太陽光追従システムの開発

2022年技術ブログ集

太陽光追従システムの開発その1
太陽光追従システムの概要

夏休みの工作を思案し下記のようなブレーンストーミングを経て太陽光追従システム
を製作することになりました。先月勉強したばかりのBluetoothも活用します。

(太陽光追従システムについてのブレーンストーミング)

S:緯度経度と方角を設定すれば追従できると思うが設置が面倒なので、カメラを搭載し太陽
 を認識して方向用と仰角用サーボ2ケ駆動で自動追従するようにする。  設置は何も考
 えず置くだけでOK。

B:素晴らしいですが、カメラではなくCdSセル(1個10円くらい)を半球面に配置してメカ
 なしで角度を求めるのは如何でしょうか。ただし二次元的に配置すると非常に多くのCdS
 セルとADCが必要になるので、
 水平角度をサーボモータで制御して垂直角度方向に8個CdSセルを配置することで、カメ
 ラより広い範囲で太陽追跡ができると思います。

S:初期起動時はめいっぱいサーボを動かす派手なアクションを数回し、太陽をホーミングす
 ることをアピール。10分毎に追従のためちょっとだけ動くのは地味なので、時々初期稼
 働アクションを入れて魅せるようにする。

B:ソラーパネルの大きさや形状を考慮して、一台ずつカスタマイズするのではなく、太陽追
 従センサー部と太陽光パネル駆動部を分けて作る方が応用が利きそうです。
 またセンサーと各ソラーユニットはBLEで接続するのは如何(1対多)でしょう。大きいパ
 ネルとか小さいパネ ルとかが同じ方向に同時にパネルを向ける絵を想像すると何かやる
 気が出きますよね。

(システム構成)

太陽追従センサの概要

太陽追従センサのプロト機と動作確認プログラム

太陽追従センサのプロト機の動作確認

太陽光追従システムの開発その2
太陽追従センサのプロト機動作設計

Cdsセルによる光強度検出ユニットのダウさが確認できましたので、
以下のSTEPに従いプロト機の開発を進めます。

(STEP2)BLE通信

昼夜の判別:一分ごとにA2のアナログ出力値を読み、200以下であれば待機delay()処理
最大角度の検出:上記A2のアナログ出力値が200以上であればセンサスキャンモードにし
        照度が最大となる水平角度H/垂直角度Vを検出します。

太陽光パネルを駆動する受信機に、昼間のみH,V値を定間隔(1分)送信します。

(H/V値送信プログラム:sunshine04.ino)

BLE受信機(発電側)

(受信プログラム:sunshiner01.ino)

太陽光追従システムの開発その3
太陽光パネル実装

太陽光パネルを受信機のサーボモーターに接続しました。

(太陽光パネル)

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(太陽光パネル装着)

(蓄電ユニット)
蓄電ユニットは準備しましたが、Liイオン電池の安全上の問題で取り付けませんでした。

太陽光追従システム実証実験

蓄電ユニットにLiイオン電池内臓を取り止めにしました。(温度上昇を懸念して安全のため)外部USBバッテリに充電するためUSB出力を確認(5.1V)しました。
なお、太陽光センサと発電ユニットは残念ながら自己電源でなく別電源で供給しています。

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