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JP SunTracker : héliostat tout simple

Discussion dans 'Electronique' créé par freedom2000, 20 Avril 2012.

  1. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    JP SunTracker : héliostat tout simple
    Mon fiston a un projet à faire : un héliostat.

    Il était parti sur des montures à deux miroirs et finalement m'a posé un défi : "Papa fais moi un montage à microcontroleur"...

    Le défi est relevé, je suis parti de l'électronique de ma bobineuse et j'ai adapté le logiciel.

    Le prog calcule les équations des angles solaires du lieu et active deux moteurs pas à pas pour faire tourner en azimut/élévation un miroir mobile.

    saisons.gif

    Les équations solaires se trouvent à la NOAA et on trouve même du code "prêt à l'emploi"

    Une fois qu'on a l’azimut et l'élévation solaire à un instant donné, il suffit de laisser couler le temps et de modifier à intervalle régulier la position du miroir.

    Deux modes de fonctionnement existent :
    - le suntracker : le miroir reste perpendiculaire au soleil (pratique pour des cellules photovoltaïques)
    - l'héliostat : le miroir renvoie le soleil sur une cible fixe

    Héliostat.jpg

    Mon héliostat se règle en le connectant à un PC via une prise usb.

    JP_SunTracker_IHM.jpg

    On peut régler l'heure, la cible, le mode (héliostat ou suntracker) et les vitesses, accélération µsteps des moteurs. Tout ça en temps réel.
    De telle sorte que si on veut changer de "cible" on peut le faire directement depuis l'IHM jusqu'à ce qu'elle soir bien éclairée et on sauve les paramètres

    • Un automate surveille le système
    • un fin de course sur chaque axe sert de protection,
    • une position de calibration existe qui permet de caler le miroir

    Le système est automatique, il poursuit le soleil tant qu'il fait jour puis "s'endort" jusqu'au lendemain. A l'aube il se recalibre et repart pour sa course journalière.
    Le miroir peut être recalé en position de toutes les secondes jusqu'à toutes les 5 minutes.
    Entre deux mouvements la consommation est quasi nulle car les moteurs sont désactivés. Leur position est conservé par les vis sans fin qui servent d'entrainement.

    La mécanique est en cours de réalisation, en voici une vue Solidworks préliminaire. La suite quand mon fiston l'aura finie :-D

    JP_SunTracker.jpg

    Pour l'instant le logiciel est terminé et l'électronique totalement qualifiée.
    Si j'ai le temps j'y rajouterai quand même une horloge temps réel...
    testbed.jpg


    JP
     
  2. moissan

    moissan Compagnon

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    JP SunTracker : héliostat tout simple
    tu te complique bien la vie a mettre 2 moteur pour regler site et azimut !

    il y a plus simple : mettre un seul pivot d'axe paralele a la rotation de la terre , et un motoreducteur tournant a 1 tour par 24 heure ... et ca suit le soleil 24h sur 24 meme la nuit en regardant a travers la terre ! c'est la monture equatoriale classique des telescope

    il n'y a qu'un petit reglage a faire pour tenir compte de la hauteur du soleil ... un reglage manuel peut suffir pour une parabole ... et etre completement oublié pour un panneau plan

    pour eviter d'enrouler les fils avec une rotation continue , on peut tourner a l'endroit pendant les 12 h de jour , et a l'envers pendant les 12h de nuit

    une rotation continue est plus economique en energie qu'un moteur trop rapide fesant des arret et demarage repeté

    vu l'enorme raport reduction j'ai vu des moteur electrique minuscule faire tourner des enormes telescope
     
  3. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    JP SunTracker : héliostat tout simple
    C'est sûr la solution "mécanique" fonctionne, mais chacun voir la simplicité dans son domaine de compétence !
    Je reste persuadé que l'électronique est plus simple et sensiblement moins chère.
    Je suis d'accord avec toi pour ce qui est du rapport de réduction, mes moteurs seront aussi tout petits :wink:

    Je pense aussi que mon système devrait être naturellement plus précis que le tien (mais je reconnais que ce n'est qu'une satisfaction intellectuelle)

    JP
     
  4. Bth

    Bth Ouvrier

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    JP SunTracker : héliostat tout simple
    Bonjour JP, Bonjour à tous,

    Merci pour ce nouveau montage mais je viens seulement de faire le circuit imprimé pour le transmetteur téléphonique. Heidi m'a demandé Mercredi un montage de ce type pour un membre de sa famille. Je vais finir le téléphone et ensuite je vais essayer le circuit pour les moteurs. Il faudrat nous laisser le temps de prendre des vacances!!!!
    Bonne journée.

    Bth Thierry
     
  5. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    :-D :-D
     
  6. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    Je viens de mesurer la consommation de mon système ayant réglé les drivers des moteurs à 1A max.
    En max observé au multimètre les moteurs consomment 0,6A (les deux ensemble).
    Un déplacement de 180° dure à peine 30s, soit 1 minute par jour de déplacement

    Si je mets une batterie lipo 3s de 2000 mAh je tiens 2000* 3600/600/60 = 200 jours avant de devoir recharger la lipo :-D

    ça paraît jouable ... car il aura sûrement fallu recaler l'horloge d'ici là ...

    JP
     
  7. chlore

    chlore Compagnon

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    Bonjour
    et en y mettant un suntracker pour faire la recharge ?
     
  8. Grub

    Grub Nouveau

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    JP SunTracker : héliostat tout simple
    Bonjour

    Si le système est déplacé, bien penser à changer la latitude et l'heure universelle en fonction du lieu de démonstration/installation. Ou bien coupler un GPS dessus. :lol:

    Bon système en tout cas.

    En cas de volonté de recherche d'une précision importante, ne pas négliger la déformation de la structure, (contrepoids, équilibrage, niveau... les utilisateurs de montures équatoriales comprendront de quoi je parle).
     
  9. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    C'est sûr :wink: si j'y colle une cellule photovoltaïque et qu'il est en mode suntracker je pourrai m'en servir pour recharger la lipo !
    S'il est en héliostat, faudrait que je rajoute un petit suntracker pour le recharger ... mais bon ça complique... ou alors je colle une bête cellule grossièrement orienté et basta :oops:

    JP
     
  10. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    Oui tu as raison. Pour l'heure c'est déjà en TU pour la latitude/longitude il faut que je rajoute ce paramètre dans l'IHM car pour l'instant c'est claqué en dur dans la flash du PIC.

    La précision est aussi dépendante des calculs des angles solaires. J'ai remarqué que le même code entre le PC et le PIC ne donne pas tout à fait les mêmes résultats. Le PIC est limité en précision de codage des flottants à 32bits...
    J'ai 2/10° d'écart entre les deux... négligeable pour ce que je veux en faire mais probablement trop pour de la haute précision.

    JP
     
  11. phil916

    phil916 Administrateur

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    JP SunTracker : héliostat tout simple
    Bonjour JP,

    toujours aussi impressionnant et toujours dans les domaines qui m'intéresse ... :prayer:

    si tu me permet une remarque pour ton fiston (dont j'aimerai que le mien ai les mêmes passions :cry:)
    dans un secteur "à tous vents" il va y avoir un soucis de résistance mécanique car je ne crois pas que les axes de rotation puissent encaisser sans fléchir dans tous les sens les forces créés par une telle "voilure" de panneau;
    sauf si le panneau est tout petit par rapport aux tubes carrés/axes.

    Il faudrait à mon humble avis plutôt partir sur un système par axe avec double charnières d'un coté et platine tige filetée/écrou de l'autre;
    Il aura un bras de levier plus important pour résister aux coups de vent.

    ça me tarde de voir ce système installé ... dans ton jardin ? :-D
    à moins que ce ne soit une maquette d'intérieur ? auquel cas ... oublie toutes mes élucubrations :lol:
    à+
    Phil
     
  12. michto

    michto Compagnon

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    Bjr

    Des "tronches" les gars, vraiment ce site est bourré de "tronches" :-D :-D :-D :prayer: :prayer: :prayer:

    A++ Michel
     
  13. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    Salut Phil,

    Tu as raison ça manque un poil de rigidité. Faut bien que mon fiston se fasse les dents un peu (je ne vais pas lui faire tout son projet :-D )

    Ceci étant ils ont un budget très limité 300€ pour tout faire et ils font comme ils veulent --> je trouve ça super comme idée.
    Par contre ils n'ont le droit qu'à du profilé, de la tôle, de la soudure, du meulage, du perçage et du pliage ...

    JP
     
  14. phil916

    phil916 Administrateur

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  15. freedom2000

    freedom2000 Compagnon

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    Ils sont pas si mauvais nos jeunes :-D

    Voici la modélisation Solidworks de la déformation de la structure.
    Mon fiston a pris pour hypothèse un vent de 100 km et a calculé le couple résultant sur l'axe de rotation puis ramené ça au niveau des jonctions de la tige filetée.

    Bref voila :

    [BBvideo 400,600:1zzokm1g]http://www.youtube.com/watch?v=AcaU_wPfRKA[/BBvideo]

    voila deux photos une avec écrou et l'autre sans. ça passe encore un peu au rouge mais avec deux écrous ça devrait passer ...

    analyse_deformation.jpg
    ↑  sans écrou


    analyse_deformation_ecrou.jpg
    ↑  avec écrou



    JP
     
    Dernière édition par un modérateur: 4 Mai 2015

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