太陽能電池板自動(dòng)追蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

太陽能電池板自動(dòng)追蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄1.課程項(xiàng)目任務(wù)書 22.項(xiàng)目選題構(gòu)思 32.1選題的背景依據(jù) 32.2方案的分析 32.3項(xiàng)目規(guī)劃 33.項(xiàng)目整體設(shè)計(jì) 44.項(xiàng)目運(yùn)行 44.1三維設(shè)計(jì)圖 44.2實(shí)物設(shè)計(jì) 74.3整體調(diào)試 75．總結(jié)與體會(huì) 7 1.課程項(xiàng)目任務(wù)書本學(xué)期開展可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課程項(xiàng)目，是為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)一般控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試技能訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目任務(wù)要求分析及項(xiàng)目實(shí)施工作方法選擇，建立創(chuàng)新意識(shí)、激發(fā)其對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的工作作風(fēng)。項(xiàng)目選題太陽能電池板自動(dòng)追蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)及要求項(xiàng)目任務(wù)：為了節(jié)能減排使太陽能的利用率達(dá)到最大化3.整合工程制圖基礎(chǔ)與CAD、機(jī)械結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、電機(jī)控制和solidworks等相關(guān)課程，深化并提高；4學(xué)習(xí)三維造型設(shè)計(jì)仿真、繪圖軟件的知識(shí)。5.完成太陽能電池板自動(dòng)追光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電池板的自動(dòng)追光功能。6.響應(yīng)國家自動(dòng)化的號(hào)召。要求：1、工程制圖和識(shí)圖能力；2、三維建模和仿真能力；3、電機(jī)選型和控制能力；4.整合結(jié)構(gòu)和協(xié)調(diào)能力5、結(jié)構(gòu)裝配和調(diào)試能力項(xiàng)目考核方式1.過程考核（40%）：包括工作態(tài)度、溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作2.項(xiàng)目實(shí)施（30%）：包括知識(shí)應(yīng)用、技能應(yīng)用、解決問題3.項(xiàng)目答辯（30%）：包括項(xiàng)目貢獻(xiàn)、表達(dá)能力、作品評(píng)價(jià)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)劃2022.5.7-2022.5.20項(xiàng)目選題及申報(bào)；2022.5.21-2022.5.28項(xiàng)目前期分析及資料收集；2022.5.29-2022.6.10項(xiàng)目硬件系統(tǒng)的構(gòu)建；2022.6.11-2022.6.15項(xiàng)目軟件系統(tǒng)的構(gòu)建；2022.6.16-2022.6.20項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)安裝及調(diào)試；2022.6.21-2022.6.21項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)匯報(bào)及答辯；2022.2022.6.22-2022.6.24項(xiàng)目相關(guān)文件資料整理歸檔2.項(xiàng)目選題構(gòu)思2.1選題的背景依據(jù)目前對(duì)于能源大多行業(yè)還在使用傳統(tǒng)的煤炭，電能等，而現(xiàn)在據(jù)國務(wù)院印發(fā)的“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知可以明確看出未來的能源市場(chǎng)會(huì)被新型的綠色能源所據(jù)，太陽能無疑是非常好的選擇，但是現(xiàn)在的太陽能收集裝置大多都是靠著大的占地面積才能收集到能源，因?yàn)樘枙?huì)隨著時(shí)間偏移，使得收集能量的效率大幅降低，這對(duì)于將太陽能運(yùn)用到生活中無疑是不小的缺陷，同時(shí)在操作太陽能板塊時(shí)操作不規(guī)范將會(huì)導(dǎo)致不小的能量損失，而本次項(xiàng)目的設(shè)計(jì)靈感無疑是由此產(chǎn)生的。2.2方案的分析我們先設(shè)計(jì)電路，進(jìn)行仿真，然后再使用三維軟件搭建結(jié)構(gòu)。我們?cè)趯?shí)物的頂端全方面安裝的光敏電阻，連接到arduion主板，在電腦上使用的arduion軟件進(jìn)行編程，同時(shí)配對(duì)適應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)，光敏電阻發(fā)出信號(hào)至主板，主板根據(jù)編程帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，使太陽能板可以精準(zhǔn)的收集太陽能，同時(shí)因?yàn)榭蛇\(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)使得需要的占地面積得到減少，可以大幅度的提高能力的收集率。2.3項(xiàng)目規(guī)劃項(xiàng)目認(rèn)識(shí)隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到環(huán)保的重要性，加上對(duì)于能源的需求，新能源太陽能無疑是大家的寵兒，本設(shè)備可以使太陽能得到最大化使用項(xiàng)目要點(diǎn)1.根據(jù)要求分析追光系統(tǒng)的原理2.硬件設(shè)計(jì)：可3D打印出或購買原部件，根據(jù)Arduino來接線3.軟件設(shè)計(jì)：編寫Arduion程序4.聯(lián)機(jī)調(diào)試：硬件連線、軟件編譯調(diào)試；項(xiàng)目計(jì)劃日期工作內(nèi)容2022.5.7-2022.5.20確定初步方案2022.5.20-2022.6.1完成電路設(shè)計(jì)以及三維設(shè)計(jì)圖2022.6.1-2022.6.10完成硬件部分的搭建，以及電路的實(shí)體測(cè)試2022.6.10-2022.6.16完成軟件的編程2022.6.16-2022.6.29項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)在、安裝以及調(diào)試3.項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用ArduinoNono來實(shí)現(xiàn)控制，用光敏電阻傳遞信號(hào)，本項(xiàng)目用到了兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，一個(gè)來控制控制橫向運(yùn)動(dòng)，一個(gè)控制縱向運(yùn)動(dòng)。利用光敏電阻接收信號(hào)，根據(jù)光敏電阻的信號(hào)。4.項(xiàng)目運(yùn)行4.1三維設(shè)計(jì)圖機(jī)械三維裝配圖如圖4.1-4.2所示。圖4.1電池板自動(dòng)追蹤系統(tǒng)裝配圖視角一圖4.2電池板自動(dòng)追蹤系統(tǒng)裝配圖視角二4.2實(shí)物設(shè)計(jì)依托三維設(shè)計(jì)，采購相關(guān)實(shí)物和零部件，然后根據(jù)三維圖紙組裝調(diào)試，具體組裝后的結(jié)果如圖4.3所示。圖4.3電池板自動(dòng)追蹤系統(tǒng)實(shí)物裝配效果圖4.3整體調(diào)試調(diào)試步驟按照硬件接線圖連接。2)編程：編寫吊瓶自動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)的Arduino程序。3)將Arduino程序運(yùn)用到實(shí)際的操作結(jié)構(gòu)中4)打開電源測(cè)試是否有預(yù)期的功能，如有錯(cuò)誤，檢查硬件接線和程序，直到調(diào)試成功為止。5)調(diào)試完成后，關(guān)閉電腦，拆下連接線，整理并放回原處，做好設(shè)備整理和清潔工作。調(diào)試要點(diǎn)1)將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隺rduion軟件后，首先要做的就是仔細(xì)檢查程序，并改正寫入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。用戶程序一般先在實(shí)驗(yàn)室用手機(jī)光模擬太陽模擬調(diào)試。5．總結(jié)與體會(huì)在整個(gè)學(xué)期項(xiàng)目中，我們有得汗水，有辛勤，有收獲。我們把在課堂上所學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)踐中，是我們更加熟練度掌握這項(xiàng)知識(shí)，我們用電氣工廠技術(shù)這門課的知識(shí)搭建了我們的電路，用solidworks中所學(xué)的知識(shí)搭建三維模型，為后續(xù)實(shí)物的建造減少了時(shí)間，真正開啟了學(xué)以致用之門，并極大了增強(qiáng)了自信心。其實(shí)一開始決定參加大賽，我們一直不知道創(chuàng)新什么，后面在老師指點(diǎn)下看到了新能源太陽能，我們就明確了目標(biāo)，在一開始的時(shí)候，我們什么都不會(huì)，在葉宏老師的指導(dǎo)下，我們逐漸的學(xué)習(xí)如何去做，在此期間我們也吃過很多虧，例如雖然電路做了仿真調(diào)試，但是現(xiàn)實(shí)中因?yàn)殡妷翰粔蚍€(wěn)定，接線等原因一再短路。也因?yàn)閷?duì)搭建結(jié)構(gòu)沒有足夠經(jīng)驗(yàn)，也沒有做好提前的了解，以至