הליוסטט. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

הליוסטט. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

אחד מתחומי האנרגיה הסולארית הוא ההמרה הישירה של אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית באמצעות פאנלים סולאריים. המאמר מתאר מכשיר פשוט המאפשר לכוון אוטומטית סוללה סולארית לכיוון השמש.

כידוע, עוצמת שטף האור על פני כדור הארץ בקו המשווה מגיעה ל-1,1 קילוואט/מ"ר (בקו הרוחב של מוסקבה כ-2 קילוואט/מ"ר).

ניתן להמיר כ-40% מהאנרגיה הזו לחשמל על ידי תאים סולאריים שנוצרו על ידי חברת Sandia National Laboratories האנגלית המבוססת על אינדיום גליום ניטריד ארסניד. במקרים מסוימים, רצוי להשתמש בסוללות סולאריות קונבנציונליות ביעילות של 20% [1].

יעילותם של תאים סולאריים תלויה בגורמים רבים, אך הגורם המכריע הוא כיוון היסודות שלו ביחס למקור הקרינה. כדי לשמור על תאורה מיטבית של פאנלים סולאריים, פותחו מגוון מערכות מעקב - מהאנלוגי הפשוט ביותר ועד אנלוגי-דיגיטלי [2]. ההתאמה של מכשירים כאלה מסובכת בגלל העובדה שסף התגובה שלהם משתנה בהתאם לא רק בהפרש, אלא גם בעוצמת התאורה הכוללת. בנוסף, התקנת מערכות כאלה למצבן המקורי מחייבת התערבות של אנשי תחזוקה.

המכשיר המוצע (הליוסטט) משתמש בבקרת דופק וללא התערבות חיצונית מסוגל לכוון את הסוללה הסולארית לפי התאורה הטובה ביותר. התרשים הסכמטי של ההליוסטט מוצג באיור. 1. הוא מורכב מחולל שעון (DD1.1, DD1.2), שני מעגלים משלבים (VD1R2C2, VD2R3C3), מספר זהה של דרייברים (DD1.3, DD1.4), משווה דיגיטלי (DD2), שניים ממירים (DD1.5 .1.6, DD1) ומתג טרנזיסטור (VT6-VT1) לכיוון הסיבוב של המנוע החשמלי MXNUMX השולט על סיבוב הפלטפורמה עליה מותקנת הסוללה הסולארית.

(לחץ להגדלה)

כאשר מסופק כוח (מהפאנל הסולארי עצמו או מהסוללה), הגנרטור המבוסס על אלמנטים DD1.1, DD1.2 מתחיל לייצר פולסי שעון בתדר של כ-300 הרץ. במהלך פעולת המכשיר, משווים את משכי הפולסים שנוצרו על ידי ממירי DD1.3, DD1.4 ומעגלים משלבים VD1R2C2, VD2R3C3. השיפוע שלהם משתנה בהתאם לקבוע זמן האינטגרציה, אשר, בתורו, תלוי בהארת הפוטודיודות VD1 ו-VD2 (זרם הטעינה של הקבלים C2 ו-C3 פרופורציונלי להארתם).

אותות מהיציאות של המעגלים המשלבים מסופקים לדרייברי הרמה DD1.3, DD1.4 ולאחר מכן למשווה דיגיטלי שנעשה על האלמנטים של המיקרו-מעגל DD2. בהתאם ליחס של משכי הפולסים המגיעים לכניסות המשווה, מופיע אות ברמה נמוכה במוצא של אלמנט DD2.3 (פין 11) או DD2.4 (פין 4). עם תאורה שווה של הפוטודיודות, אותות ברמה גבוהה נמצאים בשני היציאות של המשווה.

יש צורך בממירים DD1.5 ו-DD1.6 כדי לשלוט בטרנזיסטורים VT1 ו-VT2. רמת אות גבוהה במוצא המהפך הראשון פותחת את הטרנזיסטור VT1, במוצא השני - VT2. העומסים של טרנזיסטורים אלה הם מתגים על טרנזיסטורים רבי עוצמה VT3, VT6 ו-VT4, VT5, אשר מחליפים את מתח האספקה של המנוע החשמלי M1. המעגלים R4C4R6 ו-R5C5R7 מחליקים אדוות בבסיסי טרנזיסטורי הבקרה VT1 ו-VT2.

כיוון הסיבוב של המנוע משתנה בהתאם לקוטביות החיבור למקור החשמל. המשווה הדיגיטלי אינו מאפשר לכל הטרנזיסטורים המרכזיים להיפתח בו זמנית, ובכך מבטיח אמינות מערכת גבוהה.

עם הזריחה, תאורת הפוטודיודות VD1 ו-VD2 תהיה שונה והמנוע החשמלי יתחיל להפוך את הסוללה הסולארית ממערב למזרח. ככל שההבדל בין משכי הפולסים שנוצרים על ידי המעצבים יקטן, משך הפולס המתקבל יקטן ומהירות הסיבוב של הסוללה הסולארית תאט בצורה חלקה, מה שיבטיח את מיקומה המדויק. כך, בעזרת בקרת דופק, ניתן להעביר את סיבוב ציר המנוע החשמלי לפלטפורמה עם הסוללה הסולארית ישירות, ללא שימוש בתיבת הילוכים.

במהלך היום, הפלטפורמה עם הסוללה הסולארית תסתובב בעקבות תנועת השמש. עם תחילת הדמדומים, משכי הפולסים בכניסה של המשווה הדיגיטלי יהיו זהים והמערכת תעבור למצב המתנה. במצב זה, הזרם הנצרך על ידי המכשיר אינו עולה על 1,2 mA (במצב התמצאות זה תלוי בהספק המנוע).

סוללת ההליוסטט משמשת לאחסון האנרגיה המופקת מהפאנל הסולארי ומניעה את היחידה האלקטרונית עצמה. מכיוון שהמנוע החשמלי מופעל רק כדי לסובב את הסוללה (כלומר לזמן קצר), אין מתג הפעלה.

המכשיר המתואר מכוון את הסוללה הסולארית במישור אופקי. עם זאת, כאשר ממקמים אותו, יש לקחת בחשבון את קו הרוחב הגיאוגרפי של האזור ואת הזמן של השנה. אם אתה משלים את העיצוב עם יחידת סטיה אנכית המורכבת על פי סכימה דומה, אתה יכול להפוך את כיוון הסוללה לאוטומטיות בשני המישורים.

בנוסף לאלו המצוינים בתרשים, המכשיר יכול להשתמש במיקרו-מעגלים מסדרת K564, K176 (עם מתח אספקה של 5...12 V). טרנזיסטורים KT315A ניתנים להחלפה עם כל אחת מסדרות KT201, KT315, KT342, KT3102 ו-KT814A עם כל אחת מסדרות KT814, KT816, KT818, כמו גם גרמניום P213-P215, P217 עם כל מדדי אותיות. במקרה האחרון, יש לחבר נגדים עם התנגדות של 3...6 קילו אוהם בין הפולטים והבסיסים של הטרנזיסטורים VT1-VT10 כדי למנוע פתיחה מקרית שלהם עקב זרם הפוך משמעותי.

במקום פוטודיודות FD256, מותר להשתמש בתאים סולאריים בודדים של הסוללה עצמה (מחוברים בקוטביות נכונה), פוטו-טרנזיסטורים ללא מעגלי הטיה, כמו גם נגדי פוטו, למשל, SF2, SFZ או FSK בכל שינוי. אתה רק צריך לבחור (על ידי שינוי ההתנגדות של הנגד R1) את התדר של מחולל השעון על סמך הפעולה האמינה של המשווה הדיגיטלי.

כל חלקי המכשיר מותקנים על לוח מעגלים מודפס (איור 2) עשוי פיברגלס נייר כסף דו צדדי. טרנזיסטורים VT3 - VT6 מוברגים ללוח ומצוידים בגוף קירור בצורת L בשטח של כ-10 ס"מ, מכופפים מרצועות של סגסוגת אלומיניום בעובי 2 מ"מ. בעת שימוש במנוע חשמלי חזק יותר, טרנזיסטורים אלו ממוקמים מחוץ ללוח על גופי קירור נפרדים כדי להבטיח פיזור חום יעיל. הלוח ממוקם במארז פלסטיק אטום, מותקן בסמוך לסוללה הסולארית.

הליוסטט

מסנן אור ירוק משמש להגנה על הפוטודיודות מעודף קרינה. בין חיישני הצילום מוצב וילון אטום. הוא מקובע בניצב ללוח באופן שכאשר זווית התאורה משתנה, הוא מצל על אחת מהפוטודיודות.

הסוללה הסולארית מותקנת על פלטפורמה, שמתחתיה מותקן מנוע חשמלי MP-3-015 (מתח אספקה 6 V), המסובב אותו במישור אופקי. אפשר להשתמש במנוע חזק יותר, שגם בו משתנה כיוון סיבוב הציר בהתאם לקוטביות המתח.

סוללה מחוברת לסוללה באמצעות קולט זרם, שזרם הטעינה שלו מתאים לזרם המרבי שנוצר מהסוללה.

המכשיר, המורכב מחלקים הניתנים לשירות, אינו דורש התאמה ומתחיל מיד לעבוד. הרגישות שלו היא כזו שהסוללה מכוונת בביטחון לפי שטף האור מהמנורת MH 2,5 V-0,15 A, הממוקמת במרחק של 3 מ' מחיישני הפוטו.

ספרות

Zinoviev K., Pantuev V. סוללות נטענות סולאריות להנעת ציוד אלקטרוני. - רדיו, 1995, מס' 1, עמ'. 44; מס' 2, עמ'. 43, 44.
Bayere T. 20 עיצובים עם תאים סולאריים. - מ.: מיר, 1988.

מחבר: I. Tsaplin, Krasnodar

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אופניים מתנדנדים 13.10.2005

בתחרות עיצוב האופניים הבינלאומית התשיעית של טייוואן, זכה בפרס הראשון אופני ילדים אמריקאיים חדשים שהופכים מתלת-גלגלים לדו-גלגליים תוך כדי תנועה.

ללומד רכיבה על אופניים, רגע ההתנעה הוא הקשה ביותר, אך בדגם זה הטיול מתחיל בשלושה גלגלים. כשהרוכב מאיץ ומעביר את משקל הגוף קדימה, הגלגלים האחוריים המתפצלים הופכים תחילה מקבילים ואז מתכנסים, והופכים כמעט לגלגל בודד. אין צורך לתמוך בילד בריצה או להצמיד גלגלים אחוריים נוספים במהלך האימון.

כעת נשקלת האפשרות לייצור סדרתי של אופניים כאלה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מכונית חשמלית

▪ מיקרו-בוטים בתוך העין האנושית

▪ טאבלט Eewrite Janus עם מסכי E Ink ומסכי LCD

▪ יש פחות ופחות חמצן באטמוספירה של כדור הארץ

▪ קריאה של גנום צפצפה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר מעבדה מדעית לילדים. בחירת מאמרים

▪ מאמר ושלח את Lyapkin-Tyapkin כאן. ביטוי עממי

▪ מאמר מהו סקסטנט? תשובה מפורטת

▪ סעיף חובות עובד בתחום יחסי עבודה והגנת העבודה

▪ מאמר אנטנות קליטת רדיו. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר על ווסתי מתח פשוטים וחזקים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר