¿Puedo hacer funcionar un seguidor solar que utilice dos servomotores MG946R con un panel solar de 10 W?

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¿Es posible hacer funcionar un seguidor solar con un panel de 10 W que se conecta a un convertidor reductor de 5 V y dos servomotores MG946R sin batería y en un día claro y soleado?

  • MG946R, corriente de parada 1,2 A
  • Convertidor reductor de 5 V
  • Panel solar de 10 W, 17,5 V, 0,58 A

Si no, ¿puedo haber sugerido las especificaciones del panel solar para que funcione sin batería? Estoy haciendo un proyecto para ejecutarlo de forma independiente sin batería.

https://sg.cytron.io/p-solar-panel-18v-555ma-10w?search=solar%20panel&description=1

https://www.towerpro.com.tw/product/mg946r/

https://sg.cytron.io/p-5v-2.5a-buck-converter-6.5-27vdc-input?search=dc%20converter&description=1

Me pregunto si el panel puede alimentar suficientemente los servos durante unos minutos; No necesito que funcione todo el día. La demostración del proyecto se mostrará solo unos minutos (bajo el sol claro y soleado, por supuesto). Si hace mal tiempo, mostraré un video grabado durante la prueba.

¿Qué sucede si utilizo un paquete de baterías NiMH de 6 V entre el panel solar y la carga, o una batería SLA de 6 V y 4,5 Ah?

¿Qué alimentará el panel solar?
Con algunas tapas grandes y el panel a la luz del sol, probablemente pueda ejecutar 1 de estos servos. Pero sería mejor usar un motorreductor simple en su lugar, ya que se comportará de manera más predecible cuando la potencia/voltaje disponible sea baja.
Corriente de arranque de 1 amperio. Es improbable que produzca energía o trabajo útil. Corriente inactiva de 110 mA. Canción.
¿Cuánta energía espera obtener del panel si aún no está apuntando al sol?
¿Por qué haces un proyecto sin especificaciones que se espera que fracase gravemente?
@BruceAbbott, el proyecto solo encenderá 2 servos por ahora. obtuve un sensor de voltaje con adaptador de tarjeta sd para registro de datos y esp32-cam con detector de movimiento listo para ser implementado. Sin embargo, por ahora, si pudiera hacer que el rastreador solar funcione de manera autosuficiente, agregaré el resto.
@DaveTweed Lo probaré durante un día soleado y despejado. De lo contrario, no lo probaré, sino que solo verificaré los valores para el mal tiempo.
Los enlaces a las especificaciones de los componentes siempre son una buena idea. Sería sensato agregar una batería pequeña que se cargue cuando el panel no gire. O una supercap. O un motorreductor adecuado No es necesario que la velocidad de giro sea rápida
@RussellMcMahon gracias por el consejo. he añadido los enlaces a las especificaciones de los componentes
Hay buenas posibilidades de que esto funcione. Maximice las posibilidades equilibrando los paneles para que representen una carga lo más constante posible en todas las posiciones. Agregar peso al borde de un panel o incluso un contrapeso en un brazo puede ayudar. La especificación del servo muestra un alto consumo de corriente pico, pero operará a una corriente y velocidad más bajas, hasta un punto en el que se detenga. Una foto de la disposición mecánica física podría ayudar. Puedo reabrir la pregunta si se vuelve algo responsable sin adivinar, PERO probablemente ya tenga suficiente información. es decir, PUEDE funcionar, hay cosas que puede hacer para ayudar a que funcione.
Agregar una batería en la salida del panel V supondrá una gran mejora. | Agregar una tapa tan grande como esté disponible ayudará, pero no tanto como una batería. | Usted menciona LDR, muestre su circuito. Los LDR definitivamente necesitarán algunos circuitos adicionales.
@RussellMcMahon sí, tengo la intención de agregar una batería sla de 6v. También he agregado el circuito LDR
Reabrí esta pregunta ya que el OP ha agregado sustancialmente más información, lo que hace que el requisito sea lo suficientemente bueno como para dar buenas respuestas.
más curioso: agregar nueva información relevante para comentarios en la pregunta siempre es una buena idea, pero como la pregunta ahora es responsable.
El par del servo es de unos 10 kg.cm a 5V. El peso del panel es de 2,8 kg (ver aquí ). Si el panel está contrapesado (fácil de hacer con un amarre rápido), entonces tiene suficiente torque disponible para mover el panel en un arco bastante amplio. | No sé cómo planea rastrear, PERO una forma es montar dos paneles uno al lado del otro con un divisor vertical que da sombra a uno u otro panel cuando está desconectado y genera más energía del panel más expuesto al sol. Luego gira los servos hasta que los paneles se equilibran. El seguimiento 2D a lo largo de un arco debe ser adecuado.
El peso del panel solar es de 0,8 kg según esa imagen. Un 20W generalmente pesa 2 kg, no un 10W.
"Solo me pregunto si el panel puede alimentar suficientemente los servos durante unos minutos. No necesito que funcione todo el día". No importa Dado que no tiene almacenamiento de energía (como una batería o un condensador muy grande), solo importan los requisitos a corto plazo. Y 5 voltios por 1,2 amperios (bloqueo) son 6 vatios. 2 por 6 vatios es 12. Agregue otro 10 % por pérdidas en el convertidor reductor (si tiene suerte), y necesitará un mínimo de 13,2 vatios. Por supuesto, si puede garantizar que el servo nunca se detendrá, eso no es un problema. ¿Puedes garantizar eso?

Respuestas (3)

Bien, entonces tienes un panel, o una matriz de paneles, que pivota para seguir al sol.

La carga #1 que actúa sobre ese panel será la carga del viento. Esa fuerza actuará contra el mecanismo de seguimiento y será de cientos de libras.

Ese pequeño motor no podrá soportar cargas de viento.

Por lo tanto, necesitará algún tipo de tornillo elevador de "acción unidireccional" o disposición de tornillo sinfín para soportar esas cargas de viento. Dependiendo de cómo engrane y lubrique el tornillo del gato, el motor debería poder girarlo. Se necesitarán muchas revoluciones para girar el panel.

Su pequeño panel debería poder generar suficiente energía para hacer funcionar el motor, incluso un poco mal apuntado. Sin embargo, necesitará sensores externos para decirle al motor en qué dirección debe girar.

Solo lo probaré bajo el sol por un período corto. En cuanto a la situación de la carga de viento, dejaré de probar si hace demasiado viento o si hace mal tiempo. De lo contrario, intentaré que funcione de manera autosuficiente sin el uso de una batería por ahora.
sí, usaré LDR para controlar su posición.
Un panel de 10W no generará cientos de libras... tal vez en condiciones de huracán. Si el OP está viendo cargas de viento tan altas, considere una turbina eólica en su lugar. Sin embargo, un motor de rotación continua y un tornillo nivelador es una buena sugerencia de todos modos.
@user_1818839 Nadie pone seguimiento en un panel de 10W, es más fácil usar un panel de 20W por $8 más. Pusieron el seguimiento en una matriz de 2000 W y usan un panel de 10 W para alimentar el motor de seguimiento . Eso es lo que supongo que estamos tratando aquí.
@curiouser Sí, el problema con los steppers es que solo quieren "buscar" posiciones de 90 grados. Dado que deduzco que desea un control más preciso que simplemente "Este", "Sur" y "Oeste", necesitará algún tipo de reducción de marcha. Simplemente estoy sugiriendo usar un tipo de "par unidireccional", como un gusano o un tornillo extractor, para que no esté gastando energía para sostener la matriz contra el viento. Una vez que haga eso, su diseño se escala fácilmente : podría rastrear una matriz MUCHO más grande sin cambios eléctricos (solo cambios en la relación de transmisión). La relación de transmisión más baja lo haría girar más lento, pero tiene tiempo :)
Vi un panel solar de 20W 6v 3.33A. ¿Es eso capaz de encender los dos servos? si es posible, quiero que el sistema se encienda solo a través del panel.

Me pregunto si el panel puede alimentar suficientemente los servos durante unos minutos.

El MG946R consume un pico de ~2 A, por lo que 2 servos podrían consumir hasta 4 A. Teóricamente, con un regulador de conmutación, los 0,58 A a 17,5 V que su panel emite a plena luz del sol podrían traducirse en 2 A a 5 V, pero en la práctica lo hará. ser un poco menos debido a las pérdidas del convertidor.

Claramente, esto no es suficiente para alimentar ambos servos a la vez. Si solo opera un servo a la vez, puede salirse con la suya, siempre que mantenga el panel bastante bien alineado con el sol. Para manejar los picos de corriente, debe agregar condensadores de filtro grandes (p. ej., 1000 μF) a la entrada y salida del convertidor reductor. Los síntomas de un filtrado insuficiente incluyen fluctuaciones en los servos y fallas en el Arduino, restablecimiento o falta de respuesta a los comandos cuando el voltaje de suministro cae durante la demanda máxima de corriente.

El siguiente problema es cómo reducir la carga del servo. Los servos de hobby RC están diseñados para el movimiento rápido de las superficies de control de aeronaves o la dirección de automóviles/barcos, no para un panel solar de 0,8 kg. Si conecta los servos directamente al panel con suficiente 'tiro' para seguir el sol sobre el cielo, es posible que se detengan o tiemblen tratando de luchar contra la alta inercia del panel. Los actuadores lineales pueden funcionar mejor porque se mueven más lento, tienen más torque y menor consumo de corriente, y mantienen mejor su posición cuando están inactivos.

Otra opción que podría considerar es simplemente usar dos paneles solares fijos orientados en diferentes direcciones. Esto puede ser un poco más caro, pero mecánicamente mucho más simple y confiable.

A partir de ahora, tengo poco tiempo para hacer muchos cambios. ¿Hay alguna sugerencia de usted para agregar a lo que tengo actualmente? ¿Es un 20W capaz de ejecutar al menos los dos servos? Gracias
En teoría, 2 paneles serían suficientes, pero solo con luz solar intensa con paneles alineados, y solo si agrega condensadores de suavizado (de lo contrario, la corriente máxima del panel es solo ~ 1A, que ni siquiera es suficiente para 1 servo). En una aplicación práctica típica , se usaría una batería pequeña o supercondensadores para manejar la demanda operativa máxima. Luego, debe decidir lo que desea: la máxima potencia durante el pico de luz solar o las horas de funcionamiento más largas por día.
gracias Supongo que tengo que conseguir una batería. Por cierto, tengo un servo mg90s por ahí. ¿Crees que podría soportar mi panel solar de 10w que pesa alrededor de 1 kg? si lo hace, supongo que podría usarlo para reducir el consumo de energía
El servo MG90 es demasiado pequeño para esta aplicación. Consigue una batería. Los SLA de 12 V y 7 Ah son baratos y tienen mucha capacidad. Cárguelo con un controlador PWM como este:- jaycar.co.nz/miniature-12v-3a-pwm-solar-charge-controller/p/…
Gracias, obtuve un controlador pwm de 12V/24V 10A en su lugar con una batería sla de 12V 7.2Ah. No sabía que esos motores tienen un aumento inicial de corriente al arrancar. Además, ¿cuánta corriente suministra la batería de 12V 7.2Ah? Suponiendo que esté cargado al máximo. Entiendo que la corriente no equivale a amperios-hora, por lo que supongo que puede proporcionar 7 A por hora o 3,5 A en 2 horas, etc.
La capacidad nominal se basa en una descarga de 20 horas. Si se descarga más rápido, la capacidad se reduce. Debería proporcionar ~4,5 A durante 1 hora, 2,8 A durante 2 horas, 1,5 A durante 4 horas, etc. Sin embargo, recuerde que el convertidor CC/CC aumenta la corriente en la misma proporción que reduce el voltaje, por lo que 1,5 A en la batería = >3A a 5V (suponiendo que el convertidor tiene una capacidad nominal de >3A). La batería puede producir una corriente de 'ráfaga' mucho más alta, por lo que el convertidor la limitará primero. Use un convertidor clasificado para al menos 4A (por ejemplo, XL4015) si desea ejecutar ambos servos a la vez.

Si tuviera que cargar una batería pequeña desde el panel, podría determinar cuándo hay suficiente energía almacenada para hacer un ajuste; mueva el servo x o y, pero tal vez no ambos a la vez. Cuando el panel está razonablemente bien alineado, debería estar bien para hacer pequeños ajustes (unos pocos grados) con bastante frecuencia. Si el eje de rotación está cerca de la mitad del panel, entonces el viento debería tener poco efecto siempre que el panel esté en flujo de aire libre.

sí, estoy obteniendo una batería sla de 6v para encender los servos y otros componentes. Lamentablemente, mi objetivo era hacer uno sin batería, pero parece ser mucho más complicado que tener uno.
Posiblemente podría arreglárselas con un condensador grande, si realiza pequeños movimientos y deja que el condensador se recargue antes de moverse de nuevo, pero no se puede escapar del hecho de que el panel no generará lo suficiente para hacer funcionar el conjunto de forma continua, especialmente si el el panel está fuera del eje. Una batería es probablemente la solución más simple.
gracias rana sí, eso parece. voy a usar una batería de 12V que se conectará a un buck de 5V para alimentar los componentes
¿Puedo hacer funcionar un seguidor solar que utilice dos servomotores MG946R con un panel solar de 10 W?
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