Портативный солнечный трекер с зарядкой телефона: Arduino + сервопривод

Компоненты

• Arduino UNO — 1 шт.
• Сервопривод 9г (Tower Pro MG996R или аналогичный) — 1 шт.
• Фоторезисторы (LDR) — 2 шт.
• Резисторы 10 кОм — 2 шт. (делители напряжения)
• DC-DC boost конвертер 2.5–5В → 5В USB — 1 шт.
• Солнечные панели (хобби, ~1.5В 0.75Вт) — 2 шт.

Инструменты

• Паяльник

Сервисы

• Arduino IDE

Идея и принцип

Две солнечные панели на подвижной платформе, поворачиваемой сервоприводом. Два LDR смотрят на восток и запад. Arduino сравнивает освещённость: если на одном LDR свет сильнее — поворачивает панель в эту сторону. Порог чувствительности (error) — 10 единиц АЦП. Ночью (оба LDR < 400) панель возвращается на восток для встречи рассвета.

Важно: Arduino и серво питаются от USB/батареи (5В), а панели дают только ~3.4В. Проект — демонстрация концепции. Масштабируемо: 8 панелей → 12В → можно питать Arduino и заряжать телефон автономно.

Сборка панели

1. Склейте панели эпоксидкой по краям. Паяйте последовательно: + первой → - второй. Остаются общий + и -.
2. Приклейте LDR по бокам (восток/запад). Припаяйте перемычки к выводам.
3. Сделайте делители напряжения: LDR (R1) + 10 кОм (R2) → общая точка на аналоговые пины A0 и A1. Вторые выводы LDR — на +5В.

Механика: поворотная опора

Конструкция из бальзы (лёгко): две А-образные рамы, прут пружинной стали как ось. Панель на деревянных стойках с отверстиями под ось. Серво на одной раме, рычаг сервы соединён со панелью крючком из той же стали (дырки в рычаге расширить мини-бюром). Крючок должен свободно вращаться в обоих отверстиях.

Калибровка сервопривода

#include 
Servo myservo;
int pos = 10;
void setup() { myservo.attach(9); }
void loop() { myservo.write(pos); }

Меняйте pos (0–180), перезагружайте, найдите положения «верх» и «низ». У автора: 15 (верх) и 140 (низ). Если переходит через 180→0 — снимите рычаг и поставьте заново.

Основной скетч

#include 
Servo servo;
int eLDRPin = A0, wLDRPin = A1;
int eastLDR = 0, westLDR = 0;
int difference = 0, error = 10;
int servoSet = 130; // стартовая позиция (подстройте под свою механику)

void setup() {
  servo.attach(9);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  eastLDR = analogRead(eLDRPin);
  westLDR = analogRead(wLDRPin);

  // Ночь — возврат на восток
  if (eastLDR < 400 && westLDR < 400) {
    while (servoSet <= 140 && servoSet >= 15) {
      servoSet++;
      servo.write(servoSet);
      delay(100);
    }
  }

  difference = eastLDR - westLDR;

  if (difference > error) { // свет на востоке сильнее
    if (servoSet <= 140) { servoSet++; servo.write(servoSet); }
  }
  else if (difference < -error) { // свет на западе сильнее
    if (servoSet >= 15) { servoSet--; servo.write(servoSet); }
  }

  // Serial-мониторинг для отладки
  Serial.print(eastLDR); Serial.print(" - ");
  Serial.print(westLDR); Serial.print(" - ");
  Serial.print(difference); Serial.print(" - ");
  Serial.print(servoSet); Serial.println(" .");
  delay(100);
}

Настройка и тест

1. Откройте Serial Monitor (9600).
2. Светите фонариком равномерно на оба LDR — разница должна быть мала (±25). Если больше — введите коррекцию в переменную error или вычтите/добавьте к показаниям одного LDR.
3. Тест в темноте: светите по очереди на LDR — панель должна поворачиваться за светом.

Бонус: зарядка телефона

Boost-конвертер 2.5–5В → 5В USB паяется прямо к выводам солнечной батареи (параллельно Arduino). Отдельная цепь. Ток может быть малым — для надёжной зарядки добавьте панели.

Схема (Fritzing)

Доступна в репозитории: GitHub.