SolarTracker_Presentation

1.

SOLARTRACKER
Двухосевой солнечный трекер
Расчётное слежение по координатам и времени, ветровая защита, ручная калибровка
Сборка своими руками — от деталей до первого запуска

2.

ОБЗОР СИСТЕМЫ
Что делает трекер
1
3
Слежение без датчиков света
2
Две оси
Положение Солнца считается из даты, времени и координат —
Азимут (поворот) и наклон (высота) — независимые
алгоритм NOAA, без LDR
сервоприводы с плавным ходом
Ветровая защита
4
Ручная калибровка
При сильном ветре панель уходит в горизонт и возвращается
Поправки нуля сохраняются в EEPROM и переживают
после затишья
перезагрузку
02

3.

КОМПЛЕКТ УЮЩИЕ
Что купить
Контроллер
Arduino Uno / Nano
Сервопривод азимута
MG996R или аналог, металлический редуктор
Сервопривод наклона
MG996R
Часы реального времени
Модуль DS3231 (не DS1307)
Анемометр
Чашечный с герконом, или аналоговый 0–5 В
Блок питания
5–6 В, не менее 3 А, отдельно от Arduino
Конденсатор
1000 мкФ, от 10 В — у клемм сервоприводов
Сервоприводы — макет или лёгкая панель до ~30×30 см. Под реальную панель нужны мотор-редукторы с червячной парой.
03

4.

П И ТА Н И Е — Ч И Т АТ Ь П Е Р Е Д П А Й К О Й
Три правила питания
1
2
3
Отдельный блок питания
Общая земля
Конденсатор у приводов
Сервоприводы никогда не питаются от 5V
Минус блока питания соединяется с GND
1000 мкФ гасит просадку при
Arduino. Пусковой ток MG996R — до 2,5 А,
Arduino — иначе сигнальная линия не
одновременном движении осей — без
плата уйдёт в перезагрузку
имеет опорной точки
него теряется позиция
04

5.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ
Схема подключения
Анемометр
Ось азимута
сигнал → D2, GND
сигнал → D9
Arduino Uno
DS3231
питание USB / DC
SDA → A4, SCL → A5
Ось наклона
сигнал → D10
БП 5–6 В, 3 А
только сервоприводы
Общая земля обязательна: минус БП соединён с GND Arduino, иначе сигнал «плывёт»
05

6.

П О Д К Л Ю Ч Е Н И Е П О Ш А ГА М
Сервоприводы и анемометр
1
Сервоприводы
Сигнал: азимут → D9, наклон → D10. Питание — от отдельного БП, земля — общая с Arduino. Проверка: `azpos 90` — плавный ход без гула
2
Анемометр (импульсный)
Оба провода на D2 (аппаратное прерывание INT0) и GND. Полярности нет. Длинный кабель — RC-фильтр 10 кОм + 100 нФ
3
Анемометр (аналоговый)
Альтернатива: выход 0–5 В → A0. Выход 0–10 В требует делитель 1:2. Плюс варианта — виден обрыв линии
06

7.

М О Н ТА Ж
Механика: точность решает основание
У расчёта ошибка ~0,1°. У криво выставленного основания — легко 3° и больше.
Горизонт
Север
Основание выставляется по пузырьковому уровню в двух
По компасу — быстро, но нужно учесть магнитное склонение (10–
13° в средней полосе России).
перпендикулярных направлениях. Ошибка в 1° по основанию —
это ошибка в 1° по обеим осям на весь день.
По тени в истинный полдень — точнее и бесплатно. Дождитесь az
≈ 180° в телеметрии — тень указывает строго на север.
07

8.

ПЕРВЫЙ ЗАПУСК
Семь шагов до рабочего трекера
1
2
3
4
Установить библиотеку RTClib (Adafruit)
Все файлы — в папку SolarTracker, открыть .ino
В Config.h вписать широту, долготу, часовой пояс
5
6
7
Установить время: time 2026-08-16 14:30:00
Проверить status — азимут и высота правдоподобны
Проверить safe on / safe off — панель уходит в горизонт и
возвращается
Прошить, открыть монитор порта на 115200
08

9.

НАСТ РО ЙКА
Калибровка нулей
Алгоритм считает идеальные углы, механика собрана с перекосом. Калибровка — это две поправки, которые компенсируют разницу и хранятся в EEPROM.
cal on
слежение приостановлено, оси под ручным управлением
elpos 0
ось наклона в расчётный горизонт
el -2.5
подгонка по пузырьковому уровню
azpos 0
ось азимута в расчётную нулевую точку
az +1.5
подгонка по компасу / отметке севера
save
запись поправок в EEPROM
cal off
возврат к слежению
09

10.

П Р И Н Ц И П РА Б О Т Ы
Путь данных: от часов до привода
DS3231
SunPosition
Механич. углы
ServoAxis
время UTC
азимут, высота
перевод в градусы привода
плавное движение
Механический наклон = 90° − высота Солнца. Механический азимут — линейное отображение относительно опорной точки.
Расчёт Солнца — раз в 30 с (за это время смещение ~0,12° — меньше люфта привода)
Движение приводов — 50 раз в секунду (4°/с в слежении, 40°/с в аварии — плавно и без рывков)
10

11.

П Р И Н Ц И П РА Б О Т Ы
Ветровая защита: асимметрия входа и выхода
Normal
Arming
Alarm
Recovering
слежение
5 с проверки
в горизонт
5 мин выдержки
Вход: 5 секунд
Выход: 5 минут
12 м/с среднего или 18 м/с порыва. Одиночный выброс не доходит до
Ниже 8 м/с среднего и 12 м/с порыва. Возврат при первом затишье
аварии — состояние тихо возвращается в Normal.
внутри шквала — верный способ сломать привод.
11

12.

П Р И Н Ц И П РА Б О Т Ы
Приоритеты режимов
1
Ветер
панель в горизонт — даже во время калибровки
2
Калибровка
оси под ручным управлением
3
Часы не установлены
движение запрещено полностью
4
Ночь
парковка на восток
5
Слежение
штатный режим
12

13.

ДИАГНОСТИКА
Симптом → причина
Плата перезагружается при движении
Сервоприводы питаются от 5V Arduino
Приводы дёргаются сами по себе
Нет общей земли или просадка питания
status показывает time INVALID
Часы не установлены или села батарейка
Ветер завышен втрое
Дребезг геркона — увеличить WIND_DEBOUNCE_US
Ось едет в обратную сторону
AZ_REVERSED / EL_REVERSED = true
Панель смотрит мимо Солнца
Не выполнена калибровка или нет привязки к северу
13

14.

Проверка сборки
Полдень — момент истины
В истинный полдень телеметрия должна показать азимут около 180°, а высота — совпасть с формулой 90° −
широта + склонение.
Сошлось — значит, астрономия работает, и все оставшиеся ошибки уже механические.
14