Gjurmuesi i dyfishtë i boshtit V2.0: 15 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Në vitin 2015, ne krijuam një Gjurmues të Thjeshtë të Dyfishtë të Boshtit për t'u përdorur si një student argëtues ose një projekt hobi. Ishte i vogël, i zhurmshëm, pak i ndërlikuar dhe provokoi shumë komente vërtet të çuditshëm të komunitetit. Duke u thënë kështu, tre vjet e gjysmë më vonë ne jemi ende duke marrë email dhe telefonata nga njerëz në të gjithë botën që duan të ndërtojnë të tyret.

Për shkak të suksesit të postimit tonë të projektit origjinal, videove në youtube dhe pajisjeve që shisnim, morëm një gamë të gjerë reagimesh nga një gamë e gjerë përdoruesish. Pjesa më e madhe është e mirë, disa të bezdisshme, dhe shumë të tjera që ishin në linjën e "lidhjes së kësaj gjëje është vërtet e komplikuar, kështu që ju lutemi kaloni një orë në telefon me ne për ta kuptuar". Me këtë në mendje ne kaluam disa muaj duke ridizajnuar projektin nga e para për ta bërë atë një aktivitet shumë më të efektshëm dhe të lehtë.

Në këtë shkrim do të gjeni informacione rreth azhurnimeve tona, si funksionojnë gjurmuesit diellorë, një listë pjesësh, lidhje me pajisjet tona me kod të hapur, kodin me burim të hapur dhe lidhje me vendet ku mund të blini shumë nga këto gjëra.

Zbulimi i plotë: Ne e shesim këtë projekt dhe të gjitha pjesët si një çantë edukative. Nuk keni nevojë të blini asgjë nga ne për të bërë këtë projekt. Në fakt ju mund të përdorni të gjitha burimet tona për të krijuar PCB -të tuaja, për të prerë me dru drurin tuaj në një Maker Space ose Universitet lokal, apo edhe thjesht të përdorni një tufë kartoni dhe ngjitës të nxehtë për të krijuar krijimin tuaj të mrekullueshëm. Ky është një projekt me burim të hapur përmes dhe përmes.

Give Aways: Po provojmë diçka të re në vitin 2019. Na ndiqni në instruksione, facebook, Instagram dhe ose youtube për një shans për të fituar disa pjesë falas (vetëm për rezidentët amerikanë). Pëlqeni dhe komentoni postimet dhe videot tona për këtë projekt dhe ne do të zgjedhim disa fitues gjatë muajit të ardhshëm. Ne do të japim disa grupe PCB dhe disa komplete.

Hapi 1: Pse Gjurmuesit Diellorë?

Panelet diellore janë kudo. Ato janë të lira, të disponueshme dhe shumë të lehta për t'u përdorur. Ka dhjetëra mijëra projekte të vogla të paneleve diellore të gjetura në të gjithë faqet e internetit të youtube dhe DIY.

Shumica e njerëzve ndoshta kanë disa instalime diellore në shkallë më të madhe në lagjen e tyre falë përhapjes së Blerjeve të Grupit Diellor dhe stimujve qeveritarë. Në shumicën dërrmuese të këtyre konfigurimeve panelet diellore janë të fiksuara në çatinë e një ndërtese që tregon 45 gradë në jug (kur është në hemisferën veriore). Konfigurimet e fiksuara diellore janë deri tani mënyra më e thjeshtë e furnizimit me energji të një shtëpie ose ndërtese pasi kërkojnë shumë pak mirëmbajtje dhe mirëmbajtje. Ne shpesh u themi njerëzve që na kontaktojnë se është shumë më kosto -efektive të MOS ndërtoni një gjurmues diellor për shtëpinë tuaj, por në vend të kësaj thjesht shtoni më shumë panele diellore në grupin tuaj.

Sidoqoftë, mënyra më efikase për të mbledhur energji nga një panel i vetëm është përmes një gjurmuesi diellor. Kjo lejon që paneli diellor të jetë në pozicionin optimal gjatë gjithë ditës, gjë që rrit prodhimin e energjisë me mbi 20%. Ky lloj sistemi është i përsosur për ndërtesa ose objekte që nuk kanë shumë hapësirë të çatisë së sheshtë ose situata ku energjia diellore është e paqëndrueshme.

Ne do të demonstrojmë një Gjurmues Diellor Aktiv që lëviz në boshtin X dhe Y. Ky lloj sistemi përdor një mikro kontrollues, ose një qark analog të dizajnuar mirë, dhe sensorë për të mbajtur panelin diellor në pozicionin e duhur. Ndërsa kjo krijon një demonstrim vërtet të shkëlqyeshëm që mund të shfaqni duke përdorur një elektrik dore në një klasë, ai gjithashtu përdor shumë energji dhe ka shumë pjesë lëvizëse.

Një gjurmues i bazuar në datat ose gjurmuesi i planifikuar përdor informacionin e datës dhe orës për të ndjekur një rrugë të caktuar çdo ditë pasi lëvizja e diellit është 100% e parashikueshme. Një shembull i tillë i kësaj është projekti nga përdoruesi Instructable pdaniel7 dhe përdor dy servos në një dizajn të ri për të gjurmuar në mënyrë shumë efikase diellin. Çelësi i këtij lloji të dizajnit është të siguroheni që softueri është konfiguruar të jetë më efikas për vendndodhjen tuaj të saktë.

Një Gjurmues i Mundësuar nga Personi është ai që mundësohet nga njerëzit. Kjo mund të shkojë nga diçka aq e thjeshtë sa një person që ndryshon këndin e paneleve të tij diellorë disa herë në vit deri në vendosjen e një paneli në një platformë rrotulluese të bashkangjitur në një rrotull me peshë që rivendoset çdo mëngjes. Për shembull, një fermer vendas që ne njohim ka disa panele diellore të montuara në tuba PVC në oborrin e tij. Çdo muaj ai ndryshonte paksa pozicionin dhe këndin e tyre. Veryshtë shumë e thjeshtë dhe i ndihmon atij të fitojë edhe disa amps energji nga sistemi i tij.

Hapi 2: Përmirësimet në Dizajnin Origjinal

Versioni ynë origjinal ishte më shumë i shqetësuar për mekanikën fizike sesa për elektronikën dhe kjo dëshmoi se ishte rënia e saj më e madhe. Kur filluam të ridizajnojmë këtë projekt, ne morëm vendimin për të ndryshuar instalimet tona nga një qasje "pako e telave" në një qasje të lehtë "plug and play" pasi auditori ynë prirej të ishte studentë.

Gjëja e parë që bëmë ishte krijimi i një Arduino Shield të personalizuar për lidhjen e servove dhe sensorëve. Dizajni origjinal përdori një Mburojë Sensore Arduino që funksionoi mirë për Servos, por jo mirë për Sensorët. Mburoja jonë nuk është asgjë e veçantë në përgjithësi dhe ishte deri tani aspekti më i thjeshtë për tu dizajnuar. (Ne e kemi përdorur atë edhe për projekte të tjera ku na duhej të lidhnim një sensor të thjeshtë dhe një servo.)

Për të mbajtur sensorët në vend, ne krijuam një mbajtës sensori shumë të thjeshtë që mund të vidhoset lehtë në dru. Një grup titujsh pin më pas na lejoi të lidhim PCB -në e sensorit me mburojën me kërcyeset femra. Problemi me xhirimin e këtij konfigurimi është shumë më i lehtë sesa "paketa e telave" tanë origjinalë ose një dërrasë buke.

Së fundmi, ne kaluam modelin tonë dhe ndryshuam pak nga druri nga një çerek inç në tetë inç për të ulur peshën. Ndërsa ne kurrë nuk kemi pasur ndonjë raport për njerëz që kanë probleme me Servos e tyre 9G që digjen sa më pak peshë ata po lëviznin aq më mirë. Kjo gjithashtu uli koston dhe peshat e transportit për ne pasi ne tentojmë të dërgojmë shumë komplete ndërkombëtarisht.

Hapi 3: Pjesët e nevojshme

Për të ndërtuar këtë projekt do t'ju duhet artikujt e mëposhtëm:

Mjetet:

• Drivers vidë
• Kompjuter
• Laser Cutter ose CNC Router nëse jeni duke i prerë pjesët vetë

Elektronikë:

• Arduino Uno
• Mburoja e Gjurmuesit Diellor (Kokat e Pin dhe Rezistencat 10, 000 ohm)
• Mbajtësi i sensorit PCB (Kokat e Pin dhe Rezistorët e Zbulimit të Dritës)
• Kabllo kërcyese nga femra në femra
• Servo 2 x 9G me madhësi metalike

Hardware:

• Pjesë druri të prera me lazer ose CNC
• 4 x M3 Vida + Arra në gjatësi rreth 14-16mm
• 4 x Vida me madhësi 2 prej druri në një gjatësi 1/4 inç, ose disa vida M1 me gjatësi të ngjashme
• 21 x 8-32 Vida në gjatësi 1/2 inç
• 1 x 8-32 në 3/4 inç
• 1 x 8-32 Vidhosni në gjatësi 2.5 inç dhe një arrë opsionale
• 24 x 8-32 Arra
• 4 x Këmbë gome

Opsionale:

• Qeliza diellore (6V 200mA është ajo që ne përdorim)
• Matës i tensionit LED
• Tela për t'i lidhur të dyja së bashku

Shumica e këtyre pjesëve janë mjaft të lehta për tu gjetur. Nëse dëshironi të krijoni PCB -të tuaja, mund ta bëni këtë përmes OSHPark.com ose shërbimeve të tjera PCB. Sigurohuni që të merrni Metal Gear 9G Servos për torcën shtesë që ato ofrojnë.

Së fundmi, ne në fakt bëjmë dhe shesim një çantë për këtë që përfshin gjithçka. Ne gjithashtu shesim vetëm pjesët prej druri dhe vetëm pajisjet elektronike pasi kemi marrë shumë kërkesa për opsion. Kompletet tona janë ngjitur tashmë, përfshijnë të gjitha pjesët që ju nevojiten për të ndërtuar këtë projekt dhe ne ofrojmë mbështetje për klientët.

Aaaaaaaaa dhe para se të fillojmë të marrim shumë komente të çuditshme të zemëruara nga njerëzit, ky është një projekt 100% me Burim të Hapur. Mos ngurroni të bëni tuajin duke përdorur udhëzimet tona.

Hapi 4: Përgatitja e PCB -ve

Nëse jeni duke përdorur kompletet ose pjesët tona, të dy PCB -të tashmë do të ngjiten për ju.

Nëse dëshironi të grindeni vetë, mund të gjeni skedarët tanë PCB në GitHub Repo tonë dhe më pas përdorni një shërbim të tillë si OSHPark për të kompensuar disa PCB. Ju gjithashtu do të keni nevojë për rreth 10, 000 Ohm Resistors, Pin Headers dhe Light Detecting Resistors për të mbushur bordet.

Në përgjithësi kjo është mjaft e lehtë përmes bashkimit të vrimave. Sigurohuni që të përdorni një hekur bashkues me një majë të përshtatshme në fund.

Saldimi i Mburojës: Ngjitini Kokat e Servos dhe Sensorit të Kunjave me fytyrë lart dhe kokat e kunjave lidhës Arduino të kthyer poshtë.

Saldimi i sensorit: Rezistentët e zbulimit të dritës me fytyrë lart, kokat e kokës me fytyrë poshtë.

Ne gjithashtu kemi një PCB të krijuar që përdor një Arduino Nano, por nuk është testuar. Nëse dikush bën një nga këto, ne do të donim ta shihnim në veprim!

Hapi 5: Përgatitja e pjesëve prej druri

Ne jemi mjaft me fat që kemi një Laser Cutter dhe CNC Router në punëtorinë tonë, gjë që e bën prerjen e pjesëve shumë të lehtë për ne. Shumica e njerëzve do të duhet të kërkojnë një makinë në hapësirën e tyre krijuese, universitet ose bibliotekë. Çdo prestar lazer desktop ose ruter CNC do të jetë në gjendje të trajtojë drurin 1/8 dhe 1/4 inç që ne po përdorim. Ne kemi pasur disa grupe studentësh që e ndërtuan me sukses këtë projekt me shkumë ose karton të prerë me dorë.

Një gjë që NUK rekomandojmë të përdorim është Akriliku. Veryshtë shumë e rëndë dhe e dendur e cila mund të mposhtë dy Servos.

PDF -të me linja vektoriale mund të gjenden lehtësisht në GitHub Repo tonë. Hidhini këto në programin tuaj të preferuar të prerjes me lazer, inkscape ose softuer tjetër vizatimi. Ju lutemi vini re se ne kemi të dy linjat CUT dhe linjat ETCHING në skedarët tanë.

Nëse dëshironi të thjeshtoni këtë projekt, mund të provoni të eliminoni Y Servo që kontrollon platformën e qelizave diellore dhe pastaj vetëm të rregulloni manualisht Boshtin Y. Kjo do ta kthente atë në një Gjurmues mjaft të mrekullueshëm të Aksit të Vetëm.

Ne kemi shumë kërkesa vetëm për pjesët prej druri të prera me lazer. Ne i shesim ato si një opsion në faqen tonë të internetit dhe sigurohemi që të dërgojmë të gjitha vidhat e duhura gjithashtu.

Hapi 6: Bashkojeni Servo X, këmbët dhe bazën

Shënim: Ka shumë mënyra për të bashkuar këtë projekt dhe rendi në të cilin e ndërtoni nuk ka shumë rëndësi. Nëse dëshironi të shihni disa drejtime të stilit të artit të linjës, mund ta bëni këtë me udhëzimet në faqen tonë të internetit.

Kur ndërtoni hapin e parë është të lidhni një nga servot në Rrethin Servo Mount.

Përdorni vidhat që vijnë me servo -në tuaj dhe ngjiteni atë në pjesën e poshtme të copës prej druri. Kjo është ana PA gdhendje në të.

Pastaj lidhni katër Këmbët me një 8-32 Vida dhe arra. Mos i vidhosni ato gjatë gjithë rrugës, lini pak vend për tundje.

Së fundi lidhni katër këmbët me pjesën e madhe prej druri të Projektit me katër vida dhe arra të tjera 8-32. Pasi të jenë siguruar, shtrëngoni katër vidhat e tjera në Mount Circvo Servo.

Kjo do të ishte gjithashtu një kohë e mirë për të vendosur këmbët e gomës në pjesën e poshtme të pjesës prej druri të Projektit tuaj në mënyrë që vidhat të mos gërvishtin tryezën tuaj.

Hapi 7: Bashkojeni Y Servo dhe Ndërtoni Qendrën

Përdorni diagramin e mësipërm për të ndërtuar pjesët e Qendrës.

Bashkojeni servo duke përdorur vidhat që erdhën me të. Nuk ka rëndësi se cilën anë të pjesës prej druri përdorni, vetëm se trupi i servo është i drejtuar brenda.

Tjetra, lidhni lirshëm dy Pjesët e Gjata të Drejtkëndëshit dhe dy pjesët e Udhëzuesit të Vidës së Gjate.

Hapi 8: Bashkojini Servo Horns

Shënim: Kjo është pjesa më e bezdisshme e këtij ndërtimi. Nëse thyeni një bri servo mos u shqetësoni, keni një shtesë për një arsye.

Bashkangjitni njërën prej Brirove Servo të formës X, që erdhi me servon tuaj, në pjesën e madhe të Rrethit Qendror. Ju do ta vidhosni atë në pjesën e poshtme, e cila është ana pa e gdhendur mbi të. Për ta bërë këtë, përdorni dy vida të vogla #2 prej druri.

Bëni të njëjtën gjë me njërën nga dy Krahët e Trekëndëshit duke përdorur një Servo Horn.

Hapi 9: Lidh Qendrën dhe Bazën, Faqja në Servo X

Lidhni pjesën e Rrethit Qendror ku sapo keni lidhur një bri dhe lidheni atë me pjesët e Qendrës Servo Y nga më parë. Lidhni copat dhe përdorni katër vida 8-32 dhe arra për t'i mbajtur ato së bashku.

Pastaj, vendoseni mbi Baza duke përdorur bririn Servo si pikën tuaj të lidhjes. MOS e vidhosni në vend akoma.

Homing Servo X

Duke përdorur bririn e servo tani të lidhur me servo tuaj, rrotulloni servo të gjithë në drejtim të akrepave të orës. (Ju gjithashtu mund të përdorni njërën nga pjesët tuaja të mbetura mbi Servo Horns edhe për këtë.)

Merrni Qendrën dhe vendoseni poshtë në pozicionin më të largët në drejtim të kundërt të akrepave të orës. Përdorni cepin e Bazës së Projektit si një pikë referimi.

Së fundmi përdorni vidën shumë të vogël që erdhi me servo tuaj për të vidhosur bririn në servo. Ndihmon që të keni një vidë me majë magnetike nëse mundeni.

Hapi 10: Ndërtimi i Fytyrës, Shtëpia Y Servo dhe Lidhni Gjithçka

Së pari, vidhosni PCB-në e Sensorit në Pllakën e Fytyrës duke përdorur Nut dhe Vidën tuaj një gjysmë inç (ose një inç 3/4) 8-32. Pastaj ngjitni dy ndarësit rreth tij duke përdorur më shumë 8-32 vida.

Tjetra, vidhosni dy Krahët e Trekëndëshit në Pllakën e Fytyrës.

Sigurohuni që krahu që ka Servo Horn të përputhet aty ku është Y Axis Servo juaj.

Po kthehet në Servo

Ne po bëjmë të njëjtën gjë këtu. Kthejeni Servo gjatë gjithë kohës në drejtim të akrepave të orës duke përdorur një bri servo.

Pastaj ngjiteni të gjithë Fletën e Fytyrës në mënyrë që të jetë gati vertikale, megjithatë nuk troket në ndonjë pjesë tjetër prej druri.

Duke lidhur gjithçka

Vida 2.5 inç lidh njërën anë të Pllakës së Fytyrës me Qendrën përmes vrimës së madhe të prerë me lazer.

Pastaj përdorni vidën tjetër servo shumë të vogël për të vidhosur bririn në Y Axis Servo.

Hapi 11: Bashkoni Arduino dhe lidhni telat

Së fundmi, ne duhet të vidhosim Arduino -n tonë në Pllakën Bazë duke përdorur disa vida dhe arra M3. Ne zakonisht përdorim vetëm dy vida, por shtuam vrima për katër. Pastaj bashkëngjitni Shield në Arduino.

Lidheni Servos me Mburojën. Sigurohuni që të lidhni Servo Horizontale me lidhjen e Boshtit X dhe Servo Vertikale me Lidhjen e Boshtit Y.

Përputhni pesë lidhjet midis Sensorit PCB dhe Shield, të dyja janë etiketuar. Lidhni të katër telat.

Shënim: Nëse do të keni probleme, do të jetë sepse keni lidhur diçka gabim. Kur jeni në dyshim, kontrolloni dy herë telat e sensorit dhe kontrolloni dy herë nëse servot tuaj janë në vendin e duhur.

Hapi 12: Ngarko kodin

Kodi ynë është mjaft i thjeshtë. Ai krahason dritën që godet secilën prej katër Rezistencave të Zbulimit të Dritës dhe përpiqet t'i bëjë ato të barabarta. Kjo është gjithashtu një mënyrë shumë joefikase për të bërë gjëra dhe në asnjë mënyrë kjo shkallë nuk do të ishte mirë për projektet më të mëdha. Avantazhi më i madh i këtij kodi është se është interesant për tu parë. Gjurmuesi do të ndjekë një elektrik dore shumë lehtë. Disavantazhi më i madh është se nuk është veçanërisht i saktë dhe nëse largoheni në diell gjatë gjithë ditës nuk do të lëvizë shumë shpesh. Ju mund të ndryshoni kodin për ta bërë atë më të ndjeshëm, por është shumë provë dhe gabim.

Nëse dëshironi të shkruani kodin tuaj, ose provoni diçka të ndryshme, të mrekullueshme! Sigurohuni që të ndani një lidhje me të në komente.

Duke përdorur softuerin zyrtar Arduino ngarkoni këtë kod në Arduino.

Nëse servoset dhe sensorët tuaj janë të kyçur në prizë, do ta shihni të lëvizë në një pozicion 'Home', ndaloni për një sekondë dhe më pas lëvizni përsëri.

Hapi 13: Pyetje dhe përgjigje të zakonshme

Problemet e zakonshme që njerëzit na thërrasin.

P1) inshtë në diell dhe nuk punon! Çfarë shqyerjeje

A1) A është kyçur në një burim energjie USB? Gjurmuesi nuk fuqizohet vetë dhe funksionon plotësisht nga kabllo USB që shkon në Arduino.

P2) Koka godet dhunshëm në pjesë të tjera ose në trup

A2) Ju duhet të 'strehoni' servisët përsëri. Ne duhet t'i japim limitet Servo. (Kjo mund të bëhet edhe në kod)

P3) Nuk po lëviz shumë, si ta ndryshoj atë?

A3) Provoni të përdorni një elektrik dore në një dhomë me dritë të ulët. Mund të tronditet kur jeni jashtë në rrezet e diellit.

P4) Arduino im nuk do të ngarkohet. Çfarë po bëj gabim?

A4) Sigurohuni që keni të instaluar drejtuesit për Arduino tuaj, sigurohuni që keni zgjedhur Arduino Uno nga lista e tabelave, sigurohuni që keni zgjedhur portën e duhur të komunikimit.

P4) Ky është një grisje totale! Si guxoni të paguani kaq shumë për një çantë! Ju djema thithni

A4) Faleminderit për atë koment të kuptueshëm edhe pse nuk është pyetje, a keni ardhur këtu nga YouTube? Po, ne paguajmë para për një version kit, megjithatë ne ju japim të gjithë përbërësit që ju nevojiten dhe ofrojmë mbështetje reale, të drejtpërdrejtë, të klientit për ju. Nëse nuk doni ta blini atë nga ne, bëjeni vetë me skedarët tanë me burim të hapur dhe këtë udhëzues udhëzimi.

Hapi 14: Zbukurime

Kur bëjmë versionin tonë Kit të këtij projekti, ne gjithashtu përfshijmë një qelizë diellore 6V 200mA, si dhe një Matës Volt LED të lirë. Kjo qelizë e vogël diellore nuk do të bëjë shumë, por ju mund të merrni disa të dhëna prej saj.

Ne zakonisht e bashkojmë qelizën diellore në Fytyrë duke përdorur velcro ose shirit shkumë. Ju lutemi mbani në mend se ndërsa ju mund të bashkoni teknikisht një panel diellor gjigant në këtë projekt, ju do ta shtypni atë menjëherë. Shumë e madhe e një qelize diellore gjithashtu do t'i shtonte tension shtesë Servos. (Gjurmuesit më të mëdhenj do të donin të përdorin një motor stepper të drejtuar.)

Në skedarët tanë të prerë me lazer do të gjeni një mbajtës të thjeshtë për Matësin e Tensionit LED i cili mund të ngjitet në Bazë duke përdorur dy vida të tjera 8-32. Ne përdorim arra tela për të lidhur njehsorin e tensionit me qelizën diellore. Këto lloje të Matësve të Voltit mundësohen nga burimi i tyre, në këtë rast qeliza diellore. Teli i zi në negativ, tela e kuqe dhe e bardhë në pozitive.

Hapi 15: Shijoni

Shpresojmë që ky azhurnim të ndihmojë shumë njerëz dhe të interesojë edhe më shumë për krijimin e gjurmuesit të tyre diellor të desktopit. Nëse keni pyetje, komente ose krijoni tuajin, ju lutemi postoni një koment më poshtë. Ne na pëlqen të shohim se çfarë ndryshimesh argëtuese vijnë me njerëzit.

Nëse jeni të interesuar për ndonjë nga pjesët ose furnizimet tona, kapini ato nga BrownDogGadgets.com. Dhe siç e kemi thënë shumë herë, ky është një projekt me burim të hapur, prandaj mos ngurroni të përdorni pjesët dhe furnizimet tuaja sa të doni.