Солнечный трекер своими руками
Канал “тяп-ляп” показал, как сделать самодельный солнечный трекер для панелей. Они будут автоматически поворачивается вслед за солнцем, увеличивая КПД энергетической установки.
Понадобятся две солнечные батареи мощностью по по 3,5 ватт. На на выходе у одной более 6 вольт, что при последовательном соединении двух батарей даст более 12 вольт. На обратной стороне USB гнездо. Три выхода из трех сегментов батареи. Каждый из которых генерируют по 2 вольта. То есть при необходимости можно подключиться соответствующим образом и получить 2, 4, 6 вольт.
Следующий важный узел – два сервопривода. Один будет поворачивать солнечную батарею по горизонтальной оси, а другой по вертикальной. Эти приводы непростые, их не так просто заставить вращаться. Необходима некоторая доработка. В наборе с каждым из двигателей идут пластиковые крестовины, диски, винты для крепления. Для двигателя приобретённые кронштейны. Также в наборе крепежные винты, подшипник и диски. Контроллер заряда. Он будет принимать энергию от солнечных батарей и передавать её в аккумулятор.
Начнем работу своими руками с электронной начинки. Схема трекера для солнечной панели ниже. 
Электрическая схема, плата, программа для редактирования платы: https://cloud.mail.ru/public/DbmZ/5NBCG4vsJ
Схема очень простая и легкая для повторения. Она наиболее удачная из нескольких проверенных вариантов. Но даже ей автору пришлось немножко изменить. Пришлось изменить номиналы переменных и постоянных резисторов, была спроектирована схема печатной платы.
Для начала распечатаем схему печатной платы трекера на специальной бумаге. Это лазерно-утюжная технология. Бумага имеет глянцевый вид. С обратной стороны она обычная матовая. Печатать нужно на лазерном принтере на глянцевой стороне. После контакта с утюгом надо дать остыть и бумага легко отрывается от слоя.
Перед переносом текстолит обязательно нужно обезжирить. Лучше всего использовать мелкую наждачную бумагу. Прикладываем рисунок к плате и проглаживаем горячим утюгом 2 минуты.
Теперь нужно вытравить плату трекера. Можно использовать персульфат аммония. Продается в магазинах радиотоваров. Один и тот же раствор можно использовать несколько раз. Желательно перед применением подогрев жидкости до 45 градусов. Это сильно ускорит процесс травления. Через 20 минут правление успешно завершилось. Теперь нужно снять тонер. Опять используем наждачку или ацетон.
Теперь можно проделать отверстие в плате. Можно приступать к пайке деталей.
Сердце солнечного трекера – операционный усилитель lm324n. Два транзистора типа 41c, типа 42c. Один керамический конденсатор 104. Многие детали автор разработки заменил на smd тип. Вместо диодов 5408 использованные их аналоги smd типа. Главное использовать не менее 3 ампер. Один резистор на 15 килоом, 1 на 47 килоом. Два фоторезистора. 2 подстроечных резисторов на 100 и 10 килоом. Последний отвечает за чувствительность фото датчика.
Далее смотрите на видео об изготовлении своими руками трекера с 8 минуты
Устройство слежения за солнцем для солнечных панелей – гелиостат
Гелиостат, или по другому, трекер – это такое устройство для слежения за солнцем, в нашем случае для поворота солнечных панелей, что бы они всегда были перпендикулярно солнцу. Ведь не секрет, что именно в таком случае солнечная панель отдаёт максимальную мощность. На схеме вверху устройство для слежения за солнцем (гелиостат) использует импульсное регулирование и без всякой помощи человека способно ориентировать солнечную батарею по наилучшей освещенности.
Схема гелиостата состоит из тактового генератора (DD1.1, DD1.2), двух интегрирующих цепей (VD1R2C2, VD2R3C3), такого же числа формирователей (DD1.3, DD1.4), цифрового компаратора (DD2), двух инверторов (DD1.5, DD1.6) и транзисторного коммутатора (VT1—VT6) направления вращения электродвигателя М1, управляющего поворотом платформы, на которой установлена солнечная батарея. С поступлением питания генератор на элементах DD1.1, DD1.2 вырабатывает тактовые импульсы, следующие с частотой около 300 Гц. При работе устройства сравниваются длительности импульсов, сформированных инверторами DD1.3, DD1.4 и интегрирующими цепями VD1R2C2, VD2R3C3. Их крутизна меняется в зависимости от постоянной времени интегрирования, которая, в свою очередь, зависит от освещенности фотодиодов VD1 и VD2 (ток зарядки конденсаторов С2 и СЗ пропорционален их освещенности). Сигналы с выходов интегрирующих цепей поступают на формирователи уровня DD1.3, DD1.4 и далее — на цифровой компаратор, выполненный на элементах микросхемы DD2. В зависимости от соотношения длительностей импульсов, поступающих на входы компаратора, сигнал низкого уровня появляется на выходе элемента DD2.3 (вывод 11) или DD2.4 (вывод 4). При равной освещенности фотодиодов на обоих выходах компаратора присутствуют сигналы высокого уровня. Инверторы DD1.5 и DD1.6 необходимы для управления транзисторами VT1 и VT2. Высокий уровень сигнала на выходе первого инвертора открывает транзистор VT1, на выходе второго — VT2. Нагрузками этих транзисторов являются ключи на мощных транзисторах VT3, VT6 и VT4, VT5, которые коммутируют напряжение питания электродвигателя М1. Цепи R4C4R6 и R5C5R7 сглаживают пульсации на базах управляющих транзисторов VT1 HVT2. Направление вращения двигателя меняется в зависимости от полярности подключения к источнику питания. Цифровой компаратор не позволяет одновременно открыться всем ключевым транзисторам, и, таким образом, обеспечивает высокую надежность системы.
Утром с восходом солнца освещенность фотодиодов VD1 и VD2 окажется различной, и электродвигатель начнет поворачивать солнечную батарею с запада на восток. По мере уменьшения разницы в длительностях импульсов формирователей, будет уменьшаться длительность результирующего импульса, и скорость поворота солнечной батареи плавно будет замедляться, что обеспечит ее точное позиционирование на солнце. Таким образом, при импульсном управлении вращение вала электродвигателя можно передавать платформе с солнечной батареей непосредственно, без применения редуктора. В течение дня платформа с солнечной панелью будет поворачиваться за движением солнца. С наступлением сумерек длительности импульсов на входе цифрового компаратора окажутся одинаковыми, и система перейдет в дежурный режим. В этом состоянии потребляемый устройством ток не превышает 1,2 мА (в режиме ориентации он зависит от мощности двигателя).
Если дополнить конструкцию блоком вертикального отклонения, собранным по аналогичной схеме, можно полностью автоматизировать ориентацию батареи в обеих плоскостях. Если вдруг указанных на схеме микросхем не оказалось, их можно заменить на микросхемы серий К564, К176 (при напряжении питания 5…12 В). Транзисторы КТ315А заменимы любыми из серий КТ201, КТ315, КТ342, КТ3102, а КТ814А — любыми из серий КТ814, КТ816, КТ818, а также германиевыми П213—П215, П217. В последнем случае между эмиттерами и базами транзисторов VT3— VT6 следует включить резисторы сопротивлением 1…10 кОм, чтобы предотвратить их случайное открывание вследствие значительного обратного тока. Вместо фотодиодов ФД256 можно поставить кусочки от солнечных элементов (включенные с соблюдением полярности), фототранзисторы без цепей смещения, а также фоторезисторы, например, СФ2, СФЗ или ФСК любой модификации. Следует только подобрать (изменением сопротивления резистора R1) частоту тактового генератора по надежному срабатыванию цифрового компаратора. Для защиты фотодиодов от избыточного облучения применен зеленый светофильтр. Между фото датчиками помещают непрозрачную шторку. Ее закрепляют перпендикулярно плате с таким расчетом, чтобы при изменении угла освещения она затеняла один из фотодиодов. 
Источник
Источник
Гелиостат с солнечной панелью + зарядное для гаджетов
Гелиостат, это устройство способное поворачивать зеркало, (в данном случае солнечную панель) так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение Солнца.
В этой статье мы познакомимся с тем, как работает такое устройство и, как его можно изготовить. Данный гелиостат способен накапливать солнечную энергию, которую затем можно использовать, например, для зарядки мобильного телефона.
Инструменты и материалы:
-Солнечная панель Offgridtec 5Вт 12В;
— Двигатель постоянного тока V-TEC 6В Mini 25D с зубчатой передачей 177 об / мин;
— Регулируемый модуль питания;
-USB-micro;
-Печатная плата;
-Транзистор IRFD 110 — 2 шт;
-Транзистор IRFD 9120 — 2 шт;
-Компаратор двойной, DIP-8;
-Металлические пленочные резисторы: 330 кОм — 4 шт; 1K -1 шт; 4,7K — 2 шт;
-Потенциометры горизонтальные, 6 мм, 25 кОм — 2 шт;
-Фоторезистор — 2 шт;
-Разъем PCB прямой, 3-контактный;
-Разъем PCB прямой, белый 2-контактный — 3 шт;
-Термоусадочная трубка;
-Крепеж;
-Фанера;
-Провода;
-Лазерный резак;
-3D-принтер;
-Паяльник;
-Плоскогубцы;
-Кусачки;
-Столярный клей;
-Отвертка;
-Термопистолет;
-Ножовка;
-Сверло по металлу;
-Источник питания 12 В (или батарея 9 В);
-Мультиметр;
-Люксметр (опционально);
Шаг первый: теория
В борьбе с изменением климата, возобновляемые источники энергии играют незаменимую роль. Одним из преимуществ возобновляемых источников энергии является то, что они не выделяют парниковых газов. Есть много различных возобновляемых источников энергии, таких как: солнечная энергия, гидроэнергия, ветер, морская энергия (волна и прилив), геотермальная энергия, биоэнергетика, водород. Источник энергии, который можно использовать снова и снова без истощения и поступающий из природных ресурсов, рассматривается как возобновляемая энергия. Если только один процент пустыни Сахара покрыть солнечными панелями, то этого будет достаточно чтобы обеспечить весь мир электричеством.
Чтобы использовать энергию, которую солнце посылает на землю, ее необходимо преобразовать в другую форму энергии, которую можно использовать проще, например, в электричество.
В фотоэлектрическом элементе, солнечный свет напрямую преобразуется в электричество.
Типичный фотоэлектрический элемент сделан из полупроводникового материала кремния. Обычно этот тип солнечного элемента состоит из двух слоев кремния: I) кремния n-типа и II) кремния p-типа. Солнечный элемент генерирует электричество, используя солнечный свет.
Шаг второй: подготовка деталей
heliostat_all_3mm_comp_v4.svg
Zahnrad.stl
Вырежьте все деревянные детали с помощью лазерного резака. Распечатайте шестерню на 3D-принтере. Отрежьте кусок поволоки для оси (длина около 1,6 см).
Отрежьте две пластиковых трубы, одну диаметром 20 мм и длиной 40 мм (для оси) и другую диаметром 32 мм и длиной 2 см (для датчиков освещенности).
С обратной стороны солнечной панели есть монтажная коробка. Вторые концы проводов закрепляются на контактах солнечной панели. При монтаже необходимо соблюдать полярность.
Теперь нам нужно подключить солнечную панель к регулятору напряжения, а также к USB-зарядному устройству.
У USB-кабеля есть четыре провода. Нужны два, черный и красный. Красный припаивается к + выхода регулятора напряжения, черный к минусу. С помощью дополнительного провода соединяем солнечную панель и водные контакты регулятора.
Когда все электронные компоненты припаяны к печатной плате, ее функциональность должна быть проверена. Для теста понадобится блок питания, тестовый мотор, подключенный к 2-контактному разъему и отвертка. Нужно проверить вращается ли двигатель, подается ли на него питание, и меняет ли двигатель направление вращения.
Подайте питание на плату. Возьмите отвертку и установите потенциометр R9 в среднее положение. Двигатель должен перестать вращаться. Поверните отвертку в другом направлении, чтобы проверить, вращается ли также шестерня двигателя в обратном направлении. Если все работает, установите потенциометр в среднее положение и отключите питание.
Источник