Ένας ηλιοστάτης, αυτή η συσκευή είναι ικανή να περιστρέφει έναν καθρέφτη (στην περίπτωση αυτή, τον ηλιακό πίνακα) έτσι ώστε να κατευθύνει τις ακτίνες του ήλιου συνεχώς προς μία κατεύθυνση, παρά την ορατή καθημερινή κίνηση του Ήλιου.
Σε αυτό το άρθρο, θα γνωρίσουμε πώς λειτουργεί μια τέτοια συσκευή και πώς μπορεί να κατασκευαστεί. Αυτός ο ηλιοστάτης είναι ικανός να συσσωρεύει ηλιακή ενέργεια, η οποία μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, για τη φόρτιση ενός κινητού τηλεφώνου.
Εργαλεία και υλικά:
- Ηλιακό πάνελ Offgridtec 5W 12V.
- Κινητήρας DC V-TEC 6V Mini 25D με ταχύτητα 177 σ.α.λ.
- Ρυθμιζόμενη μονάδα ισχύος.
-USB-micro;
- πίνακας τυπωμένων κυκλωμάτων,
- Τρανζίστορ IRFD 110 - 2 τεμάχια.
- Τρανζίστορ IRFD 9120 - 2 τεμάχια.
Διπλός συγκριτής, DIP-8;
-Αντίσταση ταινιών από μέταλλο: 330 kOhm - 4 τεμάχια. 1K -1 τεμάχια. 4.7K - 2 τεμάχια.
- Ποτενσιόμετρα οριζόντια, 6 mm, 25 kOhm - 2 τεμάχια.
- φωτοαντιστάσεων - 2 τεμ.
- Σύνδεση PCB ευθεία, 3 ακίδων.
- Σύνδεση PCB ευθεία, λευκό 2 ακίδων - 3 τεμάχια.
- Σωλήνας συμπύκνωσης.
-Συνδέσεις.
-Plywood;
-Wire;
-Διακόπτες λέιζερ.
-3D εκτυπωτή.
-Σολλητικό σίδερο.
- Πένσες.
-Nippers;
- Κόλλα του ξυλουργού.
- κατσαβίδι ·
- θερμογόνο;
-Nozhovka;
- Τρυπάνι για μέταλλο.
- Τροφοδοσία 12 V (ή μπαταρία 9 V).
-Μιτρομετρητής.
-Luxmetter (προαιρετικό).
Βήμα πρώτο: Θεωρία
Στον αγώνα κατά της κλιματικής αλλαγής, η ανανεώσιμη ενέργεια διαδραματίζει αναπόσπαστο ρόλο. Ένα από τα οφέλη της ανανεώσιμης ενέργειας είναι ότι δεν εκπέμπουν αέρια θερμοκηπίου. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή ενέργεια, η υδροηλεκτρική ενέργεια, ο άνεμος, η θαλάσσια ενέργεια (κύμα και παλίρροια), η γεωθερμική ενέργεια, η βιοενέργεια, το υδρογόνο. Μια πηγή ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά και ξανά χωρίς εξάντληση και προέρχεται από φυσικούς πόρους θεωρείται ανανεώσιμη ενέργεια. Εάν μόνο ένα τοις εκατό της έρημο Σαχάρας καλύπτεται από ηλιακούς συλλέκτες, τότε αυτό θα είναι αρκετό για να παρέχει ολόκληρο τον κόσμο με ηλεκτρισμό.
Για να χρησιμοποιήσει την ενέργεια που ο ήλιος στέλνει στη γη, πρέπει να μετατραπεί σε μια άλλη μορφή ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί πιο εύκολα, για παράδειγμα, στην ηλεκτρική ενέργεια.
Σε ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο, το ηλιακό φως μετατρέπεται απευθείας σε ηλεκτρισμό.
Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό στοιχείο κατασκευάζεται από υλικό πυριτίου ημιαγωγού.Συνήθως αυτός ο τύπος ηλιακού στοιχείου αποτελείται από δύο στρώματα πυριτίου: Ι) πυριτίου τύπου ν και τύπου ΙΙ) πυριτίου τύπου ρ. Ένα ηλιακό κύτταρο παράγει ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως.
Βήμα δεύτερο: Προετοιμασία εξαρτημάτων
heliostat_all_3mm_comp_v4.svg
Zahnrad.stl
Κόψτε όλα τα μέρη ξύλου με ένα κόπτη λέιζερ. Εκτυπώστε το γρανάζι σε έναν 3D εκτυπωτή. Κόψτε ένα κομμάτι ίνας για τον άξονα (μήκος περίπου 1,6 cm).
Κόψτε δύο πλαστικούς σωλήνες, ένας με διάμετρο 20 mm και μήκος 40 mm (για τον άξονα) και ο άλλος με διάμετρο 32 mm και μήκος 2 cm (για αισθητήρες φωτός).
Βήμα τρίτο: Τοποθετήστε το φορτιστή
Τώρα πρέπει να συναρμολογήσετε το φορτιστή.
Δύο σύρματα των 22 εκατοστών πρέπει να είναι συγκολλημένα στον ακροδέκτη δύο ακίδων. Μονώστε τα σημεία συγκόλλησης.
Υπάρχει ένα κιβώτιο τοποθέτησης στο πίσω μέρος του ηλιακού πλαισίου. Τα δεύτερα άκρα των συρμάτων στερεώνονται στις επαφές του ηλιακού πίνακα. Κατά την εγκατάσταση πρέπει να τηρείτε την πολικότητα.
Τώρα πρέπει να συνδέσουμε τον ηλιακό πίνακα με τον ρυθμιστή τάσης, καθώς και με έναν φορτιστή USB.
Το καλώδιο USB έχει τέσσερα σύρματα. Χρειάζεστε δύο, μαύρο και κόκκινο. Το κόκκινο είναι συγκολλημένο σε + την έξοδο του ρυθμιστή τάσης, μαύρο έως μείον. Χρησιμοποιώντας ένα επιπλέον καλώδιο, συνδέουμε το ηλιακό πάνελ και τις επαφές νερού του ρυθμιστή.
Δεδομένου ότι το ηλιακό στοιχείο παράγει 12 V και οι συσκευές USB έχουν ονομαστική τιμή μόνο στα 5 V, ο ρυθμιστής τάσης πρέπει να ρυθμιστεί σε 5 V.
Είναι απαραίτητο να συνδέσετε μια πηγή τροφοδοσίας στις επαφές εισόδου του ρυθμιστή και να μετρήσετε την τάση εξόδου. Εάν είναι απαραίτητο, ρυθμίστε την τάση σε τιμή 5 V. χρησιμοποιώντας τη βίδα ρύθμισης.
Βήμα τέσσερα: PCB
Η θέση του ηλιακού πλαισίου σε σχέση με τον ήλιο θα παρακολουθείται με δύο αισθητήρες φωτός. Η περιστροφή του πίνακα θα πραγματοποιηθεί με τη χρήση του κινητήρα. Κυβερνώνει όλα ηλεκτρονικό αμοιβή. Τοποθετούμε το διοικητικό συμβούλιο σύμφωνα με το σχέδιο.
Όταν όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα είναι συγκολλημένα στον πίνακα τυπωμένου κυκλώματος, θα πρέπει να δοκιμάζεται η λειτουργικότητά του. Για τη δοκιμή θα χρειαστεί μια τροφοδοσία ρεύματος, έναν κινητήρα δοκιμής συνδεδεμένο σε έναν ακροδέκτη 2 ακίδων και ένα κατσαβίδι. Είναι απαραίτητο να ελέγξετε αν ο κινητήρας περιστρέφεται, εάν τροφοδοτείται με ρεύμα και εάν ο κινητήρας αλλάζει την κατεύθυνση περιστροφής.
Ενεργοποιήστε τη σανίδα. Πάρτε ένα κατσαβίδι και ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο R9 στη μεσαία θέση. Ο κινητήρας πρέπει να σταματήσει να στρέφεται. Γυρίστε το κατσαβίδι προς την άλλη κατεύθυνση για να ελέγξετε αν το γρανάζι κινητήρα περιστρέφεται επίσης προς την αντίθετη κατεύθυνση. Εάν όλα λειτουργούν, ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο στη μεσαία θέση και απενεργοποιήστε την τροφοδοσία.
Βήμα πέντε: Αισθητήρες φωτός
Ο ηλιοστάτης πρέπει πάντα να ευθυγραμμίζεται απόλυτα με τον ήλιο για να δέχεται όσο το δυνατόν περισσότερη ενέργεια. Έτσι, απαιτείται ένας μηχανισμός για να διασφαλιστεί ότι ο ηλιοστάτης είναι πάντα στραμμένος προς τον ήλιο. Αυτή η κατάσταση ικανοποιείται με τη χρήση φωτοαντιστάσεων (ή αισθητήρων φωτός). Οι αισθητήρες φωτός τοποθετούνται πάνω από τον ηλιακό πίνακα. Πρώτα πρέπει να συνδέσετε τα δύο ξύλινα μέρη (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα) και να εισάγετε τους δύο αισθητήρες στις αντίστοιχες τρύπες.
Στη συνέχεια, τοποθετήστε ολόκληρη την υποδοχή του αισθητήρα φωτός σε ένα στρογγυλό πλαστικό σωλήνα διαμέτρου 32 mm και μήκος 2 cm. Τώρα πρέπει να συνδέσετε το φωτοαντιστάσεων με τον πίνακα. Πάρτε τρία καλώδια (με μήκος περίπου 60 cm) και τα κολλήστε στις επαφές του αισθητήρα.
Οι αισθητήρες θα συνδεθούν στην πλακέτα χρησιμοποιώντας ένα βύσμα 3 ακίδων.
Βήμα έξι: Κινητήρας
Συνδέστε το καλώδιο σύνδεσης 2 ακίδων στο μοτέρ. Ο κινητήρας θα εισαχθεί στην πλάκα βάσης του ηλιοστάτη. Σύνδεση του ρυθμιστή τάσης στην πλακέτα
Έβδομο βήμα: συναρμολόγηση του τμήματος στήριξης και του περιστροφικού μηχανισμού
Το μηχανικό τμήμα του ηλιοστάτη αποτελείται από μια βάση που κατασκευάζεται με τη μορφή κουτιού στο οποίο τοποθετείται μια περιστρεφόμενη πλάκα βάσης.
Τοποθετήστε την πλάκα βάσης μπροστά σας και βεβαιωθείτε ότι η μεγάλη τρύπα βρίσκεται στην επάνω δεξιά γωνία.Κόψτε τα πόδια στις γωνίες του στηρίγματος.
Στη συνέχεια, πρέπει να στερεώσετε τους τροχούς και το γρανάζι στο πικάπ. Οι άξονες που χρησιμοποιούνται είναι σύρμα.
Στη συνέχεια, ο κινητήρας είναι εγκατεστημένος και σταθερός.
Πηγαίνοντας να τοποθετήσετε τον ηλιακό πίνακα.
Απομένει να εγκαταστήσετε τον πίνακα και να ασφαλίσετε τα ηλεκτρονικά από το κάτω μέρος της βάσης. Τώρα όλα είναι έτοιμα και μπορείτε να προσπαθήσετε να φορτίσετε το κινητό σας τηλέφωνο.
