Εξοικονόμηση ενέργειας με ένταση φωτός χρησιμοποιώντας φωτοκύτταρα και θερμίστορ: 6 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Αυτό το εκπαιδευτικό έχει σχεδιαστεί για να σας διδάξει πώς να εξοικονομείτε ενέργεια αλλάζοντας την ένταση του φωτός χρησιμοποιώντας φωτοκύτταρα και θερμίστορ. Θα σας δείξουμε πώς να κατασκευάσετε το κύκλωμα και να κωδικοποιήσετε το Arduino χρησιμοποιώντας το MATLAB.

Βήμα 1: Δήλωση προβλήματος

Συχνά σε κτίρια, τα φώτα ανάβουν και εκπέμπουν την ίδια ένταση καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας. Με φυσικό φως, η συνολική ένταση φωτός στο δωμάτιο αλλάζει. Δημιουργήσαμε μια συσκευή που μπορεί να υπολογίσει την ποσότητα φυσικού φωτός στο δωμάτιο και να αλλάξει την ένταση του τεχνητού φωτός που εκπέμπει για να είναι πιο ενεργειακά αποδοτική. Το φυσικό ηλιακό φως θερμαίνει επίσης ένα δωμάτιο, οπότε έχουμε προσθέσει μια συσκευή που λογοδοτεί για τη μεταβολή της θερμοκρασίας, έτσι ώστε οι περσίδες να κατεβαίνουν ή να ανυψώνονται για να προσπαθήσουν να διατηρήσουν τη θερμοκρασία στο δωμάτιο. Όλα αυτά τα συστήματα συνεργάζονται για να δημιουργήσουν ένα πιο ενεργειακά αποδοτικό προϊόν!

Βήμα 2: Μέρη και υλικά που χρησιμοποιούνται

Για να δημιουργήσετε το κύκλωμα που εμφανίζεται παραπάνω, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα:

(1) Πίνακας Arduino

(1) φως LED

(1) Φωτοκύτταρο

(1) Θερμίστορ

(2) αντιστάσεις 330 Ohm

(1) Servo

(12) Σύρματα διπλού άκρου

(1) καλώδιο USB

(1) Επιφάνεια εργασίας με MATLAB

(1) 3D εκτυπωτής και Fusion 360

Βήμα 3: Δημιουργία της τρισδιάστατης ράβδου σας

Υπάρχουν 8 φωτογραφίες που θα σας βοηθήσουν να καθοδηγήσετε αυτό το βήμα. Τα πρώτα 7 χρησιμοποιούν Autodesk Fusion και το τελευταίο είναι το τελικό προϊόν

Ουσιαστικά σχεδιάζουμε μια ράβδο που μπορεί να προσαρτηθεί στο σερβο χρησιμοποιώντας ταινία. Το σερβο και η ράβδος συνεργάζονται για να λειτουργήσουν ως κουρτίνα, η οποία θα ρυθμίσει τη θερμοκρασία στο δωμάτιο μπλοκάροντας ή αφήνοντας το "ηλιακό φως". Μόλις τελειώσει, συνδέστε τη ράβδο στο σερβιτόρο.

Οδηγίες για τη δημιουργία του σκίτσου:

1. Ανοίξτε το Autodesk και κάντε κλικ στην αναπτυσσόμενη καρτέλα "Δημιουργία". Κάντε κλικ στην επιλογή "κύλινδρος" όπως φαίνεται στην πρώτη εικόνα. Αφήστε το στην αρχική εξώθηση των 5 mm.

2. Μόλις έχετε τον συμπαγή κύλινδρο, κάντε κλικ στο "Sketch" και, στη συνέχεια, επιλέξτε την επιλογή "Center Diameter Circle" όπως φαίνεται στην τρίτη εικόνα.

3. Κάντε κλικ στο κέντρο του συμπαγούς κυλίνδρου σας και αλλάξτε τη διάμετρο του νέου κύκλου σε 9 mm.

4. Κάντε ξανά κλικ στο "Δημιουργία" και επιλέξτε "Extrude". Κάντε κλικ στον μικρότερο κύκλο ως το επίπεδο επιλογής σας και αλλάξτε τη λειτουργία σε "ένωση".

5. Εξωθήστε τον κύκλο στα 65 mm ή όσο μακρύς ή κοντός θέλετε να είναι. Το σκίτσο έχει τώρα τελειώσει και πρέπει να μοιάζει με την έβδομη εικόνα.

6. Εξάγετε το σκίτσο και εκτυπώστε στον τοπικό τρισδιάστατο εκτυπωτή σας. Θα διαρκέσει περίπου 25 λεπτά και θα πρέπει να μοιάζει με την τελευταία φωτογραφία όταν ολοκληρωθεί και εκτυπωθεί πλήρως.

Βήμα 4: Διαμόρφωση

Η καλωδίωση του breadboard και του Arduino έχει ως εξής:

Αποκλειστικό Breadboard:

Καλώδιο από 28α έως τροφοδοσία

Σύρμα από 24α σε γείωση

Αντίσταση από 24c έως 26c

Θερμίστορ από 26e έως 28e

Καλώδιο από 20α έως ρεύμα

Φωτοκύτταρο από 18c έως 20c

Αντίσταση από 16e έως 18e

Σύρμα από 4α στη γείωση

LED από 4c έως 6c

Σύρμα από 16α έως γείωση

Breadboard και Arduino:

Σύρμα από 18α στο breadboard έως 'A0' στο Arduino

Σύρμα από 26α στο breadboard έως 'A1' στο Arduino

Καλώδιο από 6e στο breadboard έως 'D3' στο Arduino

Καλώδιο από την τροφοδοσία στο breadboard έως '5V' στο Arduino

Καλώδιο από το έδαφος στο breadboard έως το 'GND' στο Arduino

Servo:

Καλώδιο από την τροφοδοσία στο breadboard έως το Servo

Σύρμα από το έδαφος στο breadboard μέχρι το Servo

Σύρμα από 'D9' στο Arduino στο Servo

Βήμα 5: Κωδικοποίηση

Ο κωδικός εμφανίζεται στις παραπάνω εικόνες

Βήμα 6: Βάλτε όλα τα βήματα μαζί και απολαύστε

Μόλις στερεωθεί η τρισδιάστατη ράβδος σας στο σερβο, όλη η καλωδίωση έχει ολοκληρωθεί και έχετε γράψει ολόκληρο τον κωδικό, έχετε το δικό σας ενεργειακά αποδοτικό σύστημα φωτισμού!