vendredi 27 février 2015

Tracker solaire d’après la Latitude d’un lieu, la Date et l’heure du jour.

Sur ce blog, vous verrez l'étude et la réalisation:
  - D'un tracker solaire piloté par Arduino.
- L'amélioration de certaines pièces par Impression 3D.

- Le contrôle et le pilotage à distance avec une application Android et liaison série bluetooth.

DCEA, rien ne s’accomplit sans passion…



Le but :

- Rendre mobile un panneau solaireactuellement fixe,  servant à maintenir la charge d’une batterie de moto dans un lieu ne possédant pas d’alimentation électrique.
- Se créer un nouveau projet... voir mes autres projets :

http://buzzcasoni.blogspot.fr/                https://www.youtube.com/watch?v=ffHxFfm3BbU


Panneau solaire


Panneau solaire

Le Panneau solaire :
Charge, recharge et maintient en charge de tous types d'accus 12V cc
Tension de sortie nominale: 13,5V
Courant de sortie nominal: 350mA soit 0.35 A
Puissance maximale: 5W
Résiste aux intempéries IP61, montage possible à l'exterieur toute l'année
LED bleue d'indication de charge
Dimensions: 352x338x16mm
Poids du panneau seul: 1,5kg

Le Régulateur :
Régulation solaire 22Vcc à 14Vcc pour panneaux solaires photovoltaïques. Puissance maximale: 7A (100W en 14V). Entrée: 14 à 22 Vcc. Sortie: 13 Vcc
Tension d'entrée max: 22V CC
Tension de sortie vers la batterie: 13.0V CC ± 10%
Intensité de sortie : 7A max. (Utilisation possible avec plusieurs panneaux solaire).
Protection contre la décharge de la batterie si tension solaire inférieure à 10.5V CC
Protection contre la surcharge si tension solaire supérieure à 14V CC
Type d'accu recommandé: 12V de 10 à 40Ah scellé plomb-acide
Température de travail: -10°C à +42°C, humidité < 80%


Cahier des charges :

L’asservissement du panneau sera alimenté par la batterie qu’il est sensé maintenir en charge, (!)

Il faudra limiter au maximum les déplacements lorsqu'il n’y pas, ou peu de soleil,  ou lors du passage du soleil devant des obstacles naturels, (végétation, arbres…), ou immobiliers, (bâtiments).
On devra pouvoir protéger le panneau l’été contre le rayonnement excessif du soleil, (chaleur), et contre les intempéries, (pluie, grêle).

Etude, les composants :

La base de cette étude porte sur le fait que la course du soleil est connue depuis des lustres et qu’à tout moment de la journée on connaît sa position pour un lieu donné.
Contrairement à ce que l’on trouve dans beaucoup de publications, on basera la poursuite du soleil non pas sur des capteurs de ‘lumière’, mais sur le ‘rapport’ entre Latitude d’un lieu, date et heure du jour.
L'avantage, c'est que le système pourra être mis en sommeil par temps nuageux ou de nuit. Les servos ne seront pas alimentés, principal défaut des systèmes à capteurs de lumière permanents du type photorésistances, (les servos "vibrent " constamment).

La taille du panneau étant relativement faible, 352x338x16mm, 1,5Kg, l’asservissement mécanique se fera par deux servos moteur, (assez puissants quand même),  destinés au modélisme.

Pourquoi des servos moteur ? Ces moteurs fonctionnent en boucle dite 'fermée', c'est à dire qu'à tous moment, on connaît leur position, il est donc facile de les 'driver', (contrairement à des moteurs pas à pas fonctionnant en boucle 'ouverte').

Il faut les prévoir suffisamment dimensionnés pour, d'une part, vaincre les inerties et le poids du panneau, et d'autre part, pouvoir les débrayer électriquement pour qu'ils ne consomment aucun courant entre deux poursuites du soleil, (toutes les 30 mn, voir plus bas), tout en opposant une forte résistance mécanique, (due à leur forte démultiplication mécanique), au vent.

     

Servo asservissement

MG996R Metal Gear Digital Torque Servo :

Specifications
Dimension : 40mm x 19mm x 43mm
Weight : 55g
Operating Speed : 0.17sec / 60 degrees (4.8V no load)
Operating Speed : 0.13sec / 60 degrees (6.0V no load)
Stall Torque : 13 kg-cm (180.5 oz-in) at 4.8V
Stall Torque : 15 kg-cm (208.3 oz-in) at 6V
Operation Voltage : 4.8 - 7.2Volts
Gear Type: All Metal Gears
Connector Wire: Heavy Duty, 11.81" (300mm)
Running Current : 500mA - 900mA (6V).

L’électronique sera constituée par micro-contrôleur Arduino Nano V3.0, assisté par un module RTC DS1307 gérant la date et l’heure, et d’un module BH1750, chargé de surveiller la luminosité.
Internet  ‘fourmille’ d’exemples et de librairies permettant facilement la mise au point du programme.



Arduino Nano V3.0
RTC DS1307
BH1750
Arduino Nano
DS 1307
BH 1750

Arduino Nano V3 : http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardNano
Librairie et exemple  RTC DS1307 : https://github.com/adafruit/RTClib
Librairie et exemple pour BH1750 : https://github.com/claws/BH1750


Position du soleil en fonction de la latitude d’un lieu, de la date et heure du moment.

Tous les calculs se trouvent sur la toile, (merci aux créateurs et à tous ceux qui l’enrichissent par leurs sujets  et leurs expériences), il faut juste faire le tri et trouver des sujets deterrain’ pouvant servir…
Pour ma part, je me suis Inspiré de deux publications, (encore merci aux auteurs) qui m’ont permis de réaliser un simulateur avec un tableur bien connu.

Cela permet de vérifier les calculs et de comparer les résultats par rapport aux nombreux sites donnant la position du soleil de façon interactive, de préparer la transposition des formules au langage Arduino et de vérifier après programmation, la bonne exécution du programme.

  On choisit  :     La latitude, la date et l’heure.
On obtient :
L’Azimut sur le plan horizontal et la hauteur par rapport à ce plan de la position du soleil.
Les heures de lever et de coucher du soleil.
La durée d’insolation du jour.
Les hauteurs pour les solstices et équinoxe.


Excel et le solaire


On limitera au maximum les déplacements :


Bâtiments à l’ouest, à l’est et arbre au Sud…


Vue de l’ouest…


Vue de l’Est…



On pourra, par exemple, limiter l'Azimut entre -55° et 55° l'hiver à cause des deux maisons à un étage à l'Est et à l'Ouest... Cette limitation se fera par programmation, l'Est et l'Ouest, la Hauteur mini et maxi seront bornées pour chaque mois de l'année....


1 - La course du servo chargé de l’Azimut sera limitée à l’Ouest et à l’Est . En effet, on voit sur la photo que l’emplacement du panneau est entouré de bâtiments de 2 étages.
La course du servo chargé de la Hauteur sera limitée en bas à 10° et en haut à 55°, protection contre le fort rayonnement du soleil l’été risquant d’endommager le panneau solaire et où la récupération d’énergie est déjà suffisante à ce moment de l’année.
2 - Si la luminosité n’est pas suffisante, (nuages, matin ou fin de soirée en hivers), la poursuite du soleil sera arrêtée et le panneau mis en sécurité à 35° permettant éventuellement à  la pluie de s’écouler, (et nettoyer le panneau), ou à  la grêle de ne pas percuter perpendiculairement le panneau. Cette fonction sera dédiée au capteur BH1750.
3 - Les déplacements se feront à une fréquence permettant, d’un côté, l’économie d’énergie motrice, et de l’autre,  de maximiser l’orientation du panneau par rapport au soleil, sachant que par rapport à l'inclinaison optimale :

Un écart de 10°  entraine une baisse de la production de moins de 2%.
Un écart de 20° entraine une baisse d'environ 6%.
Un écart de 30° entraine une baisse d'environ 14%.
Un écart de 40° entraine une baisse de près de 25%.

Azimut : le soleil fait 360° en 24 Heures soit 15°/Heure, 5°/20mn, ou 10°/40m.
Hauteur : la vitesse verticale va dépendre des saisons, à Nîmes. A l’aide du simulateur, on détermine que :
Solstice d'été, on à 66° pour une durée d'insolation de 15.14 Heures, soit 70/(15.14/2), soit ~ 9.3°/Heure ou 5°/32mn.
Equinoxes : on à 46° pour une durée d'insolation de 12 Heures, soit 46/(12/2), soit ~ 7.7°/Hr ou 5°/39mn.
Solstice d'hivers, on à 23° pour une durée d'insolation de 8.43 Hrs, soit 23/(8.43/2), soit ~ 5.5°/Hr ou 5°/54mn.

En choisissant un suivi toutes les 30 mn, on satisfait aux conditions :

Dépenser le moins d'énergie, ne pas trop fatiguer les servos moteur, ne pas trop s'écarter de la course du soleil pour capter le maximum d'énergie.


Fonctions supplémentaires :

1 - De façon à vérifier la bonne course, (absence de grippage), des servos, on aura un bouton permettant de faire effectuer : au servo Azimut un déplacement de -180 à +180°, et au servo Hauteur un déplacement de 10 à 70°, (le zéro étant le plan horizontal).
2 - Pour régler l’orientation, (et de vérifier), l’ensemble, on aura un bouton permettant de positionner le servo Azimut plein sud, le servo hauteur du jour à midi et de bloquer cette position pour réglage, (on arrête alors la poursuite). Un nouvel appui sur ce bouton fera reprendre la poursuite.
3 - Si la tension de l'alimentation devenait trop faible, (Manque de soleil durant une très grande période), le panneau sera orienté Sud et la hauteur réglée à la valeur Equinoxe, (valeur moyenne pour un lieu donné par la latitude), en attendant que la batterie se recharge. Après quoi, la poursuite du soleil reprendra.
4 - Je n'ai pas encore décidé de l'emplacement de 'l'unité centrale', à l'abri dans le garage : les boutons de commandes seraient accessibles mais il faudrait relier les servos, (2 x 3 fils), relier le capteur de luminosité, (3 ou 4 fils selon que l'on associe la masse à la masse des servos). A noter que les fils trop longs commandant les servos induisent des perturbations électriques...
Autre solution : placer 'l'unité centrale' dans le tracker, et commander les fonctions 'boutons' par télécommande infra rouge, le tracker étant inaccessible de par sa position en hauteur... On aurait alors seulement 2 fils provenant du régulateur sens batterie unité centrale et 2 fils provenant du panneau et allant au régulateur... Solution éminemment élégante et pratique..
5 - En prévision d'une alimentation coupée, il faut bien sortir la moto de temps en temps, et ou entretenir une autre batterie... Une led préviendra 30 secondes avant déplacement des servos de l’interdiction de débrancher l’alimentation. On laisse les servos agir et, surtout, on permet la sauvegarde, (enregistrement), des valeurs Azimut et Hauteur dans l’EEPROM  de l’Arduino, (mémoire).
Led éteinte, on peut  débrancher  la batterie à maintenir, et rebrancher une autre batterie pour maintenance. Les Hauteur et Azimut enregistrés seront lus en mémoire et le panneau reprendra sa course.
Et hop ! On peut partir à moto, batterie en pleine forme… Autres réalisations :


Réalisation d’une maquette :

Cela permet de valider, (ou d’invalider), les choix, les calculs, la programmation et les fonctions.

Prototype tracker solaire arduino

Maquette avec 2 servos miniatures indiquant l'Azimuth et la Hauteur et, avant de recevoir le capteur de lumière...


Puis, j’ai trouvé un support de caméra FPV, (modélisme), tout équipé, (mini servo 9g),  qui pourra faire l’affaire... 
Pour plus de réalisme, une cellule solaire 2V 'simule' le panneau...

Prototype tracker solaire arduino


Prototype tracker solaire arduino

Le déplacement n'est pas très spectaculaire sur une courte vidéo, (15° par heure en Azimut), mais en appuyant sur le bouton 'Contrôle de rotation des servos', on comprend le principe :



Schéma Electrique de cette maquette :

Prototype tracker solaire arduino


Passons à l'étude des consommations :
( Câblage selon la maquette, sauf alimentation puissance servos par régulateur 12-6 Volts : L7806CV).

Entre deux déplacements
des servos, luminosité Ok, tension Ok : on mesure 42 mA (1).
Si la luminosité est faible, mis en sécurité du panneau, micro contrôleur mis en sommeil et réveil toutes les 8 secondes : 26 mA (2).
Si problème de tension, (batterie à moins de 80% de sa charge), micro contrôleur mis en sommeil : 0.287 mA (3).
Déplacement des servos, (1 à la fois), : 158 mA (4).


Décharge d'une batterie, la loi de Peukert modélise la capacité d'une batterie en fonction du courant débité :

Cp = IPuissancek x t.

Batterie de démarrage pour Suzuki GSX 1400 : 12 A/h avec k = 1.1.

On calcule pour (1) : 12/(0.042Puissance1.1) = 392 heures avant décharge ou 16 jours.
Pour (2) : 665 heures ou 28 jours.
Pour (3) : 94 517 heures ou 3 938 jours...
Pour (4) : 91 heures ou 4 jours...

Ces calculs sont à apprécier en fonction de la durée des événements.
(1), le plus fréquent, (2), par mauvais temps, (3), normalement, cela ne doit pas se produire, (4), lors de la poursuite du soleil, toutes les 30 mn au mieux...

Et en face, nous avons un courant de charge de 350 mA, (voir description technique du panneau),  lorsque le panneau 'capte' le soleil...

On est donc largement dans l'objectif fixé...


Concernant l'écriture dans l'EEPROM de l'arduino, les coordonnées Azimut et Hauteur sont sauvegardées toutes les 30 mn lorsque la luminosité et les bornes Azimut et Hauteur le permettent.
Le nombre conseillé d'écriture de l'EEPROM de l'arduino est de 100.000...

Si nous regardons la carte d'ensoleillement de la France :


On lit pour le Gard environ 2500 Heures d'ensoleillement par an.
Un rapide calcul : 2500/0.5 = 5000 écritures toutes les 30 mn par an.
soit 100.000/5000 = 20 ans...
En tenant compte que nous avons borné l'Azimut et la Hauteur pour éviter la poursuite lorsque le soleil est masqué par des obstacles naturels ou non, (végétation, bâtiment), ce chiffre est à prendre au minimum.
Donc pas de problème concernant la durée de vie de l'EEPROM de l'Arduino.


Il est temps de passer à la réalisation en vrai grandeur...

Commençons l'étude de l'axe principal, le but étant d'utiliser un maximum de composants du commerce et de se passer d'usinages demandant de gros moyens, (tour fraiseuse) :

Première idée :

Prototype tracker solaire arduino

Roulements, buttée à bille issus du modélisme.
Axe acier Inox, réalisation du taraudage facile, filière M8.
Ecrou, série plate + rondelle standard.
Seule la rondelle d'appui réclame un soudage, je pense à 4 points à l'arc...
Les joints en feutre sont facilement réalisables.
Le tube est en acier 22 mm x 25 mm se trouve facilement.
La 'fermeture' sera réalisée en PVC de 10mm.
Le servo Azimut viendra se fixer sur cette fermeture, je les attend pour continuer à dessiner .

Prototype tracker solaire arduino

Vue Arrière...

Prototype tracker solaire arduino

Vue de côté...

Prototype tracker solaire arduino


En position Hauteur mini...

Prototype tracker solaire arduino


Position Hauteur maxi, (volontairement limitée pour éviter de 'cramer' le panneau lors des forts rayonnements en été.

Prototype tracker solaire arduino


Débits PVC Blanc prévus pour commander sur le site ci dessous,

http://www.plastiquesurmesure.com/home

Remarque : Site très bien conçu, délai très correct, bonne qualité des pièces reçues, bonnes dimensions, rien à dire, ce site est top.
Prix : 84,16 €, port compris au 11 Mars 2015.

Les quatre points noirs de cette réalisation sont :
1 - Souder la rondelle dans le tube sur l'axe Azimut.
2 - Réaliser un parfait alignement du servo Azimut sur l'axe de rotation.
3 - Réaliser les logements, (alésages de 22mm), des roulements sur l'axe de la Hauteur.
4 - Réaliser l'alésage de 25mm au niveau de la semelle et de l'entretoise entourant le tube sur l'axe Azimut.

Et voilà les débits reçus...


Débits juste assemblés...

Prototype tracker solaire arduino

Il faut maintenant réaliser les usinages...

Prototype tracker solaire arduino


Voilà l'idée du bâti dessiné sur SketchUp en 3D...


Prototype tracker solaire arduino

Prototype tracker solaire arduino


Bâti avec la commande Azimut et Hauteur....
J'ai simplifié le guidage de l'axe, plus de rondelles et écrous.

Prototype tracker solaire arduino


Sans le bâti, la commande de la Hauteur.

Prototype tracker solaire arduino

La commande Azimut...

Prototype tracker solaire arduino

La même commande sans la cage à roulements.

Prototype tracker solaire arduino

Éclaté de la commande Az.

Prototype tracker solaire arduino
Détails des Panneaux Avant et Arrière. 

Prototype tracker solaire arduino

Détails de l'Axe Azimut.
Prototype tracker solaire arduino
Détails de l'Axe Hauteur.

Détails de la Palette de Commande de Hauteur.

Détails des Brides (x2).


Détail de la Cage à roulements axe Azimut.

Prototype tracker solaire arduino

Détails du flanc Droit.

Prototype tracker solaire arduino
Détails du flanc Gauche.

Détails de l'Intercalaire.


Détails de la rondelle soudée.

Prototype tracker solaire arduino

Détails de la Semelle.

Prototype tracker solaire arduino

Détails Support Pvc


Détails des Supports Servos.

Prototype tracker solaire arduino

Détails du Toit.

Prototype tracker solaire arduino

Détails des Bagues Pvc et Feutrines.


DCEA, rien ne s’accomplit sans passion…


Détails de la fermeture de la cage à roulements, Pvc.


L'usinage doit être simple, que des perçages, taraudages et découpes à la scie sauteuse. Les diamètres 22 et 25 seront réalisés à la scie cloche...

Les 'fenêtres' seront 'bouchées' par de la moustiquaire pour fenêtre collée ou 'soudée, (moustiquaire en 'plastique' et support Pvc, soudage possible par points au fer à soudé).

Elles serviront à aérer et à limiter l'accumulation d'humidité et ou de chaleur.


Remarque : J'ai modifié la largeur : 165 mm pour le Bâti.

Dans les débits Pvc, ( Plan TEC 002-0315 Ind A), cela donne :
Semelle : 1 x 165 x 67 x 10
Intercalaire : 1 x 145 x 67 x 10
Murs : 2 x 145 x 64 x 6
Toît : 1 x 145 x 67 x 6
Côtés : côtes inchangées.


Pendant ce temps là, on peaufine la partie électronique suite à de nombreux essais avec la maquette...

Prototype tracker solaire arduino



Nouveau Schéma, pour le cas ou il n'y a pas de soleil du tout et que je sois obligé de débrancher la batterie moto pour m'en servir... Le temps que je rebranche une autre batterie, l'accu ou la pile, (2 versions possibles), prendront le relais. L'accu se rechargeant en permanence par un courant C/10, (12mA).
Un signal sonore signalera la baisse de tension, (de 12 à 9V), pendant 30 secondes avant de mettre le panneau en sécurité vers le sud. Il faudra alors 'reseter' le programme en appuyant sur un bouton après avoir rétabli l'alimentation 12V.

Prototype tracker solaire arduino


Coupe Générale sur l'axe Azimut et animation ci-dessous...



Sans la face arrière, animation sur Sketchup...


Tout est en place, maintenant, usinages et montage...
6 Juin 2015.

SUIVEUR SOLAIRE, USINAGE & MONTAGE
Ces opérations sont à réaliser avec beaucoup de minutie.
En préambule.
Pour le montage, nous aurons besoin de connaître la position électrique milieu des deux servos, (ci-après appelée zéro). On peut réaliser cette opération avec seulement un Arduino et le sketch exemple de la librairie servo de l’Ide Arduino.


(1) Côtés.
Bien positionner les 2 débits des côtés, juxtaposition aussi parfaite que possible.
Percer les trous de liaison des faces avant et arrière.
Assembler les 2 côtés par ces trous à l’aide vis et écrous appropriés.
Percer les trous de liaison de l'intercalaire (Ø 4.2 mm ) précision.
Usiner les Ø 22 mm avec une scie trépan.
Préparer l'axe hauteur et les 2 roulements à l'aide d'une toile émeri
Les roulements doivent coulisser 'gras' sur l'axe.
Vérifier ces Ø 22 mm avec l'axe Hauteur et les deux roulements…
Percer les trous autour de ce diamètre 22 des caches roulements ( Ø de taraudage ).
Poursuivre les différents perçages et finitions de ces 2 pièces. (Ø et fenêtres).
(2) Intercalaire.
Découper à la longueur de 145mm à la scie à onglet.
Attention Perpendicularité et côte de la découpe !!!!!
Percer Ø liaison des côtés ( Ø de taraudage ) Précision.
Positionner l'intercalaire à 10 mm Précisément d'un bord de la semelle.
Aligner très précisément intercalaire et semelle.
Percer 3 trous Ø 4.2 mm, (à l’intérieur des contours des fenêtres de l'intercalaire), pour réunir ces deux pièces de façon rigide.
Assembler ces deux pièces très précisément.
Usiner les Ø 25mm avec une scie trépan.
Vérifier que le tube de la cage à roulement Az se monte 'gras'.
Percer les Ø 10 mm des fenêtres. (la semelle sera de ce côté, identique à l'intercalaire).
Poursuivre les différents perçages et finitions de ces deux pièces.
(3) Côtés.
Positionner et visser sans serrer l'intercalaire avec les 2 côtés.
Positionner les deux roulements sur l'axe Hauteur dans les Ø 22 mm.
(4) Intercalaire.
Vérifier et Ajuster Perpendicularité dans les deux plans X et Y.
Au besoin, agrandir les Ø 4.2 des côtés pour pouvoir avoir une certaine mobilité dans le positionnement. Serrer les vis.
Conseil : Percer des piges de centrages Ø 2mm, cela permettra de retrouver ce réglage.
Si Ok, repérer par traçage le positionnement de l'intercalaire à l'intérieur des côtés.
Démonter, puis déglacer les empreintes sur les côtés et les 'bouts' de l'intercalaire.
Bien re-vérifier le positionnement.
Appliquer de la colle Pvc, remonter, serrer.


(5) A ce stade.
Les côtés sont usinés et finis.
L'intercalaire, usiné et fini, est fixé aux côtés en bonne position.
L'axe hauteur peut, avec les roulements, être déposé et reposé.
(6) Semelle.
Poursuivre les perçages et finitions.
Positionner le tube de la cage à roulement Az.
Venir placer l'ensemble côtés et intercalaire sur la semelle.
Régler le positionnement de ce nouvel ensemble.
Si Ok, repérer par traçage les côté sur la semelle.
Démonter et couper la semelle suivant tracé, ~165mm.
Déglacer sur la semelle les empreintes des côtés.
Vérifier les équerrages du bâti. Colle Pvc.
Remonter et après séchage.
Percer les taraudage dans les 2 côtés, tarauder et monter les vis…( de renforts ).
(7) A ce stade.
Le bâti est terminé et rigide.
L'axe Hauteur doit pouvoir être démonté et monté facilement.
La cage Az elle aussi doit pouvoir être montée librement.
Nota : la semelle, finalement comporte les mêmes fenêtres que l'intercalaire.
(8) Avant,
Vérifier précisément la côte entre les côtés normalement 145mm.
Arrière & Toit.
Découper à la scie à onglets ces trois panneaux à la côte exacte.
Positionner les faces avant et arrière et percer Ø taraudage en s'aidant des perçages effectués sur les côtés au stade (1).
Monter ces deux faces.
Mettre en place le toit et percer Ø taraudage de fixation sur les faces avant et arrière.
Ré-agrandir les Ø du toit, tarauder les faces avant et arrière et remonter le tout.
(9) A ce stade :
Châssis terminé.
On peut effectuer les finitions en cassant les angles par exemple.
(10) Moustiquaire.
A ce stade, on peut masquer les fenêtres par de la moustiquaire, (moustiquaire à fenêtre de maison).
Cela évitera à insectes ou araignées de venir coloniser le traker…
On découpe à la côte + 7mm de la moustiquaire et on vient la 'coller' par des points de chauffe réalisés à l'aide d'un fer à souder d'électronicien en faisant
fondre la moustiquaire et le Pvc.
Conseil : Faire d'abord des essais sur des chutes de Pvc… (réglage température).
Autre solution : avec un pistolet à colle, déglacer le Pvc et déposer un cordon de colle.
(11) Palettes &
Réaliser conformément aux plans ces trois pièces.
Bras de levier.
Pas de difficultés notoires
Une fois réalisées, ces trois pièces doivent se monter 'gras' sur l'axe Hauteur et se bloquer par le serrage des vis M4.
(12) Supports    Servos.
Là encore, pas de difficultés, usinages suivant plans.
Attention quand même à la découpe des supports pour le servo Hauteur,
perpendicularité soignée entre côté et supports…
On viendra monter les supports Hauteur, placer le servo hauteur pour repérage et traçage des Ø taraudés destinés à la fixation du servo.
Re-démonter pour taraudage et montage servo hauteur + supports sur le côté correspondant.
Conseil : On pourra coller les supports sur le côté après avoir pris soin de déglacer les empreintes préalablement repérées.
Pour l'Azimut, on fixera sous le toit les supports après avoir posé les deux amortisseurs, (Epaisseur 4mm),  sur les supports et avoir 'coincé' le servo
entre ces deux ensembles.
Au besoin, agrandir les Ø correspondants du toit, le servo doit coulisser 'gras', non serré.
Conseil : On pourra coller les supports sous le toit après avoir pris soin de déglacer les empreintes préalablement repérées.
(13) Axe Az.
Note :  sur les plans, nous avons un écart de 2 mm entre la feutrine du haut et le plan de l'intercalaire.
Cet espace est inutile, mais il est prévu à l'origine pour prévoir un 'empilement' de hauteur variable en fonction des dimensions des pièces trouvées, ou achetées…
Le but est que la feutrine 'repose' sur l'intercalaire.
Conseil : prendre, pour l'instant un axe Az de Ø 8 mm et 80mm de longueur, le fileter M8, et venir positionner l'écrou 'série plate' en butée sur le filetage. Le 'braser'  sur l'axe à l'aide d'une lampe à souder et de l'étain pour électronicien.
Pour ceux qui en sont capables et équipés, réaliser  une brasure normale au chalumeau.
A ce stade, on prépare l'axe avec de la toile émeri pour que les roulements et cage à billes coulissent 'gras'.
On le laisse pour l'instant à la longueur de 80 mm.
(14) Bagues,
        Feutrines.
Toutes les bagues seront réalisées en Pvc, gaine pour électricien en grande surface ou tuyau ( Ø 22 ) de canalisation.
Les feutrines, on trouve ce matériau en grande surface. Sinon, tout matériau souple à cellules fermées, (important pour l’étanchéité) conviendra, épaisseur 2mm.


(15) Cage Az.
Percer 4 trous en croix Ø 3mm à 10.6 mm de la base de la cage
Prendre une rondelle Ø 8.5 intérieur, avec au mieux un Ø extérieur rentrant légèrement en force dans la cage, (Ø 22 mm).
Autre solution, point de colle au pistolet à colle entre les trous Ø 3, surtout pas au niveau de ces trous.
Avec un poste à souder à l'arc, faire 4 points de soudure en soudant dans les 4 trous.
Autre solution, effectuer une brasure au niveau de ces trous avec une lampe à souder.
Nettoyer les résidus de soudure.
En posant la cage sur la butée à bille, vérifier que celle-ci reste perpendiculaire au plan horizontal.
Ajuster le Ø intérieur, (toile émeri), pour que les roulements rentrent 'gras' dans la gage.
(16) A ce stade.
On peut empiler sur l'axe Az, la première feutrine,  la butée à bille, la cage Az, la première bague Pvc,
un roulement, la deuxième bague Pvc, le deuxième roulement et enfin la dernière bague.
Vérifier que tous tourne librement sans à coup.
On peut alors, 'enfiler' le châssis autour de la cage.
(17) Réglage longueur Axe
Normalement, on constate que la cage Az dépasse de 2 mm et l'axe de 6mm.
et Cage Az.
On marque au raz du plan supérieur de l'intercalaire la cage Az.
On re-démonte et on ajuste la longueur de la gage Az. Attention à la permendicularité de la découpe, c'est important…
On remonte la cage, et on s'occupe maintenant de l'axe.
On marque au raz de la cage l'axe Az.
On re-démonte et on ajuste la longueur de l'axe, là encore, attention à la découpe qui doit être perpendiculaire au plan horizontal …
On perce Ø taraudage M3.5 à 3 mm du haut de l'axe.
Nota : le méplat sur le plan est facultatif, il sert en fait à pouvoir pointé et percé plus facilement.
On remonte le tout comme au stade (16).
On place la deuxième feutrine.
(18) Fermeture de la cage Az.
Pas de problème particulier, de plus, sa forme peut être celle du plan mais peut prendre n'importe quelle forme, carré par exemple.
Bien repérer le centre de la pièce, cela nous servira à ajuster la fixation de la liaison Axe/Servo.
Nota : La lumière oblongue de cette bague est là pour pouvoir régler la position du châssis lorsque le servo est réglé électriquement à zéro.
En effet, il arrive que selon la réalisation du crantage de l'axe du servo
et de celui de la liaison axe/servo, (je l'ai constaté sur la maquette), nous ayons un léger décalage entre le zéro du servo et la position du tracker.
Mais ceci est juste d'ordre esthétique et on peut très bien se passer de réglage et donc de cette lumière.
Surtout, si, par exemple, on choisi un support de l'ensemble rond…
Il suffira de tourner l'axe sur le plan horizontal par rapport au support prévu pour l'ensemble.
Bref, on fixe la pièce sur l'axe Az.
(19) Blocage de la cage et du
On a 10.6 mm entre : les faces de la semelle et de l'intercalaire,  et la cage Az.
Châssis.
On réalise sur deux vis de longueur 13 mm, (entre dessous de la tête et l'extrémité de la vis), une pointe ouverte à 90° minimum
On visse ces deux vis et on repère la marque laissée sur la cage.
En théorie, on doit trouver 5 mm et 40 mm entre ces marques et la base de la cage Az.
Conseil : On soulève le châssis et on perce légèrement la cage au niveau de ces marques, on redescend le tout.
On bloque sans forcer ces vis en rajoutant une rondelle, et/ou avec du silicone entre semelle et intercalaire et les vis pour qu’elles ne bougent plus.
(20) Liaison servo / axe.
On place cette liaison, (accessoire vendu avec les servos),  bien au centre de la fermeture repéré au stade (18),  le plus soigneusement possible.
On perce les quatre Ø taraudages, et on taraude.
On fixe la liaison au servo, (vis vendues avec le servo), avec, si possible un point de colle ou de silicone, et on fixe la liaison sur la fermeture de la cage.
On peut monter la palette sur le servo hauteur, (vis et palette vendues avec le servo).
On peut faire un essai de montage du toit
Les deux amortisseurs ont pour fonction principale de permettre un défaut d’alignement entre l’axe du servo et l’axe Az, c’est pourquoi le servo ne doit pas être bloqué par les supports et leur amortisseur mais doit coulisser ‘gras’.


(21) Fermetures axe Hauteur.
4 rondelles Pvc Ø 34 épaisseur 3 mm.
2 d'entre elles ont un Ø 8.2 mm au centre pour passage sur l'axe Hauteur.
On monte ces deux rondelles sur l'axe avec ses roulements.
On les identifie droite et gauche au crayon à papier.
On repère, (avec une pointe style clou), les quatre Ø réalisés au stade (1).
On re-démonte l'axe Hauteur, et on perce les rondelles intérieures
On juxtapose par jeu droite et gauche, rondelles intérieures et extérieures et on contre perce les rondelles extérieures.
On remonte le tout, axe, bras de levier, palettes, fermetures intérieures, bagues intérieures, roulements, bagues extérieures.
Le tout ‘dans’ les deux côtés et on ferme par les fermetures extérieures et 4 ensembles vis, rondelles et écrous.
Conseil : Étanchéifier avec un léger cordon de silicone.

(22) Liaison Servo & palette.
On peut la réaliser avec un fil de Ø 1.2 mm en acier.
Soit acheter en grande surface ou dans un magasin de modélisme.
On commence par former le fil sur la palette du servo, on passe à travers le toit et on finit par former ce fil sur le bras de levier de l'axe Hauteur.
En position zéro électrique du servo, il se peut que la palette fixée au servo ne soit pas tout à fait horizontale. (mêmes causes voir stade (18)).
L'important, c'est qu' il y ait parallélisme entre les deux pièces, palette et bras de levier. Ce défaut sera corrigé par le positionnement des deux palettes.
Au zéro électrique du servo, panneau solaire vertical.


A ce stade, le châssis est terminé. Il faut maintenant l’équiper de l’électronique.

Petite vidéo retraçant les grandes étapes du montage....



Tracker solaire d’après la Latitude d’un lieu, la Date et l’heure du jour, le montage, pas à pas...

Intéressé depuis longtemps par l'impression 3D, je regarde ce qui se fait avec cette technique de réalisation. Il faut bien avoué que, pour l'instant, on voit surtout, (pour et par des particuliers), des pièces de décoration ou des figurines, (celles de star war par exemple).
Quelles sont les réelles possibilités, et que peut-on attendre de pièces réalisées en 3D et soumises à des contraintes mécaniques? Ce mode de réalisations est-il suffisamment au point :
Pour investir une machine à filament...
Peut on compter sur cette technologie pour des futurs projets ?

L'occasion est trop belle, je décide de faire réaliser la palette de commande de hauteur et les deux brides reliant l'axe hauteur et le panneau solaire.
Ces pièces n'ont pas 'besoin' d'une bonne géométrie, d'un bon aspect, les côtes doivent être bonnes mais pas d'une grande précision.
Les contraintes mécaniques seront :  La bonne tenue des taraudages et la résistance au serrage sur l'axe hauteur et la 'tenue' du panneau solaire.

Pièces parfaites pour un test...

Les taraudages seront réalisés après impression. On fait quand même réaliser les Ø de perçage...

Je transmets donc mes fichiers Sketchup 3D, (.dae),  sur le site :


Le site est bien fait, et permet même de simuler les contraintes d'épaisseur et de visualiser les 'faiblesses' de conception. Un bon point pour le site et son ergonomie. Très bien.


Je reçois aujourd'hui, 17 Juin 2015, les pièces commandées :


Prix 34,54 € port compris, chacun se fera son idée... Pour ce prix :

Aspect : Grainé légèrement malgré l'option 'Poli' choisie. Correct.
Côtes : 1 à 3/10ém par rapport au plan Sketchup. Correct.
Géométrie : Fidélité   Correct.
Usinage : A confirmer lors de la réalisation des taraudages...
Résistance mécanique : A confirmer au montage, et à l'usage...

Toutes ces réalisations peuvent être commandées sur le site Sculptéo:

rubrique IMPRESSION 3D 'boutiques', CATÉGORIES 'Mécanique', et dans la fenêtre RECHERCHER, tapez 'tracker solaire', ou suivez ce lien.


De prime abord, cela confirme ce que je pense :

  L'impression 3D, telle qu'on l'entend, (pour particulier et technologie à filament fondu "FDM"), est réservée à des pièces de design, de décoration, n'ayant pas de contraintes de géométrie ou de cotation exigeantes.
Par contre, l'Impression 3D du type stéréolithographie, (un laser vient durcir par couche, soit une résine liquide  SLA ou en poudre SLS), est bien meilleure... On peut déjà, par ce principe, imprimé du métal...

Ce procédé est d'ailleurs utilisé depuis de nombreuses année pour la fonderie à la cire perdue, impression en cire, dépôt de couches de céramique et remplissage de métaux venant prendre la place de l'empreinte en cire qui 's'évapore'...

Sauf que là, on ne parle plus de machine de quelque centaines d'Euros mais de milliers d'Euros, pour l'instant...
(Voir le site Formlabs.com).

A lire absolument : les différents procédés d'impression 3D.
 
Il faut donc intégrer ces données dès la conception pour ne pas être surpris. Pour l'heure, je n’investirais pas dans une imprimante du type filament fondu... On en parle beaucoup, (surtout nos journalistes spécialistes en tout et surtout en rien...), on pousse ce nouveau marché sans trop se préoccuper des résultats par rapport aux promesses, (bien que les précisions s'améliorent de plus en plus, vous avez dit consommation, et bien vous avez tout compris).
Il n'y qu'à regarder le nombre de machines à peine déballées à vendre sur le Bon Coin... 

°°°°°

Poussant le vice un peu plus loin, l'impression 3D m'a donnée des idées, c'est là que ce moyen devient vite génial :

Intégrer les cales de chaque côté des roulements sur l'axe Hauteur et des joints toriques permettant de garantir l'étanchéité des 'cages à roulements'.


Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Repassons un peu de temps sur Sketchup...

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D
Voilà pour les caches extérieurs.

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Et pour les caches intérieurs avec les joints toriques....

Avec ce moyen, nous avons, étanchéifié nos 'cages' de roulements, bloqué nos roulement en évitant la réalisation des quatre cales de 1,5 mm prévues au départ, et réalisé nos quatre caches.
Remarque : le Ø des caches est pour le coup passé de 32 à 36 mm...

Toutes ces réalisations peuvent être commandées sur le site Sculptéo:

rubrique IMPRESSION 3D 'boutiques', CATÉGORIES 'Mécanique', et dans la fenêtre RECHERCHER, tapez 'tracker solaire', ou suivez ce lien.

06 Juillet 2015, réception des pièces commandées :

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Vue des 2 faces, en haut, des 2 caches extérieurs, et en bas, des 2 caches intérieurs...

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Les mêmes pièces équipées des joints torique.

DCEA, rien ne s’accomplit sans passion…
Elle est pas belle la vie du bricoleur...
Mon père me disait toujours : mais qu'est ce qu'on va faire de toi...
Il est vrai, Arduino, Sketchup, Internet et Impression 3D n’existaient pas...

Ça y est, (1er Septembre 2015), je m'y remets, entre temps, j'étais sur un autre projet, (voir le lien ci dessous),  qui m'a obligé à me former sur un nouveau logiciel 3D, FreeCad et à découvrir un autre imprimeur 3D, ShapeWays.

Pourquoi ? voir à la fin de mon autre blog :


Je disais donc que :

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D


Nouvelles pièces faisant office de palette et bride de commande sur l'axe Hauteur du panneau solaire dessinée sur FreeCad, elle sera imprimée par ShapeWays.

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Palette et Bride seront solidaires de l'axe hauteur par des goupilles fendues Ø 2 mm.



Nouvelle entretoise permettant de se passer de la rondelle à souder dans la cage à roulement de l'axe Azimut, elle se met juste en bout de cette cage et s'appuie et enferme la cage à billes.
Dessinée sur SketChup et réalisée par ShapeWays.



Nouvelle fermeture de la cage à roulement de l'axe Azimut.
Dessinée sur SketChup et réalisée par ShapeWays.



Enfin, n'ayant pas trouvé de boitier aux dimensions voulues, je me suis résigné à dessiner de quoi enfermer l'électronique...


Côtes théoriques d'encombrement...

Des glissières permettent d'enficher 2 cartes, (ou circuit imprimé), et un logement de la pile ou accus est prévu. De ce boîtier ne doivent sortir que les alimentations des servos et la connexion au régulateur solaire. Le reste, (boutons, led, capteur de luminosité), seront placés de façon à pouvoir être vus ou manipulés à travers les fenêtres pratiquées dans les faces avant et arrières du bâti.

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Dessin FreeCAd Septembre 2015

Mais, 41,35 $ pour le boitier et 6,86 $ pour le couvercle + port chez ShapeWays,
et 58,87 € pour le boitier et 10,52 € pour le couvercle + port chez Sculptéo, Oups !!!!

Finalement, 
autre solution plus économique :

Dis tonton, c'est bien l'Impression 3D, mais moi, je fais ça avec 3 bouts de plastique...Et avec un croquis. Pendant que tu dessines, moi j'ai fini mon boitier...
Mais tu as raison fiston :




Sur le site Plastique sur Mesure:

 Pvc Blanc 2 mm.

2 x 59 x 52 mm.
2 x 50 x 59 mm.
2 x 54 x 52 mm.

17,30 € + 10,80 de port soit 28,10 €, ça va mieux !!!!.

Avec les chutes de 10 mm d'épaisseur restantes de la fabrication du bâti, on fabriquera des 'coins' pour un assemblage collé.

Et puis, pépère, si tu veux absolument des arrondis, une lime, de l'huile de coude et hop...

Prototype tracker solaire arduino Impression 3D


Les bonnes vieilles méthodes apprises au LTE de  Vierzon, (Section E, 1980) ?


Et voilà, y a pu qu'à !!!!!

Toutes ces pièces sont également disponibles, pour ceux qui se lanceraient dans l'aventure, à l'impression sur les sites  Sculptéo et ShapeWays.
A noter également que ce tracker est tout à fait réalisable SANS les pièces imprimées en 3D, il suffit de suivre les plans détaillés, certaines nouvelles fonctions ou simplicité de réalisations seront différentes, mais cela n'empêchera pas le fonctionnement.


Prototype tracker solaire arduino

A droite, perçages de 10 mm 'reliés' avec des découpes à la scie sauteuse électrique, (lame de 10 mm de large). Le Ø 25 est obtenu avec une scie trépan de même diamètre. 
A gauche, après passage d'une lime, ça devrait le faire....


27/09/2015

J'ai bien avancé sur l'usinage du bâti, à voir prochainement...


Prototype tracker solaire arduinoPrototype tracker solaire arduino

Prototype tracker solaire arduinoPrototype tracker solaire arduino

27/10/2015, voilà le résultat, pas de problèmes particuliers en suivant les plans...

Prototype tracker solaire arduino

Remarque :     J'ai décidé de pratiquer les mêmes évidements sur la semelle que pour l'intercalaire de façon à  ce que l'eau de pluie ne stagne pas sur celle ci.
      Sur le flanc droit, la lumière pratiquée est différente du plan, et oui, je me suis planté, j'avais percé les quatre trous destinés à recevoir les vis de fixation des supports du servo Hauteur du mauvais côté !!!!!!
      J'ai donc du réaliser une lumière prenant en compte ces trous, (autre solution possible, refaire entièrement le côté droit)... A part la fixation future de la 'moustiquaire', (pas trop de place pour le collage), cela ne devrait pas avoir de conséquence.



A venir, pilotage avec smartphone et application Android...
  
Et oui, j'étais embêté par le pilotage à distance, (du au positionnement en hauteur du tracker), j'ai essayé une télécommande infra-rouge, une autre utilisant le 433 MHz, mais ce n'était pas satisfaisant...
Et bien j'ai découvert que l'on pouvait piloter l'arduino avec un smartphone android, réaliser sa propre application et la télécharger sur son smartphone.
En fait, cela revient à faire tous ce que l'on peut réaliser avec la liaison série du moniteur série de l'Ide arduino sur son smartphone :
Lire des paramètres envoyés par l'arduino.
Modifier ces paramètres et les envoyer à l'Arduino.
Déclencher des actions à distance.
Le tout de son smartphone par liaison bluetooth, trop, trop bon...

Je suis donc en train de me former et de réaliser une application pour ce projet...

Exemples d'applications sur la toile réalisées  :

Lien de l'atelier réalisation d'applications : http://appinventor.mit.edu/explore/


Plus de switch, modification des paramètres des limites de mon smartphone, (seuil de luminosité pour mise en sécurité, fréquence de poursuite, etc...). Et comme on peut lire des informations, je rajoute un capteur pour lecture de température et d'humidité, qui peut le plus, peut le moins.... On ajoutera une sécurité en cas de gel, en dessous de 3°C, mise en sécurité orienté sud et suspension de la poursuite...

Et puis, pour de futurs projets, c'est très excitant et formateur, 

Prototype tracker solaire arduino bluetooth

                               Module Bluetooth HC-05            Capteur Température + Humidité DHT22    

Prototype tracker solaire arduino bluetooth

Maquette définitive avant transformation pour application Android et liaison série Bluetooth, avec le Capteur de température et d'humidité DTH22.

Prototype tracker solaire arduino bluetooth

19/11/2015,  vue d'ensemble.

Prototype tracker solaire arduino bluetooth


Schéma électrique définitif de cette maquette avant transformation pour application Android et liaison série Bluetooth.

Prototype tracker solaire arduino liaison série


Informations en temps réel obtenues avec la liaison série de l'IDE Arduino.

Bien entendu, tous ces paramètres sont ajustables, (ici, l'heure maximale de poursuite de 19H30 n'est pas réaliste mais uniquement pour les besoins d'essais)...

En vue d'une future application Android, la fréquence de poursuite, ici de 5mn, la luminosité minimum, et la fréquence angulaire, (temps entre chaque degré de déplacement des servos, dépend du type de servo), sont stockées en mémoire et relues à chaque utilisation.

De sorte que ces paramètres pourront être lus et modifiés à distance...Nous pourrons également lire sur le smartphone tous ce qui est affiché sur la liaison série de l'Ide Arduino. Et si la taille du programme le permet, (?),  nous aurons les deux affichages possibles... 

Régulateur de tension...
Ou l'utilité de toujours passer par une maquette...

J'avais un problème lorsque je débranchais l'alimentation principale en allant jusqu'au bout des alertes lumineuse et sonore. Je n'arrivais pas à pointer au sud en azimut et à la hauteur de sécurité.
En fait, le programme ne semblait pas réagir à ma programmation !!!!
En cherchant, je me suis aperçu que la tension de secours n'étais pas bonne...
Pourtant, la tension de l'accu chargé était de 8,4 Volts, suffisante pour alimenter les servos l'un après l'autre, (8,4 V / 880 mA pour l'accu et 6 V / 500 à 900 mA pour un servo), quel était le problème ?

En étudiant les caractéristiques du régulateur 7806, la tension dite de déchet est de 3 Volts, ce qui veut dire qu'il faut 3 Volts de différence entre l'entrée et la sortie !!!
Donc pour un régulateur 7806, il faut au moins 9 Volts en entrée...

Or, non seulement nous n'avons que 8,4 volts à la sortie de l'accus, mais avec 2 diodes dans le circuit, (une évitant l'accident en cas d'inversion de polarité et l'autre évitant de déchargé l'accus dans la batterie à recharger), nous obtenons à l'entrée du régulateur : 8,4 - 3 - 2 x (0.2) = 5 Volts.
Au lieu des 9 Volts demandés, enquête rondement menée mon cher Watson...

09/12/2015
La solution : Utiliser un régulateur avec une faible tension de déchet, (0.5 Volts).
Type LM 2940.
Ce régulateur n’existe pas en 6 Volts, nous nous contenterons donc de 5 Volts.

A essayer, une diode rapide type 1N 4148 entre la masse et le point milieu du régulateur :
Seuil de conduction de cette diode 0.65 Volts qui s'ajoute à la tension de sortie :
5 + 0.65 = 5,65 Volts, pour 2 diodes en séries on pourrait avoir 5 + 2 x 0.65 = 6,3 Volts.
A confirmer par un essai...

(Voir l'article sur les régulateurs de tension)

Prototype tracker solaire arduino liaison série


Schéma modifié avec le régulateur LM 2940 et une ou deux diodes rapides 1N4148.

FERMETURE CAGE A ROULEMENTS AXE AZIMUT.

Comme je n'étais pas content de la fermeture de la cage à roulement, j'en ai imaginé une autre.
En effet, la précédente ne permettait pas d'exercer une pression correcte sur les roulements et la buttée à bille, les efforts de rotation étaient entièrement encaissés par la vis de ø 3 mm.

Sur la nouvelle, qui sera imprimée en 3D par Shapeways, (également imprimable chez Sculptéo), c'est un méplat qui prendra les efforts. Une vis M4 viendra plaquer cette pièce sur l'axe. Les roulements et la butée à bille, par l'intermédiaire des bagues, seront maintenus et le jeu contenu.
De plus, un centreur est réalisé pour faciliter la 'mise dans l'axe' du support servo et, par la même occasion, du servo. Des rainures sont pratiquées à la base pour créer des 'chambres de décompressions' entre la pièce et le feutre d'étanchéité.
Au centre, on ménage la place pour loger la vis M4 de maintien sur l'arbre et celle opposée permettant de fixer le servo sur sa palette de commande, (voir détail du plan 2D ci après).



Fermeture Cage V3, vue en coupe.



Détails 2D, (désiné avec AutoCad 14), du montage servo , fermeture cage V3 et axe Azimut.

12 Décembre 2015, fin de la COP21 à Paris... Je suis pile poil dedans avec mon tracker...



Commander les pièces 3D, cliquez ce lien : Sculptéo.
ou ce lien : Shapeways.

Prototype tracker solaire arduino liaison sériePrototype tracker solaire arduino liaison série

(Même les lettrages sont disponibles à l'impression...)

  
Prototype tracker solaire arduino Impression 3D

Fermeture Cage V3, Lettrages, supports panneau et palette de commande dernier cri...

Prototype tracker solaire arduino Impression 3DPrototype tracker solaire arduino Impression 3D

21/12/2015

 Réalisation : Cage à roulements axe Azimut terminée, avec la fermeture cage V2,
Axe Hauteur terminé, avec les protections étanches des 2 roulements,  palette et supports panneau première version imprimée.
Boitier électronique en place, ça commence à avoir de la gueule, non !!!!!

Bon, faut que je vous laisse, cette période de fêtes ne me laisse pas beaucoup de temps pour ce projet. Pendant ce temps là, la maquette tourne à la maison, l'allumage et l'extinction de l'éclairage faisant office de 'soleil', (mini Lux réglé à 10 lux), Mina dit que c'est notre animal de compagnie, (baptisé Nestor), il se réveille le matin et s'endort pour la nuit en sonnant toutes les 10 mn avant la poursuite calculée...

Passez de bonnes fêtes et à l'année prochaine....

Pendant ce temps là, vous pouvez regarder une autre de mes réalisations à base d'Arduino.

Salut les petits loups et Champagne pour ces fêtes...

20/01/2016 : Bonne année à tous les bricolos, je vous souhaite pleins de réalisations et d'essais...
(une bonne santé également, ça aide pour bricoler).

Quoi  de neuf ?
Ne pouvant pas continuer la réalisation 'mécanique' du tracker, je ne pouvais que bosser le programme pendant de rares instants de calme.
   
J'ai donc pondu, par dessus le programme de poursuite du tracker, une liaison série qui me permet de piloter l'ensemble directement depuis l'écran série de l'Ide Arduino.
En effet, cette étape me semblait obligatoire avant l'intégration du Bluetooth qui est lui même une liaison série.

Voici les menus disponibles à ce jour :

Prototype tracker solaire arduino liaison série
On peut donc prendre la main à tous moment sur le tracker :

Positionner le panneau en Azimut,
Positionner le panneau en Hauteur.
-----
Régler la fréquence angulaire, vitesse des servos,
Régler la fréquence de poursuite,
Régler le seuil d'ensoleillement avant mise en sécurité,
Régler le seuil de charge batterie avant mise en sécurité,
Autoriser ou non l'avertisseur sonore avant poursuite.
-----
Déclencher le positionnement de l'ensemble au Zénith du jour,
Déclencher la rotation complete des servos pour contrôle de leurs bonnes courses ,
Revenir à la position de départ pour reprendre la poursuite normale.
-----
Enfin, on peut afficher tous les paramètres en temps réel, (voir plus haut).
-----

A noter au passage que les boutons poussoir ne sont plus nécessaires.

Avec ces commandes déportées, de nouvelles idées se font jour, utiliser le châssis pour pointer une parabole satellite, une antenne directive, un télescope, une caméra, un laser... and so on.

Ce programme constitue la dernière étape avant passage au Bluetooth, l'ordinateur sera remplacé par un Smartphone sous Android....
Au fait, pourquoi Bluetooth et non pas Wifi ?
Le Bluetooth consomme beaucoup moins que le Wifi sur smatphone...

Prototype tracker solaire arduino liaison série bluetooth

12/02/2016


Et voilà la dernière version : Commande par Bluetooth et App Android,
Plus aucun switch...
Au passage, j'ai rajouté un capteur pour connaître la charge de l'accus.

C'est de la balle !!!!

Prototype tracker solaire arduino liaison série bluetooth android


L'application sous Android a été développée, en test avec la maquette...

En bas : Bouton connexion, Bip de poursuite ou non, son du smartphone ou non, (tous les ordres et réglages sont 'parlés' ou non).

Bouton Az : positionnement en Az du tracker.
Bouton Ht : positionnement en Ht du tracker.
Bouton F.Track : réglage de la fréquence de poursuite.
Bouton Lux : réglage du seuil minimum de luminosité.
Bouton F.Ang : réglage de la vitesse de déplacement des servos.
Bouton Bat : réglage du seuil minimum de charge de batterie.
( en appuyant sur les boutons avant saisie de chiffres, lecture dans la fenêtre d'avertissement des valeurs possibles).


En haut : Bouton rotation : pour effectuer une rotation complète des servos.
Bouton Origine : retour à la position de départ des servos et reprise de la poursuite.
Bouton Zénith : positionnement du tracker au zénith du jour.
Bouton lecture des paramètres.

Au milieu, fenêtre d'avertissements, boîte de saisie.

Exemple avec le bouton hauteur :

Prototype tracker solaire arduino liaison série bluetooth android


A gauche, avant saisie, bouton Ht activé, (en vert), lecture des valeurs admises, (possibles).
A droite, après la saisie d'une mauvaise valeur, (ici, 96), et pression sur le même bouton, lecture de la valeur saisie et rappel de l'intervalle possible.
Toutes ces valeurs sont 'parlées' si le son de l'application est en service, (bouton son).

Après appui sur le bouton paramètres :

Prototype tracker solaire arduino liaison série bluetooth android

Lecture : de la date et heure vrai solaire,
de la température et taux d'humidité,
de la tension de la batterie et son % de charge correspondant,
de la luminosité, de la fonction bip de poursuite ou non(*),
de la tension de charge de  l'accu 9 V,
des seuils minimums de luminosité(*) et batterie(*),
des fréquences de track(*) et angulaire(*) servos,
de l'heure solaire de début et de fin de poursuite, (ici réglées pour le test),
de la position des servos en mémoire,
des positions du soleil et des servos en Azimut et Hauteur,
de la position minimale et maximale possible en hauteur.


Si les seuils(*) réglables ne sont pas atteints, le tracker se met en sécurité et la raison précise est affichée à la suite de cette liste...
De la même façon, l'arrêt de poursuite pour la nuit est affichée.
(remarquez le bouton en bas à droite qui est passé à l'état 'Déconnecter').


Prototype tracker solaire arduino Mip Inventor 2

Cette application est développée avec le générateur d'application Mip Inventor 2.

Prototype tracker solaire arduino liaison série bluetooth android

28 Mars 2016

Voilà la dernière mouture définitive de l'électronique.
La sauvegarde par accus a été retenue.

Nous arrivons à la phase finale de ce projet, intégration de l'électronique dans le tracker et finalisation de la partie mécanique...
A moi de jouer, retour dès que le tout est terminé...


Avril 2016, déménagement, changement d'adresse, il me faut un peu de temps pour retrouver mes petits, ( mina dit que j'en ai beaucoup trop dans l'atelier...), dès la fin de l’emménagement,  ( vous savez, tringles et luminaires à poser, cadres et photos à suspendre, rien à voir avec ce projet), je termine l'intégration de l'ensemble.

Et oui, il me fallait un atelier plus grand pour loger un Open 5.00, la Gsx 1400 et l'Avantime...


Carcans Plage, (06 Mars 2016),"Minaouet" avant le départ pour la méditerranée...
Joli attelage !!!! 

Maintenant, vent à surveiller sur Port Camargue,
(WindGURU), 



Tiens, de futurs projets Arduino
Station météo communicante par internet, alimentée par le tracker solaire ?
Où girouette électronique + Gps pour un pilote automatique ?
Afficheur position et tirant d'eau de la derive de l'Open 5.00 ?
Ho ho, c'est bon les idées.

22 Décembre 2016 :

J'ai rajouté la lecture de la durée d'insolation mensuelle sur l'application du smartphone...
Promis, dès Janvier, je termine ce projet...



A + ....

DCEA, rien ne s’accomplit sans passion…

A  bientôt pour la suite de cette réalisation....

#suiveur solaire
#suiveur de trajectoire pour panneau solaire
#suiveur de trajectoire pour panneau solaire corrigé
#suiveur solaire 2 axes
#suiveur panneau solaire
#suiveur solaire arduino
#tracker solaire
#suivre le soleil
#suivre le soleil panneau solaire
#systeme pour suivre le soleil
#arduino suivi de trajectoire
#tracker solaire arduino
#technique de poursuite de soleil

7 commentaires:

  1. Super projet que je suis avec intérêt.je vais opté pour le même panneau solaire(sol6n)pour mon futur projet(gestion automatique poulailler,potager,et arrosage jardin).parcontre je comprend pas pourquoi il faut un régulateur pour la batterie.j'ai cru comprendre qu'il était équipé d'un régulateur.

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  2. Deux avantages à prendre le régulateur proposé :
    1 - Régulation jusqu'à 7 A, besoin ultérieur de plusieurs panneaux ou 1 panneau plus 'gros'.
    2 - Il y a une sortie batterie qui permet l'exploitation de la 'charge' de nuit. Le régulateur commute la source d'énergie entre le panneau et la batterie.
    Merci pour l'intérêt porté à ce projet.

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  3. Merci pour ce projet.
    Accepteriez-vous de partager le code pour Arduino et le code source de l'appli pour Android ?
    D'avance Merci et Félicitations pour ce projet très bien ficelé.
    Pierre

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  4. merci trés beau travail, clair et précis passionant

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  5. bonjour je travail actuellement à la réalisation d'une station MéTéO dont les capteurs seront disposés sur une colline située à environ 100 mètres de la maison pour un différentiel d'hauteur d'environ 15 mètres (petite colline HI).
    LA transmission des relevés se fera par Xbee couplé à un Arduino ATm2560. L'alimentation sera assurée par un panneau solaire. Votre projet de poursuite du soleil m'intéresse beaucoup, d'autant que dans ma jeunesse j'étais radio amateur et que j'ai fais du trafique satellites et mis au point une carte qui commandait en Site et azimute les antennes. Pouvez vous fournir votre code arduino et je pourrais fournir les éléments de mon projet ( actuellement en développement et mise au point).
    Merci de votre aide.

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  6. A lire vos éléments de votre projet, deponge.c@gmail.com. Cordialement.

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