Arduino микроконтроллерін пайдаланып күн трекерін жасау

Кіріспе 5
1. Күн энергиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 6
1.1 Күн радиациясы, оны қолдану ерекшеліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.2 Күн батареяларының жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 8
2. Күн радиациясын түрлендіруші техникалық құрылғылар ... ... ... ... 12
2.1 Күн энергиясының коллекторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
2.2 Күн энергиясының концентраторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 15
2.3 Күн энергиясының трекері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 17
3. Заманауи микроконтроллерлерге шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 25
3.1 Микроконтроллер. Arduino микроконтроллерлер тобына қысқаша шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 31
3.2 Arduino платаларын кеңейту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 32
3.3 Arduino өңдеу ортасы және программалау негіздері ... ... ... ... ... .. 35
4. Arduino микроконтроллерін пайдаланып күн трекерін жасау ... ... 41
4.1 Бір осьті күн трекерін құрастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
4.2 Трекердің электрондық схемасының ерекшеліктері және оны программалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
4.3 Трекерді тәжірибеден өткізу нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
Қоғамның энергиямен қамтамасыз етілуі – ол елдің ғылыми–техникалық озуына, өндіруші күштерінің артуына негіз болады. Энергияның қоғамдық қажеттіліктермен сәйкес келуі экономикамыздың өркендеуінің басты факторы болып табылады. Себебі бүкіләлемдік экономика даму үшін өндірістің энергиямен қамтамасыз етілуі тұрақты түрде өсіп отыруы тиіс әрі болашақта кеңінен пайдаланылатындай болуы шарт. 1973-1974 жж. энергетикалық дағдарыс капиталистік елдерде дәстүрлі энергия көздері (мұнай, көмір, газ) негізінде оған қол жеткізу қиынға соғатынын көрсетті. Дәстүрлі энергияны пайдалану құрылымын ғана емес, енді альтернативті энергия көздерін кеңінен пайдалану қажет. Дәстүрлі емес энергия көздеріне күн, геотермалды және жел энергиясы, сонымен қатар мұхит, биомасса энергиясы т.б. жатады. Әдетте оларға атом энергиясын да жатқызады. Алайда қазіргі таңда атом энергиясының дамуы тек шартты түрде болып отыр.
1. Ляшков В.И., Кузьмин С.Н.Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. –Тамбов: ТГТУ, 2003.-72 с.
2. Голицын М.В.,Пронина Н.В. Альтернативные энергоносители. – М.: Наука, 2003. – 157 с.
3. Кузнецова В.АТеплоэнергетика и теплотехника: Справочник. Кн. 2: Теоретические основы теплотехники. Теплофизический эксперимент М.: МЭИ, 2001. – 564 с.
4. Макаровский С.Н. Особенности работы электростанций на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии и пути повышения их эффективности.-М.: Гидротехническое сроительство 2001.- 33 – 36 с.
5. Магомедов А.М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. – М.: Юпитер, 1996. – 245с.
6. Лучков Б.И. Солнечный дом, солнечный город // Наука и жизнь. – 2002. – № 12. 26 –31 с.
7. Никола Тесла Лекции. Статьи. Москва, 2003. – 386 с.
8. Электроника: Наука, Технология, Бизнес // Фотовольтаика: Материалы, технологии, перспективы 2000, Вып. 6. 1 – 45 с.
9. Aberle AG. Surface passivation of crystalline silicon solar cells: A review. Progress in Photovoltaics: Research and Applications 2000; 8, 473 – 487 р.
10. Байерс Т. 20 конструкций с солнечными элементами. М.:Мир,1988. – 198 с.
11. Танака Т., Суда Р. Жилые дома с автономным солнечным теплохладоснабжением. М.: Стройиздат,1989.- 345 с.
12. LuqueA., HegedusS. HandbookofPhotovoltaic Science and Engineering England:Wiley, 2003.- 446 р.
13. Peter W. Physics of Solar Cells.- Weinheim:Wiley–VCH, 2005.-229 р.
14. Алферов Ж.И., Андреев В.М., Румянцев В.Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики . – С.Петербург: Россия, 2004. – 237 с.
15. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. – М.: Наука 1985. – 280с.
16. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1983.- 360 с.
        
        Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ... ... ... ... дене ... және ... физика кафедрасы

____________________ҚДФжБФ кафедра меңгерушісі Приходько О.Ю.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы:
5В071900 - мамандығы
Орындаған ... Ұ.Қ. ... ...
PHD ... ... ... ... ... ... ... ... 49 ... 36 ... 36 қолданылған әдебиетттер тізімінен тұрады.
Кілт сөздер: күн трекері, Arduino микроконтроллері, ... ... күн ... ... Күн ... қуатын арттыру мақсатында Arduinо микроконтроллерін пайдаланып күн трекерін жасау.
Arduinо ... ... бір ... күн ... ... Күн ... эффективтілігі трекерге жазылған программаға тікелей байланысты.
Реферат
Дипломная работа объемом 49 страниц содержит 36 иллюстрации, 36 ... ... ... ключевых словосочетаний и терминов: солнечный трекер, микроконтроллер Arduino, коллектор, концентратор, солнечная батарея.
Цель ... ... для ... ... ... ... с ... микроконтроллера Arduinо сделать солнечный трекер.
С помощью микроконтроллера Arduinо был ... ... ... ... ... солнечного трекера зависит от написанной программы для трекера.
Abstract
The thesis of 49 pages contains 36 ... and 36 names of used ... list of key phrases and terms: solar tracker, ... ... ... ... solar ... purpose of the thesis: to increase the power of solar cells, using a microcontroller Arduino make solar tracker. ... Arduino ... was made one axis solar tracker. ... of solar tracker depends on the written program for the ... ... - күн ... қозғалу мүмкіндігі бар, яғни күн шығыстан шыққаннан бастап батыста батқанға дейін күнді бақылап, күн ... ... ПӘК ... ... ... -- негізгі компоненттері қарапайым енгізу/шығару платасы мен Processing/Wiring тіліндегі өңдеу ортасы ... ... ... ... ... ... ... тілінің қарапайымдылығы мен ыңғайлылығына байланысты бүкіл әлемге ... ... USB ... ... ... программаланады.
Коллектор - жарық түрінде күннен келетін жылулық энергияны жинайтын құрылғы. Ол күн батареяларына ... ... ... ... ... материалдың қызуын жүзеге асырады.
Концентратор - бұл күн энергиясын ... ... ... осы ... ... аз ауданға бағыттауға арналған құрылғы.
Жазық күн коллекторы - күн ... ... ... ... ... ... ... жылу алмасу құрылғысы болып табылады. Құрылғының негізгі элементтері: күн радиациясын жұту арқылы жылынып оны ... ... ... ... ... жазық бет, сәулелену әсерінен жылулық жоғалуды басатын әйнек, корпус және жылулық оқшаулағыш.
Френель линзасы - фотоэлектрлік элементтің бетіне ... күн ... ... ... ... ... ... - бұл фотогальваникалық жүйенің кішкентай құраушы бөлігі.Олар күн ... ... ... құрасытру үшін бір - бірімен электрлік байланысқан.
Мазмұны
Кіріспе
5
1.
Күн энергиясы.....................................................................
6
1.1
Күн радиациясы, оны қолдану ерекшеліктері...................................
6
1.2
Күн батареяларының жұмыс істеу принципі.....................................
8
2.
Күн ... ... ... құрылғылар...............
12
2.1
Күн энергиясының коллекторлары....................................................
12
2.2
Күн энергиясының концентраторлары..............................................
15
2.3
Күн энергиясының трекері..................................................................
17
3.
Заманауи микроконтроллерлерге ... Arduino ... ... ... ... ... кеңейту.............................................................
32
3.3
Arduino өңдеу ортасы және программалау негіздері......................
35
4.
Arduino микроконтроллерін пайдаланып күн трекерін жасау ........
41
4.1
Бір ... күн ... ... электрондық схемасының ерекшеліктері және оны программалау........................................................................................
50
4.3
Трекерді тәжірибеден өткізу нәтижелері...........................................
51
Кіріспе
Табиғатты алдауға болмайды, бірақ онымен бір бітімге ... ... ... энергиямен қамтамасыз етілуі - ол елдің ғылыми - техникалық озуына, өндіруші күштерінің артуына ... ... ... ... ... ... ... экономикамыздың өркендеуінің басты факторы болып табылады. Себебі бүкіләлемдік экономика даму үшін өндірістің энергиямен қамтамасыз ... ... ... өсіп ... тиіс әрі ... ... ... болуы шарт. 1973-1974 жж. энергетикалық дағдарыс капиталистік елдерде дәстүрлі энергия көздері (мұнай, көмір, газ) негізінде оған қол ... ... ... ... ... ... пайдалану құрылымын ғана емес, енді альтернативті энергия көздерін кеңінен пайдалану ... ... емес ... ... күн, ... және жел энергиясы, сонымен қатар мұхит, биомасса энергиясы т.б. ... ... ... атом ... да ... ... ... таңда атом энергиясының дамуы тек шартты түрде ... ... ... ... ... ... салыстырғанда энергияның дәстүрлі емес формасының геологиялық қоры шектелмеген, яғни осындай энергия көздерін ... ... ... ... ... ... кез келген іс - әрекеттің іске асуының негізгі қажетті шарты болып табылады. Табиғаттың заңдары бекіткендей қолдануға ыңғайлы энергияны алу үшін ... оны ... ... ... алу ... ... ... мәңгілік қозғалтқыштардың болуы мүмкін емес, ал энергияға деген қажеттілік жыл санап артуда. Энергияны пайдалану әрбір 30 жыл сайын екі еселенеді және ... ... ... ... ... бір ... ... отынның көлемі миллиард тоннаға жетеді. Бүгінгі таңда дәстүрлі энергия көздері мен оларды пайдалану технологиялары қоғамның энергияны пайдалануында ... ... ... ету ... жоқ, ... бұл ... келмейтін көздер. Қазірдің өзінде қордың азаюына байланысты кейбір қор ... ... ... ... ... ... жатыр, мысалға мұнайды, газды алу қиыншылық тудыруда, ол үшін алыс аймақтарға баруға тура келеді. Қазіргі таңда энергияны ... ... 3...5 %-ды ... ... ал органикалық отын 70 - 150 жылдан соң таусылады деген болжам бар. Энергияны өндіру көлемінің шектелуінің тағы бір себебі, ... ... ... ... ... ... ... мөлшерде зиянын тигізуде. Бұл қалдықтардың мөлшері үлкен және құрамында зиянды компоненттері көп. ... ... ... ... ... ... Жердің климаты өзгеруде әрі мұздықтар еріп, әлемдік мұхит деңгейі артуда. Осы және басқа да мәселелерді шешу жан - ... ... ... айтылған мәселелерді шешу жолында дәстүрлі емес энергия көздерін ... ... ... ... ... ... әрі экологиялық таза яғни қоршаған ортаны ластамайды [1,2].
* Күн радиациясы
1.1 Күн ... оны ... ... ... ... ... ... күн радиациясы ресурстарының көлемі бойынша, экологиялық тазалығы мен таралуы жағынан болашақта кеңінен пайдаланылу мүмкіндігі бар. Тікелей күн сәулесін ... күн ... ... ... ... ... Егер ... түсетін күн сәулесінің 0,5 %-ын пайдалана алатын болсақ, онда ол ... ... ... ... ... ... сонымен қатар жүзжылдық пдайдалануға да жетер еді. Алайда осындай үлкен қорды ірі ... ... ... ... Оның ... ... ... сәулелену интенсивтілігі төмен. Тіпті қолайлы жағдайда да күн сәулесі ағынының тығыздығы 250 Вт/м[2]. Күн ... ... ... жерлерде орната алмаймыз, себебі теңіздер мен мұхиттар (планетамыздың 80% су алып жатыр), таулар, ... ... ... кейбір аймақтарда жылына шуақты күндердің аз болуына байланысты. Қиындықтар күн шуағының бірқалыпты ... да ... ... күн ... ... және бұлтты кезде қуаты он есеге дейін төмендейді. Осындай жағдайларда электроэнергияның тұрақты өндірілуі мүмкін емес, сол себепті гелиоагрегаттардың мүмкіндіктері мен ... ... ... ... ... жөн. ... өлшемдегі күн коллекторларын қолдану үшін материалдық шығын мөлшері көп болады. Есептеулер бойынша коллекторларды жасауға 1 км[2] ... 10[7] кг ... ... ал ... таңда бұл металдың жалпы қоры 1,17 ⋅10[12]кг. Күн энергетикасын ауқымды түрде пайдалану еңбек ресурсында шикізатты өңдеу, құрылғыларды жасау, оларды ... және ... ... мөлшерде материалдық шығындарды қажет етеді. Осыған орай, күн сәулесінен алынатын электр энергиясы бағасы жағынан қымбат болып отыр. Бірақ, өзгелерімен салыстырғанда күн ... ... ... ... ... болып табылады. Үш күннің ішінде ғана Күн жер бетіне барлық пайдалы қазбалар қорынан алынатын энергияны, ал 1 сек. - 170 ... Дж. ... ... ... Бұл ... көп ... атмосферада жұтылады немесе сейіледі және оның тек үштен бірі ғана жер бетіне келіп түседі. Осыған қарамастан келіп түсетін энергия басқа ... ... ... 1600 есе көп ... ... Бір ... келіп түсетін күн энергиясының қуаты ірі электростанцияның өндіретін қуатына эквивалентті. Күннің 0,0125% ... ... ... таңда бүкіләлемдік энергетиканы қамтамасыз ете алады, ал 0,5% болашақтағы қажеттіліктерді қамтамасыз ету мүмкіндігі бар. ... бұл ... ... ... пайдаланудың жақын болашақта іске асырылуы екіталай. Бұл энергияның аз ғана ... ... ... ... ... ... көзі болып термоядролық реакция қызмет етіп, әрбір секунд сайын Күнде 6*1011 кг ... ... ... Бұл ... ... кемуі 4000 кг құрайды және ол Эйнштейннің E=mc[2] ... ... 4*1020 Дж ... ... әкеледі. Бұл энергияның негізгі бөлігі электромагниттік сәуле түрінде 0,2 - 3 мкм диапазонда таралады. Күннің ... ... ... ... ол 10 ... ... ... тұрақты түрде энергия бөлуі тиіс. Бос кеңістікте күн сәулесінің үлкен арақашықтықта таралу интенсивтілігі Жер мен Күннің орташа арақашықтығына тең әрі ол күн ... деп ... Оның ... - 1353 Вт/м2 . Күн сәулесінің ... ... ... өткенде су буының инфрақызыл сәулеленуінен, ультракүлгін сәулелену - озон ... ... ... ... және ... ... [5].
Эффективті күн тұрақтысы I0эф Күн мен Жердің арасындағы мезгілдік арақашықтықты ескере отырып, мына ... ... ... ... n - 1 - ... ... ... ... ... ... радиациясының қуаты атмосфера қабаты арқылы өткенде шаңнан, газ молекулалары негізінде жұтылады. Ал түскен энергияның біраз бөлігі космоста шағылады. Шағылған ... ... ... ... ... ... ... байланысты. Құрғақ жер үшін бұл бөлік 0,14, қар үшін 0,6 ... 0,9, су беті үшін 0,2
0,78-ге тең және ол күн ... түсу ... ... Күн ... ... ... арзан, қоршаған ортаға кері әсерін тигізбейтін, жерге молынан түсетін энергия көзі болып табылады.
Қазіргі ... күн ... ... ... ... ... компьютерлерге арналған шағын қорек блоктары мен жекелеген үй жүйелерінен бастап үлкен көлемдегі күн энергиясын ... ... ... ... ... Бұл күн ... халықтың қажеттіліктерін қанағаттандыра алады әрі экологиялық таза энергия болып саналады. ... ... ... күн ... ... және ... деңгейлері болады. Активті күн энергиясына пайдалануға жарамды түрге түрлендірілген энергияны жатқызады және оны түрлендіруге күн ... ... Өз ... ... ... ... және фотогальваникалық күн энергияларына бөлінеді. Жылулық күн энериясы күнді пайдалану арқылы су жылытқыштарда, ... пеш ... ... ... ... Ал ... күн энергиясы электр қуатын генерациялауда қолданылады. Пассивті күн энергиясы архитектуралық жобалауда ғимараттың табиғи материалы немесе құрылымы энергосақтаушы жүйе ... ... ... қолданылады [6,7].
Қазіргі таңда бүкіл әлем бойынша альтернативті және қалпына келетін энергия көздеріне үлкен ... ... Оның ... күн энергиясының фотоэлектрлік түрлендіргіштеріне ерекше көңіл бөлінуде, ол бөлек ғылыми бағытқа - фотовольтаикаға негізделген. сөзі жарықтан алынатын ... көзі ... ... ... ... ... күн сәулесін электр энергиясына түрлендіру үшін күндізгі жарықты ... Күн ... - ... ... іске ... ... бірі болып табылады.
Күн элементі - бұл ... ... ... ... ... күн ... ... модульдерді құрасытру үшін бір - ... ... ... Бір - бірімен тізбектей және параллель байланысқан күн элементтері фотогальваникалық модульді ... ... ... әмбебап пайдаланылуымен сипатталады: өлшемі кішкентай, қажетті жерге оңай ... ... ... ... ... ... бар. Төменде күн элементінің құрылымы көрсетілген (сурет 1).
Сурет 1. Күн элементінің ... Күн ... ... ... ... Мөлдір әйнектің жабын қабаты сыртқы ортаның әсерлерінен қорғауды қамтамасыз етеді;
* Мөлдір байланыстырушы зат әйнекті күн фотоэлементінің бетінде ұстап тұруға ... ... ... ... ... ... ... максималды түрде жұтылуын және жарықтың шағылуынының алдын алады;
* Алдыңғы байланыс қабаты электр тогын ... Жұқа ... ... ... ... қоспасы мен кремниден жасалған;
* Екінші р-типті жұқа жартылайөткізгіш қабат кремний мен бор қоспасынан жасалған;
* ... ... ... ... ... ... [8].
1.2 Күн батареяларының негізгі жұмыс істеу принципі
Шалаөткізгіш ... күн ... ... ... Ол бір - бірімен тығыз байланыста ... p - және n- ... ... жартылайөткізгіш қабаттардан тұратын жүйе. Кремнилік пластинаның астыңғы р-типті пластинасында жұқа ... ... бар p - n ... ... Күн элементіне жарық түскенде жұтылған фотондар тепе - теңсіз өлшемдері әр түрлі электронды - ... ... ... p - n ... ... ... р-қабатында генерацияланған электрондар p - n өткеліндегі ... ... ... ... n- ... ... n- ... пайда болған артық кемтіктер р- қабатқа тасымалданады. Нәтижесінде n- ... ... ... ... ал р- ... - оң зарядтар орналасады. Екі кристалл ... ... ... байланыс болған жағдайда атомдар бір - біріне жақындай түседі, фосфор атомдары өзінің артық электрондарын бор атомдарына ... бор ... өз ... ... бірден қабылдап алады. Нәтижесінде кристалдың электрлік теңелуі ... ... ... өте қатты, сол себепті бір - бірімен тығыз байланысқан атомдар арасында ғана алмасу жүреді. Осындай эффект алу үшін ... ... ... ... ... ... ... легірлейді. Нәтижесінде әр түрлі қоспалармен легірленген жартылайөткізгіштің бір бөлімінде өте жұқа p - n өткелі деп аталатын ... ... ... Осы ... ... ... ... энергиясына түрлену процесі іске асырылады [9].
Күн элементінің жұмыс істеу принципі қарапайым. Кремнилік күн элементіне ... ... ... ... ... түрі мен типіне тәуелсіз көлемі 0,5 В электрлік ... ... Ол ... ... ... мен ... ... байланысты. Яғни ауданы 10х10см2 элемент ауданы 5х5см2 элементпен салыстырғанда 4 есеге үлкен токты береді. Ток күші ... ... ... мен ... ... және ол ... ... тура пропорционал. Сәуле жарық болған сайын күн элементінде көбірек ток генерацияланады. Жоғарыда айтылған параметр шегінде ғана ... ... күн ... ... ... еді. ... ... туындаған жағдайларда ғана төмен кернеу (0,5 В) қолданылады. Негізінен кернеу бойынша шектеулер жоқ. Күн элементтерінің шығыс сипаттамаларын үлкейту мақсатында ... және ... ... ... Күн ... қарапайым батарейкалар ретінде қарастыратын болсақ, шамның жарықтылығын арттыру үшін бірнеше батарейкалар қолданылады. Шын мәніне келгенде, ... ... ... ... кернеу толығымен артады (сурет 2).
Сурет 2. Батарейкаларды тізбектей жалғау үлгісі
Осындай жағдайды күн элементтеріне де қолдануға болады. Бір элементтің оң ... ... ... ... ... ... арқылы көлемі 1 В кернеу алуға болады. Осындай байланыстыру арқылы үш элементтен 1,5 В, ал төрт ... 4 В ... ... жүзінде қарастырсақ, шартты түрде тізбектей байланысқан күн элементтерінің кернеуі мың вольтқа дейін жетеді. Бірақ шығыс токты арттыруда ... ... ... ... бар. Қорек көздерін тізбектей жалғау кезінде тізбектегі төмен элементтің сипатына ... ... ток ... асып кете ... Яғни ... күн элементінен жасалған тізбекте тізбектегі 1-амперлі элемент толық шығыс токтың көлемін анықтайды. ... ... ... болу үшін, тізбектегі барлық элементтердің токтарын сәйкестендіріп алу ... тогы ... ... ... ... осыған орай токты күшейтудің қарапайым жолы - ол элементтің немесе ... ... ... ... табылады (сурет 3).
Сурет 3. Батарейкаларды параллель жалғау үлгісі
Параллельді байланыс кезінде кернеу емес тек ... ... ғана ... Параллельді байланысқан элементтердің генерациялаушы кернеуі 0,5 В - тан аспайды, ол элементтер ... ... Екі ... ... ... ... ... отырып, элементтердің тізбектей және параллель байланысын біріктіруге болады. Осындай түрдегі байланыс батарея деп аталады. Батареяларды кез келген комбинация бойынша ... ... ... ... элементтердің шығыс сипаттамалары бірдей болады. Мысалға, жекелеген элементтердің қысқаша тұйықталуын болдырмау үшін ... ... ... ... параллель жалғайды (сурет 4, а). Ал 4, б-суретте элементтердің параллельді - тізбектей жалғануы көрсетілген. Бұл байланыс егер элементте ... ... ... ... ... ... ... істеуден шықпас үшін қолданылады. Басқа да байланыс типтерін қолдануға ... ол ... ... ... ... ... ... [10,11].
Сурет 4, а . Тізбектелген элементтерді параллель жалғау
Сурет 4, б. Параллельді тізбектей жалғау
p - n өткелі электрондардың ... үшін ... ... ... болып табылады, бірақ бұл бөгеттен өту мүмкін емес деген мағынада емес. Фотоннан алатын энергия ... ... өтіп ... қосылу үшін көп жағдайда жеткіліксіз. p - n өткелінің әдеттегі ... 600 мВ (0,6 В) ... ... 600 мВ ... ... осы ... жұтылуы мүмкін. Сәйкесінше, күн элементінің максималды өндіретін кернеуі 600 мВ, бірақ ол күн элементінің құрылымы мен жартылай ... ... ... ... ... жер ... ... түсетін күн сәулесінің отраша интенсивтілігін 100 мВт/см[2] деп қабылдау ... ... ... күн элементі теориялық тұрғыдан алғанда 10 Вт ... ... ... ... ешбір күн элементі осындай қуатты генерациялай алмайды: әрдайым жоғалтулар болады. Қазіргі таңға дейінгі ең ... ... ... ... коэффициенті) 30 % құрайды. Қарапайым кремнилік күн элементінің ПӘК - і 10 - 13%. ... 100 см2 ... 1 ... жуық ... ... мүмкіндігі бар [12]. Күн элементінің ПӘК - і ... ... ... соның ішінде көп әсер ететін ол қоршаған ортаның температурасының өзгеруі болып табылады. Температура үлкейген сайын ... торы ... ... ... ... қозғала бастайды. Ол өз кезегінде құрылым ішіндегі электрондардың энергетикалық деңгейінің артуына ықпал етеді. Электрондардың энергетикалық ... ... ... кезде олардың көп бөлігінде p - n өткелінің тосқауылынан өту қабілеттілігі артып, жартылайөткізгіште рекомбинация бірден жоғарылайды. Бұл жағдайда торлы ... ... ... саны ... ... ... ток төмендейді. Төменгі температура фотоэффектінің күшеюіне әсер етеді [13,14].
* Күн радиациясын түрлендіруші техникалық құрылғылар
2. 1 Күн ... ... ... ... ... ... коллектор маңызды жұмыс элементі болып табылады, себебі бұл ... күн ... ... ... оны ... ... немесе осы жылуды аралық жылутасымалдағышқа жіберуге арналған. Құрылғы жылуды жылуқолданғыш технологиялық немесе энергетикалық орнатқышқа жібереді. Күн коллекторларының бірнеше ... бар. ... ... ... және ... сумен қамтамасыз ету жүйелерінде жазық және вакуумды түтікшелі коллекторлар ... ... ... күн ... өзінің құрылымы мен жұмыс істеуіне байланысты жекеленген элемент болып табылады және олар ... ... ... Негізінен бойлық және көлденең өлшемдері 2х1 м, ал қалыңдығы - 10 см болатын жазық коллекторлар қолданылады, ... ... ... ... күн коллекторының бетінде мөлдір жабын орналасады, әдетте ол бос кеңістіктен тұратын әйнектен жасалады. Әйнектен жасалған жабын ... ... ... термотұрақты, сонымен қатар мықты әрі сыртқы орта факторларына тұрақты әсер етеді. Осындай әйнек пайдалану ұзақтығына тәуелсіз әрі оның күн ... ... ... ... Жарықты қабылдаушы панельдер әр түрлі материалдардан жасалады. Панель жарықтасымалдаушы ... және ... күн ... ... ... ... [15]. Жарықтасымалдаушы панельдерді дайындауға алюминий, мыс және тот баспайтын болат қолданылады. Кейбір жағдайларда түтіктерді түтік мыстан, ал пластиналарды ... ... ... ... ... құрылымының негізі жарыққабылдағыш болып табылады, ол вакуумдалған әйнек түтікке бекітілген селективті - жұтушы қабықшадан тұрады. Вакуум ... ... ... ... ... ал ... қабықшалардың негізінде сәулелену әсерінен жылудың жоғалтулары әлдеқайда азаяды сондықтан коллектордың сапасы да ... ... ... көмегімен жарықтасымалдағыштың жылуын 100[0] - қа дейін жеткізуге болады. Коллекторлы жарық қабылдаушы ... ... ... еркін түрде вертикаль және горизонталь күйде орнатуға болады. Алайда жазық коллектормен салыстырғанда бағасы жағынан қымбат әрі бұл жүйелерді негізінен ... - ... ... жүйелерінде жоғары температуралы жылытуға қолданады [16]. Аталған модификациялардан басқа жылулық ... ... бар. Бұл ... жылу ... ... ретінде түтікке бекітілген гофраланған пластина қызмет атқарады. Егер осындай пластиналардың бірнешеуін ... ... ... ... онда ... ... ... жазық коллектор шығады. Осы құрылымды вакуумды әйнек түтікке салып, оны ... ... ... ... ... ... ... түтікті коллектор түрі пайда болады. Жоғарыда қарастырылған коллекторлар жылу таратқыш ретінде суды қолданады, сонымен қатар жылу ... ... ... ... ауа коллекторлары да бар [17].
Жазық күн коллекторы күн энергиясының ... ... ... ... ... ... жылу ... құрылғысы болып табылады. Құрылғының негізгі элементтері: күн радиациясын жұту арқылы жылынып оны таратушы жұмыс құрылғысына жіберуге арналған ... бет, ... ... жылулық жоғалуды басатын әйнек, корпус және жылулық оқшаулағыш. Коллектордың мүлтіксіздігі оның оптикалық және жылулық пайдалы ... ... ... ... ПӘК - і η0 ... ... бетіне түскен күн радиациясының қанша бөлігі қара түске боялған бетте жұтылғандығын көрсетеді. Сонымен ... ... ... ... жоғалуы да ескеріледі. Бір қабат әйнекпен жабылған коллектордың күн сәулесі қалыпты түскен жағдайда оның беті үшін:
η0=τ⋅α, ... τ - ... ... ... α - ... ... жұту ... [18].
Жазық концентраторларда күн энергиясы шоғырланусыз жұтылады, ал фокустаушыда шоғырланумен яғни ... ... ... ... тығыздығын арттыру арқылы. Коллекторлар типінен төмен температуралы гелиожүйелерде көп таралғаны күн энергиясының жазық коллекторы ... ... Ол ... булану принципі бойынша жұмыс істейді. Жазық коллекторлар күн энергиясынан шыққан инфрақызыл сәулелерден қарағанда ... ... ... Күн ... ... ... ... әйнек немесе полимерлі қабықшасы арқылы жақсы таралады, ол жоғары жарық таратқыш материалдан жасалады және жұту ... ... ... ішіндегі жарық тасымалдаушы түтікшелер осы жазықпен тығыз байланыста болады. Жазық жарық жұтатын бет пен ... ... ... ... үшін бір құрылымды элемент - күн радиациясының абсорберін түзеді. Күн сәулесін жақсы жұту үшін ... ... беті қара ... ... ... арнайы сәулені жақсы өткізетін жабынмен қапталады. Күн энергиясы негізінде қыздырылған абсорбер жылуды ... ішкі ... ... ... ... ... болған жағдайда, әдетте ол инфрақызыл сәулелер, әйнек панель арқылы нашар өтеді. Жылу жоғалтуды азайту үшін ... ... және ... жазықтықтарына жылуды сақтап тұрушы қалың қабат орнатылады [19]
Соңғы кездері көптеген коллекторлардың жылу қабылдағыш панельдері күн сәлелерінің жұтылуын жақсартып, ... ... жылу ... ... мақсатында селективті - жұтатын қабықшалармен қамтамасыздандырылған. Осының арқасында коллектордың пайдалы әрекет коэффициенті айтарлықтай артқан. Кез ... ... ... ... ... Т ... ... ортаға жылу таратады, таралған жылудың мөлшері дененің ε сәулелену коэффициентіне тура пропорционал. Абсолют қара дененің ... ... 1-ге тең, ал бұл ... қара түсті бояу үшін 1-ге жуық. Күн панелінің жылыну мөлшеріне қарай жылулық тарату негізінде жоғалатын жылу көлемі де артады, ... ... ... ... коэффициенті де төмендейді. Алайда егер мыстан немесе ... ... ... ... тегістесе кез келген температурада қара денеден таралатын жылудың 1/10 бөлігі ғана жоғалады әрі ... ... ... де аз ... ... 0,1. ... күн сәулесін қабылдап алып оны пайдалы қолдану қабілеттілігі коллектордың эффективтілігі немесе пайдалы әрекет коэффициенті ұғымы ... ... ... ... ... ... деп коллекторға келіп түскен толық сәулеге нақты алынған сәуленің қатынасымен ... ... ... Күн ... ... негізгі сипаттамасы ретінде оның жылулық пайдалы әрекет коэффициенті болып саналады, яғни коллекторға түсетін күн энергиясының ...... ... Qтол. жылу ... ... көрсетеді:
ηт=Qжұт.Qc=MTcT(t2-t1)Qс , ... ... ... жылу көлемі Qтол. мен Qс қатынасы арқылы анықталады, ол өз кезегінде келесідей формула бойынша ... ... k - жылу ... орташа эффективті коэффициенті; F - жарық беруші беттің ауданы; ta және t0 - ... ... ... температурасы, сәйкесінше қоршаған ортаның да температурасы; MТ - күн энергясының ... (КЭК) ... жылу ... ... шығыны; cT - жылу тасымалдаушының шекті жылусыйымдылығы; t1 және t2 - ... ... мен ... жылу тасымалдаушы температуралары [20].
Коллектордың оптикалық ηо ПӘК-і коллектордың бетіне келіп түскен күн радициясының қандай бөлігі абсорбцияланғандығын ... ηо ... Бұл ... α ... ... коэффициентін және β абсорбциялаушы жазықтықтың жұту коэффициенті ескерілген.
Жазық күн ... жылу ... ... ... 800 - 900 С аспайтын жүйелерде пайдаланады. Ал ... ... ... ... ... ... ... абсорбциялаушы жазықтық қоршаған ортадан вакуумдалған жазықтықпен бөлінгендіктен жылудың қоршаған ортаға таралып кетуін азайтады. Вакуумды коллекторлар жылу тасымалдағыштарды 120 - 1500 С ... ... одан да ... температураға дейін қыздыруға мүмкіндік береді. Вакуумды коллектор диаметрі 100 - 150 мм ... ... ... Оның ішінде селективті жабынмен қапталған сәуле қабылдағыш жазықтықтан және түзу немесе U формадағы жылу тасымалдағыш түтікшелерден тұрады. ... ... ... ... қысымы 0,01 - ге дейін вакуумдалады, яғни коллектор ішіндегі ... мен жылу ... ... ... ... түтікшелі коллекторлар 10 түтіктен тұратын жекеленген модульдер арқылы жасалады. Вакуумды коллекторлардың жұмыс істеу эффективтілігі абсорбердің ... ... ... ... байланысты. Жасалуы бойынша селективті жабындар төрт түрлі топқа бөлінеді: меншікті, екі қабатты, микробедерлі және интерференциялық эффектті. Өзіндік ... ... ... бар ... саны ... көп ... ... қасиеті бар екі қабатты селективті қабықшалы жабындар ... ... ... ұзын толқынды облыста шағылу коэффициенті үлкен болу үшін мыс, молибден, күміс, алюминий сияқты селективті қасиет беретін металдар салынады [21,22]. Осы ... ... ұзын ... ... сәулеленуге арналған мөлдір қабат салынады және спектрдің көрінетін бөлігінде оның жұту коэффициенті үлкен болады. Көптеген оксидтердің осындай ... бар. ... ... ... ... қарапайым мысалы ретінде жоғарыда айтылған металдардың тотығуын айтсақ болады. Ең жақсы нәтиже алюминий фольгадағы қара ... ... ... ... коэффициенті α=0,96, ал қара дене үшін α=0,07). αε қатынасын селективтілік деңгейі деп атайды, ал αε>30 болған жағдайда вакуумды ... ... ... 350 - 6000 С ... ... ... ... геометриялық шарттарға да байланысты болады. Ол үшін беттің микроқисық жерлері толқын ұзындығынан спектрдің көрінетін облысында үлкен ал ... ... кіші ... ... ... бет ... ... қара, ал екінші облыс үшін айналы болуы қажет. Интерференциялық селективті беттер металл мен диэлектриктің ... ... ... ... осы ... ... ... сәулелену интерференция негізінде өшіп, ал ұзын толқынды ... бос ... ... екі түрлі тәсіл арқылы басқаруға болады: оптикалық жүйелер арқылы және координаталарды есептеу арқылы. Қабылдағыштың қажетті фокустау дәлдігі 10-3 рад. құрайды. ... ... ... ... есептеуіш машиналар көмегімен іске асырылады. Күннің қозғалу жылдамдығы 20ʺ с. 6 с ішінде Күн 2ʹ ... ... ... ... ... бағытын тұрақты сақтау үшін гелиожүйе 1ʹ бұрылуы тиіс. Әрбір 6 с сайын әрбір гелиожүйенің жаңа күйін анықтау үшін ... ... ... ... ... басқару тәсілі бұлтты күні де Күннің жылжуын басқаруға мүмкіндік береді [24].
2.2 Күн ... ... ... энергетикада пайдаланудағы негізгі кемшілік тығыздығы төмен болуына байланысты. Сәулеленуді ... ... осы ... ... ... ... ... фотоэлектрлік күн орнатқыштарының энергетикалық эффективтілігін арттырып, экономикалық ... ... ... яғни ... ... шығынын азайту мүмкіндігі бар. Сонымен қатар бағасы мен салмағы аз әрі сыртқы отра факторлар әсеріне тұрақты болып келеді. Күн ... ... ... ... ету ... концентрациялы сәулеленуді қолдану кезінде қойылатын басты талап қабылдағышқа келіп түсетін сәулелік ағынның тең ... ... ... ... Осындай ағынды жасау үшін жазық шағылдырғыш бетті - ... ... ... Егер концентраторды құраушы түзу сызық болса, олар бір секциялы деп, ал егер сынған болса көп секциялы деп ... ... күн ... концентрациясы айналы бет негізінде көп ретті шағылудың нәтижесінде болады. Бір секциялы жазық жүйелер энергия алу үшін күн ... ... 2 - 10 ... ... ... ... мөлшерге дейін жартылайөткізгіш элементтер ауданын азайта алады. Осы мақсатта фокустаушы коллекторлы жүйелер де ... Бұл ... күн ... ... ... және ... ... Құрылғылардың жұмыс істеу сипаттамалары әр түрлі, жазық жүйе қолайсыз ауа райында да эффективті, ал ал фокустаушы жүйелердің эффективтілігі жоғары болу үшін күн ... тура ... ... [25]. ... бұл ... ... ... жоғары. Фокустаушы жүйенің кемшіліктерінің орнын эффективтілігі жоғары ПӘК-і 20-26% құрайтын монокристалды кремниден және арсенид галиден жасалған күн ... ... ... ... ... күн ... ... бағасын төмендетуге мүмкіндік береді. Себебі күн элементтерімен салыстырғанда концентраторлардың бағасы ... әрі ... ... ... ... ... ... үнемдеуге болады.
Концентратор - бұл күн ... ... ... ... осы жиналған энергияны аз ауданға бағыттауға арналған құрылғы. Қазіргі таңда концентраторлар параболалық айналар және ... ... ... жасалған. Осы түрлерінен басқа құрылымы жағынан концентрациялау деңгейі әр түрлі жүйедегі айналардың түрлері бар, бірақ олардың ... ... ... ... ... ... ... айтылған концентраторлардың да кемшіліктері бар. Параболалық айналар көлемі жағынан ... және ... ... ... да өте ... Оларды кішірейту мүмкіндігі жоқ сол себепті бүліну қаупі де жоғары. Сонымен қатар олар салқындату ... және ... ... тура ... ... етеді, егер бұл шарттар орындалмаса құрылғының эффективтілігі нашарлайды. Френель линзаларының қалыңдығы бұл құрылғымен салыстырғанда ... ... одан ... ... салқындатқышты, нақты бағыттауды қажет етеді әрі бағасы жағынан қымбатырақ. Осы мәселелерді шешу үшін акрилды концентратор қолданған жөн. Оның құрылымының көп ... ... 1 ... ... ... ... ... бір - біріне қиғаштап орналасқан және ортасындағы саңылауы арнайы желіммен толтырылған екі ... ... ... ... ... ... күн энергиясын толық беті арқылы қабылдап, оны құрылғының қабылдағыш бетінен бірнеше есе кіші ... ... ... ... ... күн сәулесін 7 есе концентрлеуге мүмкіндік береді. Соның нәтижесінде ПӘК-і 75%-ға дейін артады. Концентратордың салмағы мен көлемі жағынан ... ... ... ... диаграммасы үлкен және пассивті радиаторлардың арқасында қуатты салқындату жүйелерін қажет етпейді. Төменде акрилды концентратордың сыртқы келбеті көрсетілген ... 5). ... 5. ... ... сыртқы келбеті [26] ... ... ... Ауыр және ... ... қарапайым күн панельдерімен салыстырғанда көлемі мен салмағы аз;
* Концентратордың жазық формасы мен қиғаш бұрышының арқасында жаз ... ... ал қыс ... қар ...
* Күнге бағытталу диаграммасы үлкен;
* Қуатты салқындату жүйелерін қажет ... ... ... ... бағасы арзан әрі сенімділігі жоғары.
2.3 Күн энергиясының трекері
Күн трекері - күн бағытымен қозғалу мүмкіндігі бар, яғни күн ... ... ... ... ... ... күнді бақылай алатын техникалық құрылғы. Күн қайталағышы күннің ... ... ... отырып, күн панельдері толық бір күннің ішінде күнге тура ... ... ... олардың қуаты әлдеқайда үлкен болады [27].
Трекер типін таңдау көптеген факторларға: элекетрлік параметрлерге, жердің шектеулеріне, ... ... ... және ... жердің ауа райы жағдайларына байланысты. Осы факторлардың негізінде күн трекерлері бірнеше топтарға топтастырылған.
* Бір осьті айналу трекерлері
Бір осьті ... ... осьі ... бір бос ... ... атқарады. Ережеге сәйкес, бір осьті трекердің айналу осьі Солтүстік меридиан (солтүстік - оңтүстік) осьі бойымен бағытталған. SPA (Solar Position ... ... ... ... кез ... ... бағыттарға бағыттауға болады. Бір осьті трекерлердің бірнеше түрі бар: ... ось ... ... (HSAT), ... ось ... айналу (VSAT), төмен қарай қиғаш осьпен бағытталған (TSAT) және полярлық ... ... ... ... осьпен айналатын трекерлер - Horizontal single axis tracker (HSAT). HSAT трекері үшін айналу осьі ... ... ... ... HSAT ... ... өте ... болып келеді. Қарапайым геометрия бойынша барлық айналу ... бір - ... ... ... ... ... ... арасындағы сәйкестендірілген интервал тәулік уақытына, көлеңкеге және жер бедеріне тәуелді электр энергиясының жақсы өндірілуін қамтамасыз етеді ... 6). ... 6. ... ... ... ... трекерлеріндегі горизонталь орналасқан түтіктер пилондарда орнатылған подшипниктарға тіреліп орналасады. Түтіктердің осьтері солтүстік - оңтүстікке қарай бағытталған. Панельдер ... ... ал ... өз осьі ... ... ... ... күннің қозғалысын бақылап отырады [28].
3) Вертикаль осьпен айналатын трекерлер - Vertical single axis tracker (VSAT). VSAT ... үшін ... осьі ... ... ... ... Бұл трекерлер күні бойы шығыстан батысқа қарай айналады. HSAT трекерлерімен салыстырғанда VSAT трекерлерін ... ... ... ... ... ... ... Трекерлер орнатылған кезде артық энергияның жоғалуын болдырмау мақсатында көрші орналасқан трекерлерден көлеңке түспеуді қамтамасыз еткен жөн. ... VSAT ... ... ... ... ... бұрышпен оратылған фотоэлементі бар жұмыс беті болады, яғни қиғашталып бекітіледі.
4) Айналу осьі полярлы бағытталған трекерлер - Polar aligned single axis trackers (PASAT). Бұл әдіс ... ... ... ... ... әдіс ... ... PASAT трекерлері Темірқазық жұлдызы арқылы реттеледі, осыған байланысты оларды полярлық ось арқылы түзетілген трекерлер деп ... [29]. ... ... біреуі қиғашталып орнатылған трекерлер - Tilted single axis tracke(TSAT) деп ... ... және ... ... ... ... ... барлығы TSAT трекерлері деп аталады (сурет 7).
Сурет 7. Айналу осьінің біреуі қиғашталып орнатылған трекерлер
Әрбір нақты жағдайда PASAT трекерлері үшін ... ... ... кеңістігіне байланысты. Осы арқылы трекердің айналу осьі Жердің айналу осьімен түзетіледі.
6) Екі айналу осьі бар трекерлер - Dual axis trackers ... ... екі бос ... бар, осы деңгейлер айналу осьі қызметін атқарады. Ереже бойынша бұл осьтердің бір - бірімен байланысы жоқ , ... ... ... ... Жерге қатысты бекітілген ось негізгі ось ретінде қарастырылады. Ал екінші ось ... ось ... ... ... және ... Екі ... ... кеңінен таралған бірнеше түрлері бар: TTDAT және AADAT. Олар жерге қатысты негізгі осьінің бағытталуына қарай топталады. DAT трекерлері горизонталь және ... ... ... бағытын бақылау мүмкіндігінің арқасында күн энергиясын оптималды түрде қабылдай алады.
7) Жеткізуші бағанада орнатылған екі осьті ... - Tip -- tilt dual axis tracker (TTDAT). TTDAT деп ... ... массив панельмен бірге ұзын бағананың соңына орнатылады. Трекердің шығыстан батысқа ... ... ... полюстің айналасындағы массивтің бұрылуымен басқарылады. TTDAT трекерлерінің шеттері өте майысқақ болып келеді. Геометриялық ережеге сай ... ... ... бір - ... ... орналасуды талап етеді. TTDAT трекерлерінің айналу осьтері солтүстік меридиан немесе шығыс - батыс кеңістігінің сызығы бойынша реттеледі (сурет 8). ... ... ... ... ... ... ішінде, орнату өлшеміне, электрлік нормаларға, жердің шектеулеріне, кеңістікке және жергілікті ауа райы ... ... ... 8. TTDAT ... Екі ... осьті және тірек тығыздықты трекерлер - Azimuth-altitude dual axis tracker (AADAT). AADAT трекерлерінде басты ось - ... ось. Олар TTDAT ... ... ... ... бұру ... арқылы ерекшеленеді. Бағананың жоғарғы полюсінің айналасындағы айналмалы массивтің орнына AADAT жүйелері жерде немесе платформада орнатылған үлкен сақинаны ... Жүйе ... ... ... бір үлкен подшипникті платформаға орнатылады (сурет 9) [30]. ... 9. ААDAT ... ... ... ... жүйелерде қолданылады. Құрамында электрлік мүмкіндіктері жоғары және өзге трекерлермен салыстырғанда қажетті өнімдерінің ... ... ... қатар пайдалану және орнату кезіндегі шығыны төмен. Одан басқа күннің екінші жартысында ... ... ... ... ... үлкен желілерде өнімнің қажеттілігі жоғары болған кезде толығымен ... ... келе ... HSAT трекерлері өздерінің өнімділігін көктем және жаз мезгілдері аралығында күн жоғарыда орналасқан уақытта күшейтеді. Жеткізуші құрылғылары мен ... ... ... ... ... аз ... келеді. Себебі панельдер горизонталь бағытта орналасқан және олар түтік осьіне ... ... ... орнатыла алады, сонымен қатар тазалау жұмыстарын жүргізу қиындық тудырмайды [31].
Күн трекері - бұл күн сәулесінен ... ... ... ... энергиясын генерациялаушы жүйелерді Күнге қарай бағыттауға арналған жүйе.
Бұл жағдайда жұмыс беті ... Күн ... ... ... Күн ... ... қозғалтқышында жинақтап, электр энергиясын өндіретін параболалық шағылдырушы айна;
* Жүйенің типіне сәйкес күн энергиясын кез келген күн энергиясының қабылдағышына ... ... ... ... ... және т.б. ... ... жұмыс бетінің Күнге қарай тура бағытталуы максималды өнімділікке қол жеткізу үшін қажет. Трекердің басты мақсаты - күн ... ... ... күн ... түсу ... азайту.
Күн трекерінің толық топтамасы
* Жеткізуші құрылымы бекітілген және ... ... ... ... бөліктің бір немесе екі айналу осьтері болады;
* Трекердің қозғалмалы бөлігін бағыттау ... олар ... және ... ... ... ... Қауіпсіздік жүйелері: найзағайдан қорғау, шамадан тыс жүктеуден қорғау;
* Метеостанция: қатты дауылды, қарды, бұршақты және қолайсыз ауа райы жөнінде хабардар ету ... ... ... ... ... ... жүйе трекерді қолайсыз факторларды минимизациялау мақсатында басқа бағытқа бағыттайды;
* Стабилизаторлар;
* Реттеуге, бақылауға және энергожүйеге қызмет көрсетуге арналған ... ... және ... Жүйені алыс қашықтықтан басқару жүйелері;
* Навигация жүйелері - ... ... ... ... ... ... ... биіктігі (мобильді базадағы трекерлер үшін). Бекітілген трекерлер үшін нақтылау маңызды емес.
* Инвертор - түрлендіргіш, пайдалы ... ... ... ... ... ... ... 220 В түрлендіріп, оны тұтынушыға немесе қабылдаушы станцияға жібереді. Трекерде ... саны ... үшке ... болуы мүмкін және олардың қосылуы жүйеге байланысты әр түрлі [32].
Трекердің толық құрылымы экономикалық тұрғыдан тиімсіз, ол ... ... ... және ... да ... ... Сол себепті практика жүзінде жоғарыда айтылған құраушы элементтердің барлығы қолданылмайды.
Толығырақ айтатын болсақ, күн трекері күн ... күн ... ... ... ... ... күн элементінің пайдалы әсерін күшейту үшін күнге перпендикуляр бағыттап отыруға тырысып отырады. Бұл күні бойы күн ... ... ... ... көбейтуге, алтернативті энергияның пайдалы әсерін арттыруға өте зор үлес қосады. Осылайша, трекермен құрылғыландырылған гелиожүйенің келесідей артықшылықтары бар: күн ... ... 30% - ға ... алады, құрылымының қыс мезгілінде жұмыс істеу қабілеттілігі бар және ... ... ... режимде жұмыс істейді (сурет 10).
Сурет 10. Күн трекерінің толық топтамасы
Трекердің ... ... ... ... қолдан реттелетін привод арқылы өзгерте алады. Трекердің негізгі міндеті - ... ... ... ... ... ... қарай тура бағыттау. Қарапайым тілмен айтқанда, күн сәулесі күн батареясының бетіне перпендикуляр түсуі қажет [33].
Осындай бағытталуға бірнеше әдістер арқылы қол ... ... ... ... ... құрылғысы бірнеше фотоқабылдағыштардың көмегімен трекердің әр түрлі жағдайындағы жарықтылығын анализден ... ... ... ... ... ... болған жағдайда оны басқарушы сигналға жібереді. Күннің қозғалысы әсерінен жүйе ... ... ... ... ... ... жаңа бағытқа ауыстыруға тура келеді [34]. Осындай құрылғылардың ... ... ... ... ... және ... ... арзан. Бірақ олардың негізгі кемшілігі: қолайсыз ауа райында және фотоқабылдағыштар ластанған ... ... ... ... ... өте ... ...
Актуаторларды басқару арқылы басқарушы сигналдарды ауыстырып қосқыштардың көмегімен жіберіп, жүйенің бағытын қолдан өзгертуге болады. Бірақ бұл әдіс ... ... ... қолданылады, яғни белгіленген уақыт аралығында қиғашталу бұрышы сәйкестендіріліп орнатылады (бұл бұрыш суретте Zenith атауымен белгіленген). Күннің ... иілу ... ... көрсетілген (сурет 11).
Сурет 11. Күннің зенитті иілу бұрышы
Бұл жағдайда ... ... ... ... ... ... трекердің жанында болуы тиіс. Сол себепті бұл әдіс кеңінен таралмаған, алайда бюджет көлемі аз жүйелерде ... ... ... ... ... бар. ... және ... бұрыштары арқылы трекер қозғалысын басқару құрылығысы құрамындағы таймер арқылы басқара алады. Бұл кезде актуаторлар таймердің тәуліктік программасы арқылы ... ... ... Бұл ... ... ... нақты болмайды, себебі күн жыл бойында әрдайым уақытын, шығыс және батыс орынын және зенитті бұрышын өзгертіп отырады. ... ... ... ... ... жаз ... аз, ал қыс ... күн көкжиек бойынша жүріп отыратындықтан үлкен болады. Аталған әдіс негізінен бағасы жағынан арзан жүйелерге арналған.
Эффективтілігі жоғары ... ... ... ... ... әдісі болып табылады. Ол уақыттың анықталған интервалы аралығында күннің ... ... ... ... ішінде орнатылған сағаттың көмегімен программа басқару блогына трекердің орналасуымен қатар Азимут және ... ... ... ... ... ... ... Осы ақпаратты алғаннан кейін нәтижесінде орындаушы құрылғының көмегімен есептелген жағдайға трекер бұрылады. Бұл программа - SPA (Күн позициясының ... деп ...
* ... ... шолу
Микроконтроллер (ағыл. Micro Controller Unit, MCU) - ... ... ... ... микросхема. Қарапайым микроконтроллер бір кристаллда процессор мен переферийлі құрылғылардың функциясын үйлестіреді. Оның құрамында оперативті есте сақтау ... мен ... есте ... ... бар. ... ... кезде олардың өлшемі мен бағасы арасындағы үйлесімділікті сақтауға тура келеді. Сол ... ... ... бір ... процессорлық модульдің архитектурасы, өлшемі және енгізілген жадының типі, периферийлі ... ... ... Қарапайым компьютерлік микропроцессорлармен салыстырғанда микроконтроллерлер жадының гарварттық архитектурасын пайдаланады, яғни мәліметтер мен ОЕСҚ мен ... ... ... сақтау жүзеге асырылады.
Оперативті есте сақтау құрылғысынан бөлек МК құрамында программалар мен мәліметтерді ... ... ... ... ... болуы мүмкін. Бағасы жағынан арзан бұл жадылар тек бір ретті жазба жазуға мүмкіндік ... ... ... ... программасы қайтадан жаңартуды қажет етпеген жағдайда қолданылады. Контроллерлердің басқа модификациялары ... ... ... ... рет программа жазуға мүмкіндік береді.
Микроконтроллерлерде болуы мүмкін перифериялардың тізімі:
* Әмбебеап цифрлық порттар;
* Енгізу/шығарудың әртүрлі инретфейстері (UART, I[2]C, SPI, CAN);
* ... және ... ... ... ... Енгізілген тактілік генератор;
* Кеңжолақты-импульсті модуляторлар;
* Радиожиілікті қабылдағыштар мен ... ... ... 3 ... ... ... болады:
* программалар жадысы;
* мәліметтер жадысы;
* МК регистрлері
Программалар жадысы программалық код пен константаларды ... ... ... ... ... бұл түрі программа жазу барысында құрамын өзгертпейді.
Мәліметтер жадысы программаларды орындау барысында айнымалаларды сақтауға арналған.
МК регистрі - ... бұл түрі ... ... ... ... Олар ... ішкі регистрларынан тұрады. Программаларды сақтау үшін тұрақты жадылардың бірнеше түрлері: ROM, PROM (бір ретті программаланатын ТЕСҚ), EPROM (ультрафиолет ... бар ... ... ... и EEPROM ... жазбасы мен өшірілуі бар ТЕСҚ). Осы жадылардың барлығы энергиядан ... яғни ... ... ... ... кейін жадыдағы барлық программа сақталады [35].
Көп ретті программаланатын ТЕСҚ - EPROM мен EEPROM ... Erasble ... Memory) ... өшіруі бар ТЕСҚ мен электрлі қайта программаланатын жадысы бар МК-ға бөлінеді.
Flash-жадының EEPROM-нан аса үлкен ... жоқ. ... ... - ... ... ... алу ... EEPROM жадысында өшіру әр ұяшық үшін жеке-жеке орындалады, ал Flash-жадыда өшіру блок бойынша жүзеге асады.
Оперативті есте сақтау құрылғысы (ОЕСҚ) - ... ... ... Бұл ... ... ... жадысы деп те атайды. ОЕСҚ-дағы жазу мен оқу циклы шексіз, бірақ қорек көзінен ажыратқан жағдайда барлық мәлімет жоғалады.
Микроконтроллерлердің кең ... ... MCS 51 ... MSP430 ... ARM (ARM Limited)
* ST Microelectronics STM32 ARM-based MCUs
* Atmel Cortex, ARM7 и ... ... Texas ... ... ... NXP ARM-based LPC MCUs
* Toshiba ARM-based MCUs
* Analog Devices ARM7-based MCUs
* Cirrus Logic ... ... ... ... ... ... AVR (Atmel)
* ATmega
* ATtiny
* XMega
* PIC ... STM8 ... ... 16 және ... ... 16-32 ... микроконтроллерлерге қызығушылығының негізгі себебі оның жоғарғы өнімділігінде. Motorola фирмасы өзінің өнімдерімен бүкіл ... ... ... ... ... 16-разрядты МК 20.97 МГц диапазонында, ал 32-разрядты МК 40 МГц ... ... ... [36].
16 және 32- ... Motorola ... тобы ... ішкі модульді шиналарды (IMB) қолданады. Оның негізгі артықшылығы процессорлық ядролары әртүрлі МК бір ... ... ... ... бар болуында. Motorola микроконтроллерлерін қарастырған кезде оның енгізілген модульдерін ... ... ... ... ... таймерлік модульдер
* жүйелік интеграция модульдері
* жады модульдері
* аналогті модульдері
Жаңа 16-разрядты HС12 тобы Motorola ... ... ... өнімділікті көбейту мен қолданысты азайту бағытында жұмыс жасайды. Бұл топтағы микроконтроллерлер сымсыз байланыста, автомобильді электроникада, өндірістік ... ... ... ... бұл ... алғашқы өкілдері: МС68НС812А4 и МС68НС916В32.
AVR микроконроллерлер тобы
AVR -- Atmel фирмасының 8 ... ... ... 1996 жылы жасап шығарылған. AVR микроконтроллері гарвардтық архитектура мен RISC ... ... ... жүйесінен тұрады. AVR процессорі регистрлық файлға біріккен 32 ... ... ... ... 12). ... 12. AVR ... ... AVR микроконтроллерлерінің стандартты тобы:
* tinyAVR (ATtinyxxx):
* Флеш-жадысы 16 Кб; SRAM - 512 б; EEPROM - 512 ... ... ... саны ... Периферийлі құрылғыларының шектеулі жиыны;
* megaAVR (ATmegaxxx):
* Флеш-жадысы 256 Кб; SRAM - 16 Кб; EEPROM - 4 ... ... ... саны 23-86
* ... ... ... мен периферийлі құрылғылардың кеңейтілген жүйесі;
* XMEGA AVR (ATxmegaxxx):
* Флеш-жадысы 384 Кб; SRAM - 32 Кб; EEPROM - 4 ... ... ... ... ... инновациялық жүйесі.
AVR микроконтроллерлері дамыған периферийлі құрылғыларымен ерекшеленеді: 86 шамасында көпфункционалды, екіжақты бағытталған GPIO енгізу/шығару порттары бар. Регистрдің программалық берілетін конфигурациясына ... бір ... ... ... ... жұмыс жасауы мүмкін.
Arduino -- негізгі компоненттері қарапайым енгізу/шығару платасы мен ... ... ... ... ... ... аппаратты есептеуіш платформа [37]. Arduino автономды интерактивті объектілерді құрастыруда қолданылады және компьютерде ... ... ... ... ... ... Adobe Flash, ... Max, Pure Data, SuperCollider). Arduino -- электронды конструктор және электронды құрылғыларды өңдеуге арналған ыңғайлы платформа. Платформа ... ... ... мен ... ... ... әлемде танымалдылыққа ие. Құрылғы USB арқылы программаторлардың ... ... Arduino ... ... ... шығып физикалық ортамен байланыс жасауға мүмкіндік береді. Arduino базасы негізіндегі құрылғы түрлі датчиктер арқылы қоршаған орта жайлы ақпаратты ала ...
3.1 ... Arduino ... ... ... ... ... құрылғылары танымал және қолжетімді өнімдерден тұрады. Сол себепті жүйенің жұмыс істеу принципі түсінікті, ... және ... ... ... ... Atmel ... ATmega ... Оған қосымша электр қорек көзінің түйіні мен тізбекті интерфейс жалғанады. Arduino-ның соңғы нұсқаларында USB - ... ... Оның ... ... ... ... жүзеге асады және қажет болған жағдайда дербес компьютер мен Arduino платасы ... ... ... ... ... ... Arduino платасын енгізу/шығару құрылғысы ретінде қарастырады. Arduino платасы қолданушы құзырына цифрлы каналды ... оның 6-ы ... ... ... ... Келесі 6 кіріс аналогті сигналдарды қабылдай алады (10-разрядты АЦТ). Қосымша интерфейс ретінде SPI және I[2]C шиналары қарастырылған.
Arduino ... ... ... ... бар (1-7 сурет). Негізгі өнімдерді итальяндық Smart Projects фирмасы ... ... Arduino ... ... серіктесі - Sparkfun (Боулдер, Колорадо) компаниясы. Американдық серіктесімен бірге ... бар ... ... жасалған. Сонымен қатар LilyPad платаларының шығуымен есептеуіш құрылғылардың қамтитын жаңа бағыт пайда болды. ... ... Smart Projects ... ... ... Arduino ... платасын пайдаланады. Ол өнім Arduino Diecimilanove нұсқасынан USB интерфейсімен қамтамасыздандыратын FTDI компаниясының чипі болуымен ерекшеленеді. ... Mega жаңа ... ... өте қуатты микроконтроллер (Atmega 1280) және көлемі үлкен жады, сонымен қатар енгізі/шығыару интерфейсінің кеңейтілген функциялары бар. ... Mini ... ... ... ... кіші және DIP24 ... ... жасайды. Барлық модуль 24-контактті панельге енгізіледі.
Sparkfun компаниясының Arduino Pro Mini нұсқасы ... ... ... ... үшін USB ... қарастырылған, ол модульдің бүйір бөлігіне енгізілуі мүмкіг. LilyPad платасы ... ... ... ... ... ие. LilyPad ... және ... құрылғылары арнайы киімге орнатылу үшін жасалған және ... мен ... ... ... ... ... формасындағы LilyPad платасының сыртқы бейнесі де ерекше. Мұнда Atmega 168 микроконтроллері қолданылған (энергия қолданысы 3.3В). Сыртқы құрылғылардың көптеген кіші платалары ... ... ) ... ... ... 13). ... ... ATmega 1280 микроконтроллері ;
* 128 Кбайт Flash-жадысы;
* 8 Кбайт RAM- жадысы, 4 Кбайт EEPROM;
* 16 МГц ... ... ... 54 ... каналы, олардың ішінде 14-і кеңжолақты импульсті модуляцияда қолданылады;
* UART-тың 4 аппараттық құрылғылары;
* I2C, SPI интерфейстері;
* 10-разрядты аналогті цифрлық ... 16 ... ... USB ... ... ... ... жуктегіш;
* 101*53*12 мм шамасындағы габаритті өлшемдер.
Сурет 13. Arduino Mega платасы
Техникалық сипаттамалары:
* ATmega 328 микроконтроллері;
* 32 Кбайт Flash-жадысы (2 Кбайт ... ... ... үшін);
* 2 Кбайт RAM, 1 Кбайт EEPROM;
* 16 МГц тактілік жиілік;
* Енгізу/шығарудың 14 цифрлық каналы, олардың ішінде алтауы КИМ-да ... ... ... 6 ... ... FTDI ... USB FT232RL интерфейсі;
* Жұмыс істеу кернеуі 5 В, ... USB ... ... стабилизаторы есебінен жүреді (кіріс кернеу 7-12В);
* Габаритті өлшемдері шамамен 69*53*12 мм-ге тең;
Жүйенің ... ... ала ... сол ... ... ... көмегінсіз жүзеге асыруға болады (сурет 14).
Сурет 14. Arduino Duemilanove платасы
Техникалық сипаттамалары:
* Тактілік ... 16 МГц ATmega 168 ... USB ... ... ... (ARDUINO/USB, FTDI компаниясының чипі негізіндегі USB адаптер);
* 512 бит ... 1 ... ... 16 ... Flash (2 ... жүйенің бастапқы жүктегішіне арналған);
* Жұмыс істеу режимі 5 В;
* Енгізу/шығарудың 14 цифрлық каналы, оның 6-ы ... ... ... ... ... ... 8 ... кірісі;
* Қорек көзінің кернеуі 7-9 В. Arduino Mini платасының сыртқы келбеті төменде көрсетілген (сурет 15).
Сурет 15. Arduino Mini ... ... ATmega 328 ... оның ескі ... ... 16 МГц 168 нұсқасы;
* USB разъемі көмегімен программалау;
* Автоматты сброс функциясы;
* Жұмыс істеу режимі 5 В;
* Енгізу/шығарудың 14 цифрлық ... оның 6-ы ... ... ... ... ... АЦТ-ның 8 аналогті кірісі;
* Көлемі 32 немесе 16 Кбайт Flash-жадысы;
* 1 Кбайт SRAM;
* 512 байт ... 1 ... ... ... ... ток 40 мА;
* Қорек көзінің кернеуі 6-20 ... ... ... ... 18*43 мм ... 16).
Сурет 16. Arduino Nano платасы
Техникалық сипаттамалары:
* тактілік ... 16 МГц ATmega 328 ... ... ... USB ... ... программалау (ARDUINO/USB);
* Автоматты сброс функциясы;
* Платалардың нұсқасы 5 және 3.3В ... ... ... ... Максимал шығыс ток 150 мА;
* Шамадан тыс жүктелуден қорғау;
* Полярлылықтың қателегінен қорғау;
* Қорек көзінің кернеуі 6-20 В ... ... 17. Arduino Pro Mini ... ... ATmega 328V ... оның ескі ... ... 16 МГц 168V нұсқасы;
* USB адаптері көмегімен программалау (ARDUINO/USB);
* Қорек көзінің кернеуі 2.7-5.5 В;
* Енгізу/шығарудың 14 цифрлық каналы, оның 6-ы ... ... ... мүмкін;
* 10-разрядты АЦТ-ның 6 аналогті кірісі;
* Шығыс тогы 40 мА;
* Көлемі 32 немесе 16 Кбайт Flash-жадысы (ATmega ... 1 ... (ATmega 168) ... 2 ... (ATmega 328) ... 512 байт немесе 1 Кбайт EEPROM;
Сурет 18. LilyPad платасы
+ Arduino ... ... ... үшін әр ... ... кеңейту платалары шығарылған. Arduino - ның кеңейту платалары, LilyPad платалары мен кішкентай модульдерінен ... ... Arduino ... ... ... ... ... орнатылатын кеңейту платалары Arduino - ның ... ... ... және ... ... ... ... кеңейту жиынтығы дәнекерлеуді пайдаланбай, қолдан істеуге арналған. Барлық тәжірибелерді байланыс (контакт) ұяшықтарымен кішкентай ғана панельде жүзеге асыруға ... ... ... ... шилдтар ішіндегі ең қарапайым түрі. Олардың қолданылуы үшін Arduino - да PLD ... ... ... 20).
Сурет 20. Arduino ProtoShield жиынтығы
Ardumoto платасы кішкентай электрқозғалтқыштарды басқаруда өте қолайлы. Электрқозғалтқыштардың сымдары плата ... ... ... оңай ... аз көлемдегі программа көмегімен қозғалтқыштардың айналу бағытын және қажетті жылдамдық мөлшерін беруге болады (сурет 21). ... - бұл ... ... ... ... ... мәтінді шығаруға мүмкіндік беретін Arduino - ның ... ... ... ... VT-52 ... көптеген командаларын сүйемелдеп, ақ - қара кескіндеме береді.
Сурет 21. ... ... Ardumoto ... ... ... - 38х25 ... ... Мәтіннен бөлек алдын ала анықталған символдар көмегімен графиканы да беруге болады. TellyMate Arduino - мен стандартты COM-порт ... ... сол ... программаны құрылғыға жүктеу кезінде теледидар экранында символдар жүре бастайды (сурет ... 22. ... ... ... ... Arduino ... ... PAL немесе NTSC композитті видеосигнал;
* Тізбектелген портпен жұмыс істеу;
* Графикалық объектілері қарапайым;
* Программалау тілі қарапайым (сурет 23).
Сурет 23. ... ... ... ... ... үлгісі
Arduino Ethernet - бұл ATmega328 базасындағы микроконтроллер платасы. Ол Arduino ... ... ... және ... қоса алады. Сонымен қатар Wiznet W5100 желілік контроллеріне негізделіп, TCP және UDP хаттамаларын сүйемелдейді ... ... 24. Ethernet ... ... Arduino ... ... және программалау негіздері
Компакт-дискінің ішіндегі Entwicklungsumgebung\c папкасынан Arduino программасын ... ... ... файлын іске қоса аламыз. Arduino-хххх тізімдемесіне көшеміз. Программаны іске қосу үшін ... ... ... ... ... екі рет ... ... шақыру оңай болу үшін жұмыс үстеліне папканы құрып қоюымызға болады.
Программа іске ... ... ... секунд ішінде 25-суретте көрсетілгендей бастама терезесі пайда болады.
Arduino-IDE(Integrated ... ... - ... өңдеу ортасында Arduino программасының жұмысын жеңілдету үшін әртүрлі құралдар мен баптау функциялары орналасқан (сурет ... 25. ... ... іске қосқаннан кейінгі Arduino программасының терезесі
Arduino өңдеу ортасын толығырақ қарастырайық. ... ... ... ... шақыруға болады. Сонымен қатар программаның жеке-жеке мүмкіншіліктерімен танысамыз. Негізгі мәзірде мынадай командалары бар ... ... ... ... - программалық кодты қателікке тексеру, компиляция
lefttopStop - компиляцияны тоқтату
lefttopNew - жаңа Arduino ... ... - ... мәтінін ашу
lefttopSave - программа мәтінін сақтау
lefttopUpload to I / O Board - МК ... ... ... Monitor ... - қондырылған ACSII - терминалын ашу
Жұмыс істемес бұрын бастапқы орнатуды беру ... Ол үшін ... ... платасын және қолданылатын интерфейсті таңдау керек.
Осы жағдайда Arduino Diecimila платасы берілген. Егер басқа ... ... ... жағдайда, тізімнен сәйкес платаны таңдау керек.
IDE өңдеу ортасын ашпас бұрын микроконтроллер платасын персоналды компьютерге жалғап, драйверлерді ... ... ... тізімде COM-порт пайда болмайды. Егер де бірнеше баламалы (альтернативті) ұсыныстар болса, онда микроконтроллер платасына ... ... ... ... анықтап алу қажет. Тізімнен тіпті табылмай жатқан жағдайда платадан алып, қайта жалғауға болады. Сөйтіп, жалғағаннан ... ... ... қай ... ... ... ... тіркелгенін қарай аламыз [38].
Кейбір кездері программаның тізбектей ... ... тура ... Ол үзу - ... ... ... асады. Программаның негізгі бөлігінде тізбектей программалаудағыдай жеке процедуралардың қайталануы болатын шексіз цикл орындалады. Сыртқы немесе ішкі үзу болған жағдайда , ... ... ... ... цикл ... үзіледі де, үзілуді өңдеу (Interrupt-Routine) программасына өтеді. Онда арнайы тапсырмалар өңделеді. Кейін жұмыс қосымша операциялар орындала алатын негізгі ... ... 26. ... платасын таңда
Arduino программасы келесідей негізгі бөлімдерден тұрады:
* Түсіндірмелер мен программа сипаттамалары
* Файлдар аты мен қосылған кітапханалар
* Ғаламдық айнымалыларды хабарландыру
* Стандартты ... void setup ( )
* ... цикл void loop ( )
* ... ... ... 27).
Сурет 27. Тізбектей интерфейсті таңдау
Енді құралдар панелінен оң жаққа бағытталған стрелкалы дөңгелек батырманы (2-сурет) ... ... + ... басып, программаны синтаксистік қателікке тексеруге болады.
Егер қателік туралы ... ... ... ... панелінен көп нүктелі (::) оң жаққа бағытталған стрелкалы квадрат ... ... ... ... + ... ... программаны микроконтроллер платасына жіберуге болады.
Arduino - С программалау тілі аппараттық құрылғылардан абстракциялау принципін ұстанады, себебі ол ... ... яғни ... үшін ... ... үлкен және қалың кітаптардан оқудың қажеті жоқ. Аппараттық құрылғыларды инициализациялауды тікелей Arduino компиляторы орындайды. Нәтижесін анықтау үшін шығыс ... ... ... ... ... тек қана pinMode деп ... ... жүктелгеннен кейін микроконтроллердің платасындағы светодиоды жыпылықтау керек.Егер бастапқы жүктеме қателік туралы хабарлама берсе, онда персоналды компьютерден платаны ... ... ... ... ол ... жоюы мүмкін.
Енді Arduino-С программалау тілінің конструкциясы жайлы мәлімдейміз.
Мұнда жеке программаны тез әрі жеңіл ... аз ... ... іске асырамыз (сурет 28).
Программа командадан командаға дейін тізбектей орындалады. термині латын тілінен аударғанда ... ... ... 28. ... ... программа
Программист программа көмегімен микроконтроллерге қай ретпен әрекет ету керектігін бұйырады. Программалау принципінің мақсаты - өңдеудің қарапайымдылығы мен бастапқы ... ... ... қолдану мүмкіндігі.
* Arduinoмикроконтроллерін пайдаланып күн трекерін жасау
Жоғарыда айтылғандай күн энергиясы экологиялық тазалығы, таралуы және ресурстарының көлемі жағынан ... ... ... ... ... болашақта кеңінен пайдаланылатын энергия көзі болып табылады. Алайда, қазіргі таңда күн элементтерінің бағасы жағынан қымбат және тиімділігі төмен болуына ... осы ... жою ... күн ... ... ... ... Arduino микроконтроллерін пайдаланып, күн трекерін жасаудың негізгі ... ... - ақ ... ... ... ... ...
4.1 Бір осьті күн трекерін құрастыру
Трекер құрылымы қарапайым - контроллер күн батареясы орналасқан платформаны ... көзі көп ... ... төрт ... ... ... ... мәжбүрлейді (сурет 30).
Сурет 30. Бір осьті трекер
+ Трекердің электрондық схемасының ерекшеліктері және оны программалау
Күн ... - бұл ... ... ... құраушы бөлігі.Олар күн немесе фотогальваникалық модульдерді құрасытру үшін бір - ... ... ... Күн ... ... арзандатудың жалғыз әдісі ол - ... ... ... ... күн ... қуатын арттыру. Оны іске асыру үшін күн трекері пайдаланылды (сурет 31).
Сурет 31. Күн ... ... ... күн ... - ға ... Servo ... мен ... құрылғылар аса үлкен қозғалысты қажет етпейді. Осындай мақсатта қолдануға арналған сервоқозғалтқыштың кішірейтіліп жасалған модельдері бар. Сервоқозғалтқыштардың көптеген түрі шығарылуда, ... ... ... ... ... бір. ... оған берілетін импульстердің ұзақтығын өзгерту арқылы басқарады ... 32). ... - бұл ... ... ... Ол ... тұрақты токтан тұратын қозғалыстағы механизмнен, кері байланысты іске асыратын потенциометр мен басқару платаларынан құралған. ... үш ... бар: ... 4,8 - 6 В ... екі ... ... ал ... позиция мәнін беруге арналған.
Сурет 32. Conrad Electronic SE компаниясының стандартты ... ... ... байланысты кідірісі 20 мс, ал ұзақтығы 1 - 2 мс ... ... 33) ... ... іске ... Шын мәні ішкі ... арқылы есептеледі және осы мән арқылы электроқозғалтқышты ретке келтіретін басқару платасына қайтарылады. ... 33. Кері ... ... ... басқаратын уақыттық диаграмма
Сервоқозғалтқышты Arduino платасына қосу кезінде сыртқы қорек көзін пайдаланған жөн, себебі USB порт қажетті ... ... ете ... Осындай жағдайда аккумуляторлар пайдаланған дұрыс. Сервоқозғалтқыштың жалпы шинасын (GND) Arduino платасының GND контактісіне, сонымен қатар олардың ... ... да ... ... (сурет 34).
Сурет 34. Сервоқозғалтқышты Arduinо платасына қосу үлгісі
Біркоординаталы трекерлер күннің орналасуын нақты бақылай алады және күн панельдері күн ... ... ... ... орналастырылған. Жобада төрт фоторезистор - тетіктер қолданылған және олар ... ... 45° - қа әр ... жаққа бағытталған, яғни фоторезисторлар бір - біріне ... ... ... ... ... түрде төрт тетіктің мәндерін есептеп оларды салыстырып отырады. Егер датчиктердің мәндері бірдей болса, онда панель күнге қарай ... ... ... бір - ... сәйкес келмей қалған жағдайда контроллер сервоқозғалтқышқа платформаны бұру пәрменін береді. ... бұл ... ... ... ... ... ... істейді.
Программа кодында deadband тұрақтысы қарастырылған. Тетіктердің мәндері осы тұрақтының мәнімен ... ... ... ... яғни кем ... контроллер сервоқозғалтқышқа бұру пәрменін бермейді. Осындай жағдай орын алса, платформа жұлқылануы мүмкін (джиттер). Сонымен қатар осы тетіктердің мәндерін түзетіп отыру үшін екі ... ... оның ... ... ... ... ... Arduinо микроконтроллерінің құрылғылармен байланыс схемасы көрсетілген (сурет 35).
Жұмыста жасалынған күн трекерінің ерекшелігі ол күн элементінің пайдалы әсерін ... үшін ... ... қажет етпейді. Өйткені трекердің эффективтілігі трекерге жазылған программаға тікелей тәуелді. Себебі трекер программалық ... ... ... ... жұмыс істейді. Себебі трекер программалық кодта жазылған логика бойынша жұмыс істейді.
жұмыс істеу логикасы төмендегідей:
1. Жарықтылықтың мәндерін ... ... ... салыстыру;
3. Жарықтылығы жоғары жаққа трекерді бұру.
Толығырақ айтатын болсақ, күн ... күн ... күн ... ... ... ... ... күн элементінің пайдалы әсерін күшейту үшін күнге перпендикуляр бағыттап отыруға тырысып ... Бұл күні бойы күн ... ... ... ... ... ... энергияның пайдалы әсерін арттыруға өте зор үлес қосады.
Сурет 35. Arduinо ... ... ... ... ... Arduinо ... пайдаланып күн трекерін жасаудың негізгі этаптары, сондай - ақ құрылғыны ... ... ... ... ... ... келе, күн трекерін компьютерлерге арналған шағын қорек блоктары мен жекелеген үй ... ... ... ... күн ... ... жүйелерге дейін пайдалануға болады. Бұл күн жүйелері халықтың қажеттіліктерін қанағаттандыра ... әрі ... таза ... ... ...
Елімізде қайтадан қалпына келетін энергия көздерінің барлық түрі бар, соның ... күн ... ... . Жұмыста жасалған күн трекерін еліміздің кез келген аймағында пайдалануға болады.
Қолданылған әдебиеттер ... ... В.И., ... С.Н. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. - Тамбов: ТГТУ, 2003.-72 с.
2. Голицын М.В., ... Н.В. ... ... - М.: Наука, 2003. - 157 ... ... В.А ... и ... Справочник. Кн. 2: Теоретические основы теплотехники. Теплофизический эксперимент М.: МЭИ, 2001. - 564 ... ... С.Н. ... ... ... на ... ... источниках энергии и пути повышения их эффективности.- М.: Гидротехническое сроительство 2001.- 33 - 36 с.
5. ... А.М. ... ... ... энергии. - М.: Юпитер, 1996. - 245с.
6. Лучков Б.И. ... дом, ... ... // Наука и жизнь. - 2002. - № 12. 26 - 31 ... ... ... ... ... ... 2003. - 386 с.
8. Электроника: Наука, Технология, Бизнес // Фотовольтаика: Материалы, технологии, ... 2000, Вып. 6. 1 - 45 с.
9. Aberle AG. Surface ... of ... silicon solar cells: A review. Progress in ... Research and ... 2000; 8, 473 - 487 р.
10. Байерс Т. 20 конструкций с солнечными ... ... - 198 с.
11. ... Т., Суда Р. ... дома с автономным солнечным теплохладоснабжением. М.: Стройиздат,1989.- 345 с.
12. Luque A., Hegedus S. Handbook of ... Science and ... ... , 2003.- 446 ... Peter W. Physics of Solar Cells. - Weinheim:Wiley - VCH, 2005.-229 р.
14. Алферов Ж.И., Андреев В.М., Румянцев В.Д. ... и ... ... ... ... . - ... Россия, 2004. - 237 с.
15. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. - М.: ... 1985. - 280 ... ... Г. Справочник по проектированию солнечных батарей: Пер. с англ. - М.: ... 1983.- 360 с.
17. ... В.И., ... Г.В., ... В.А., ... Н.К., ... ... М.: МЭИ, 2008. - 320 с.
18. Yamaguchi M. Workshop Proc.// "The path to ultra - high ... ... (Ispra, Italy, 2002) ... Kaminski A., Vandelle B., Boyeau JP., Laugier A., Monna R. BSF analysis on ... silicon solar cells // Proceeding of the 16th European PV Solar Energy ... 2000: p.1267 - ... ... А. Б. ... ... - М.: ... 2010. - 256 ... Баранов Н. Н. Нетрадиционные источники и методы преобразования энергии : учеб. пособие для вузов. Федеральная сетевая компания единой энергетической системы (ФСК ЕЭС). - М.: ... 2012. - 384 ... ... И. И. ... будущего. - М.Наука, 2006. - 824 с.
23. Мировая энергетика - 2050 ... ... - М., 2011. - 355 ... В. Г. ... ... ... и ... будущего. - М., 2010. - 348 с.
25. Сибикин, Ю. Д. ... ... : - М., 2010. - 352 ... ... Е. А. ... ... и перспективы : учебное пособие по английскому языку для технических вузов. - М., 2005. - 141 ... ... В.М., ... В.А., ... В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. - Л.: Наука,1989. - 310 с.
28. ... О. ... ... ... в ... - Рига: РАУ,1996.- 48 с.
29. ... И.В., ... В.Ю., Рудь Ю.В. ... ... на ... ... CuIn 1-x GaxSe2 полученных импульсным лазерным испарением // Санкт - Петербург: Россия, 2002. Т. ... ... ... В.А., ... А.И. ... чувствительность и вольт - амперная характеристика солнечного ... - М.: МЭИ, ... ... ... А.В. ... политика: Еще раз о развитии солнечной энергетики и рынке кремниевого сырья в 2007 - 2010 гг. ... ... 2007, ... European ... Projects 1999 - 2002 // Europ. Comm. Unit A - 3. 2003. ... ... И.И. ... ... и микропроцессоры Motorola: Справочник. - Телеком, 2004. - 952 с.
34. Евстифеев А.В. ... AVR ... Mega. ... ... - ... 2007.-594 с.
35. Улли Соммер Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012. - ... ... А.В. ... AVR ... Classic ... Atmel. - ... и ... 2006. - 459 с.
Қосымша А
Программаның бастапқы бөлімінде қосылатын кітапханалар сипатталып (біздің жағдайда servo.h), пиндар мен тұрақтылар ... ... ... ... pinL = 5; // IO сол жақ ... Pin-ы
int pinR = 4; // IO оң жақ ... ... pinServo = 11; // PWM ... ... ... = 0; // Сол жақ ... мәні
int rightValue = 0; // Оң жақ ... ... error =0; // Екі ... ... айырмашылық
int errorAVG = 0; // Error Average - Rolling 2 ... deadband = 10; // ... ... аймағы
//Servo Stuff
Servo hServo; // servo ... Position = 45; // Position to write ... minPos = 5; //Min ... maxPos = 150; //Max ... output = (maxPos - minPos) /2; //Initial output ... ... ... Setup() ... сипатталады. Бұл функция программаны алғаш қосқанда немесе контроллерді қайталап қосқанда орындалады. Программада көрсетілгендей Serial Monitor - да ... да бір ... ... ... ... setup()
{
Serial.begin(9600);
hServo.attach(pinServo);
//Set Servo to Centre for Alignment Purpose
Serial.println("Бастапқы позицияға ауыстыру");
hServo.write(minPos);
delay(5000);
Serial.println("Бастапқы позицияға ауыстыру");
hServo.write(maxPos);
delay(5000);
Serial.println("Ортаңғы нүктеге ауыстыру");
hServo.write(output);
delay(5000);
Serial.println("Going ... ... ... loop() ... ... ... Бұл ... тетіктерден алынған мәндер салыстырылып, нәтиже шығарылып сервоқозғалтқышқа қажетті пәрмен беріледі.
void loop()
{
//Чтение значений с ... = ... = ... = "); ... ... | ... = "); Serial.print(rightValue); Serial.print(" | ");
Serial.print("E = "); Serial.print(error); Serial.print(" | ");
Serial.print("Eavg = "); Serial.print(errorAVG); ... = ... - ... = ... + error) / ... ... = output + getTravel();
if (newOutput > maxPos)
{
Serial.println("At Upper Limit");
newOutput = maxPos;
}
else
{
if (newOutput < minPos)
{
Serial.println("At Lower Limit");
newOutput = ... ... ... ... ... ... = newOutput;
}
}
Сонымен қатар программада қосымша getTravel() функцясы қолданылады. Бұл функция серво қандай бағытқа бұрылатынын анықтайды, яғни мәндерді ... 0 ... ... ... жоқ, -1 ... солға бұрылады, ал егер +1 болса оңға бұрылады.
int getTravel()
{
// -1 = ... +1 = ... ... < (deadband * -1))
{
return 1;
}
else
{
if (errorAVG > deadband)
{
return ... ... ... күн трекерінің қарапайым түрі көрсетілген, бірақ осы жасалған трекер құрылымы үлкен құрылғылардың ... бола ...

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 39 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
AVR тегінденгі микроконтроллерларды пайдалану ерекшеліктері4 бет
MapInfo бағдарламасындағы ГАЖ технологиясын пайдаланып дифференцияцияланған ландшафтық карталарын жасау әдістері (Алатау аумағында)30 бет
n-ші ретті, коэффициенттері айнымалы біртекті сызықтық дифференциалдық теңдеулерді жалпыланған Абель формуласын пайдаланып шешу36 бет
Нанотехнологияларды пайдаланып ауыз суды тазартудың қазіргі заманғы әдістері4 бет
Орта мектеп химия курсында инновациялық технологияларды пайдаланып оқыту әдістемесі24 бет
Хаостық сигналды пайдаланып жасырын оптикалық байланысты жасау28 бет
Микропроцессорлық жүйелер құрылымы. Микропроцессор архитектурасы25 бет
„Трэк” ойыны21 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь