Χρησιμοποιώντας καθημερινά υλικά και γνώσεις μαθηματικών, φυσικής,πληροφορικής και άλλες επιστήμες θα φτιάξουμε ένα παραβολικό κάτοπτρο που θα μπορεί να χρησιμοποιεί τον ήλιο με την μέγιστη δυνατή απόδοση ώστε να ζεστάνουμε νερό και να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια. Η μέγιστη απόδοση επιτυγχάνεται με την χρήση του μικροεπεξεργαστή arduino, τον οποίο προγραμματίζουμε έτσι ώστε η συσκευή μας να παρακολουθεί τον ήλιο καθ όλη την διάρκεια της ημέρας, με την βοήθεια φωτοκυττάρων.
Υλικά:
- ARDUINO UNO
- CNC SHIELD FOR ARDUINO UNO
- STEPPER MOTOR DRIVER – DRV8825 (X2)
- STEPPER MOTOR – 42BYGHW804 (X2)
- PHOTORESISTOR LDR (X4)
- ΜΠΑΤΑΡΊΑ ΜΟΛΎΒΔΟΥ 12V
- ΠΛΑΚΈΤΑ ΔΙΆΤΡΗΤΗ
- ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΉ ΚΥΨΈΛΗ 2W (X3)
- VOLTAGE REGULATOR L78S12CV – 12V 2A
- DIODE RECTIFIER 45V 15A
- ΛΑΜΑΡΙΝΑ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ
- ΧΑΛΚΙΝΟ ΣΩΛΗΝΑ
- ΚΑΔΡΟΝΑΚΙΑ
- ΜΟΡΙΟΣΑΝΙΔΑ
- ΚΑΛΩΔΙΑ
- ΞΥΛΟΒΙΔΕΣ
- ΙΜΑΝΤΑ ΓΙΑ ΤΑ ΜΟΤΕΡ
18.DIODE RECTIFIER 45V 15A (TO220)
19.VOLTAGE REGULATOR L78S12CV – 12V 2A
20.VOLTAGE REGULATOR L7809CV – 9V 1.5A
21.ΜΠΑΤΑΡΊΑ ΜΟΛΎΒΔΟΥ 12V 1.3AH
22.ΠΛΑΚΈΤΑ ΔΙΆΤΡΗΤΗ 30X70MM – ΔΙΠΛΉΣ ΌΨΗΣ
23.ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΉ ΚΥΨΈΛΗ 2W 136X110MM
24.ΨΎΚΤΡΑ ΤO-220 ΜΕΣΑΊΑ 25MM
25.ΚΌΛΑ ΣΙΛΙΚΌΝΗΣ
Λογισμικό
Κατασκευή – Λειτουργία
1ο στάδιο:
Κατασκευή Παραβολικού Κατόπτρου
Αρχικά σχεδιάσαμε την παραβολή χρησιμοποιώντας GeoGebra σε Α4 και κόψαμε το ξύλο στο σχήμα της παραβολής.
Έπειτα βιδώσαμε την ανακλαστική επιφάνεια (φύλλο αλουμινίου) στα ξύλα.
Στην συνέχεια κατασκευάζουμε τους δύο άξονες περιστροφής με τις τροχαλίες και τα συνδέουμε όλα στην βάση. Μετά συνδέσαμε τα βηματικά μοτέρ για να μπορεί το κάτοπτρο να περιστρέφετε.
Συνδέσαμε τους αισθητήρες φωτός στο Arduino.
Τέλος προγραμματίζουμε το Arduino ώστε να δέχεται τα σήματα των αισθητήρων και να κινεί αναλόγως το κάτοπτρο.
Το πρόγραμμα ειναι εδω: https://github.com/6geltrik/smart-parabolic-mirror/blob/master/Program
2ο στάδιο: Παραγωγή ρεύματος και αυτονομίας
Αρχικά κολλήσαμε 2 φωτοβολταϊκά πάνελ σε σειρά πάνω στο πλαίσιο του κατόπτρου ώστε να έχουμε συνολικά περισσότερα των 12V. Μετά κατασκευάσαμε την πλακέτα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων για φόρτιση της μπαταρίας και την τροφοδοσία του arduino.
Ολοκληρωμένη η κατασκευή και η λειτουργία της φαίνετε στον σύνδεσμο: https://youtu.be/C0IQXz99zzM