина заговенья.
    • Вторая похожа на LPT порт, вы бы хоть разъём сфоткали или сами определили. Ну и для плат состояния "должны быть рабочие, но не проверял", цена неоправданно завышена.
    • При наличии зерокросса оптопара на пике синуса никогда не откроется, она вобще не откроется при напряжении более 20В. Поэтому для тяжёлых симисторов резистор 360 Ом уменьшаем в 10 раз, получаем большой ток на малых углах. 
    • Ну, искренние поздравления. А вот интересно, какие поделки на нём ваять планируете? А то смотрю на "счастливых обладателей" станков и 3D-принтеров, и подавляющее большинство после "первого запуска" начинают искать, не надо ли кому чего на этом станке...  Детишки же народ нетерпеливый. А станок - неторопливый. Если на нём "картины-барельефы" фрезеровать, так у них и на первый терпения не хватит...
    • Кд213  из за содержания золота скупают.А Ку 221 (ультразвуковые частоты переключения-18-20кГц) эксклюзив и аналогов не имеют, тому же они сняты с производства.BT-152 намного тихоходнее-до 6-7 кГц и дуга будет свистеть с этой же частотой.
    • @МОЖЕТ ЗАВТРА Называй вещи своими именами. Если собираешь ФНЧ, то ток и называй. Или хотя бы "активный фильтр для сабвуфера".  Это не звуковой операционный усилитель. Используй, как минимум, 4558\Tl072\TL082 в качестве операционного усилителя для звука. Так это один и тот же контакт по сути.  А ты вообще осознаёшь, что при питании 19 В, на делителе R7 R8 (5 вывод микросхемы) будет 9 В. Это же напряжение поступает на 3 вывод микросхемы. Соответственно, на выходе (1 вывод и 7 вывод) не может быть больше 7 В амплитудного, и, соответственно, не может быть более 5 В действующего напряжения. И схема явно не полная. Я вот по этой собирал в 2012 г, работало:
×
×
  • Create New...