Simple buscador solar


 

Como podemos ver en el video un buscador solar, presentamos aqui  un “sencillo”  dispositivo que rastrea y sigue   una fuente de luz. Tal dispositivo se puede utilizar en los satélites para mantener los paneles solares alineados con el sol, o en búsqueda y rescate robots que tratan de guiar a las personas atrapadas hacia la luz o  también en instalaciones fotoeléctricas  con posibilidad de movimiento .

El circuito que presentamos  es de gran simplicidad  pues  solo  utiliza dos  fotocélulas de sulfuro de cadmio (CdS) y un servo motor que hace girar las propias  fotocélulas.

La figura 1 muestra un primer diseño inicial, el cual adolece de algunas  debilidades del diseño, que vamos a mencionar en detalle, y trataremos de solventar en nuestro dispositivo.

light seeker initial design
Figura 1. El diseño inicial para el buscador solar.

El diseño inicial era bastante simple, teníamos 5V en un extremo del grupo fotocélula y tierra en el otro extremo. Si la misma cantidad de luz cayese sobre ambas fotocélulas la tensión media sería 2.5V. En la segunda etapa, tenemos un comparador basado en un amplificador  operacional  que compara la tensión media del grupo fotocélula a 2.5V. Si la tensión de la fotocélula fuese superior a 2,5 V,  significara que más luz incide sobre la célula fotoeléctrica a la izquierda, la base de comparación sería la salida 1 y luego en el siguiente paso, el puente H forzaría que el servo girase  al grupo fotocélula a la izquierda, con el objetivo de igualar la cantidad de luz incidente que cae sobre las dos fotocélulas.

En esencia, es  un diseño  correcto  pero adolece de  algunos problemas técnicos:

  1.  Tal como esta , los servomotores siempre se volverían con toda su fuerza! esto significa que, incluso si las fotocélulas recibieron ligeramente diferentes cantidades de luz, el comparador emitiría un 1 logico  o un 00 lógico  y hará que  gire el motor lo más rápido que puede. La situación es análoga a un jugador de fútbol tratando de lanzar  el balón en línea recta, y  sólo se le permite golpear  la pelota con toda su fuerza.
  2. El comparador normalmente emite aproximadamente 3,5 V, pero nos gustaría ser capaces de tener voltajes más altos alrededor de 12volt para comandar el servo.

Con el fin de resolver el problema 1, se utilizó  modulación de ancho, y para el segundo problema se ha utilizado dos buffers.

Modulación de ancho de Pulso
En la configuración inicial  se utilizó sólo 2,5 V, ahora si lo comparamos con una onda triangular de alta frecuencia, la salida del motor será alta para una fracción de tiempo y bajo resto del tiempo. Efectivamente, esto nos permite accionar el motor con voltajes bajos, así como  tensiones mayores.

pulse width modulation
Figura 2. Pulso de modulación de anchura.

Como se observa en la Figura 2, los resultados de  la onda triángular  de la tensión de salida es alta para una parte del periodo y bajo para el resto. La entrada analógica A hace que la salida sea baja la mayoría de las veces,lo cual  corresponde aproximadamente a una salida de tensión de alrededor de 1V. Resultados de la entrada B analógica en un ciclo de trabajo del 50%  corresponde a una salida de tensión media de 2.5V.

BUFFERS
Idealmente nos gustaría tener una salida de tensión de 12 voltios para el H-puente, sin embargo, la alta salida lógica TTL es de aproximadamente 3.5V,para conseguir  12V se utilizó tampones. La Figura 3 muestra el diseño final utilizando  un inversor de colector abierto como es el 7406 y un  tampón basado en  el 7407.

light seeker final design
Figura 3. Diseño modificado para el buscador solar.

Fuente  aqui

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Un comentario el “Simple buscador solar

  1. proenza dice:

    Probare el circuito y comento luego, pero esto se ve muy bueno

    Me gusta

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