現(xiàn)代社會(huì)越來(lái)越講究資源的節(jié)約，隨著煤、石油、天然氣這些不可再生能源越來(lái)越稀缺，在不久的將來(lái)，綠色能源勢(shì)必會(huì)成為主流能源。所謂綠色能源，也就是可再生能源，包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物能等。其中太陽(yáng)能更是越來(lái)越得到人們的青睞，在人們的生活工作中起著廣泛的作用，太陽(yáng)能發(fā)電就是其中最普遍的一種應(yīng)用。一般的太陽(yáng)能收集裝置都是固定在一個(gè)方向的，不能充分采集太陽(yáng)能。筆者制作了一款名為“向日葵”的太陽(yáng)能收集裝置，它的最大特點(diǎn)就是裝有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，4個(gè)在太陽(yáng)能板周?chē)墓鈧鞲衅麟S時(shí)檢測(cè)周?chē)h(huán)境光的亮度，經(jīng)過(guò)代碼處理，加上底下舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)，就能讓太陽(yáng)電池能板始終對(duì)著光最強(qiáng)的方向。放到太陽(yáng)光下的效果，就是它始終會(huì)對(duì)著太陽(yáng)的方向，這樣就能保證最大限度地收集太陽(yáng)能。
筆者的太陽(yáng)能收集裝置基于Arduino制作，所用的元件都與Arduino兼容。Arduino是一個(gè)開(kāi)放源代碼的硬件項(xiàng)目，最大的優(yōu)勢(shì)就是具有良好的開(kāi)放性和擴(kuò)展性。用戶(hù)在它的官網(wǎng)上可以隨時(shí)免費(fèi)下載電路圖、源碼和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境等，依據(jù)官方提供的PCB和SCH電路圖，簡(jiǎn)化Arduino模組，來(lái)完成獨(dú)立運(yùn)作的微處理控制;也可以很方便地與傳感器、各式各樣的電子元件(紅外線(xiàn)、超音波、熱敏電阻、光敏電阻、伺服電機(jī)等)連接。Arduino所用的編程語(yǔ)言類(lèi)似C語(yǔ)言，但是結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更簡(jiǎn)潔易懂，對(duì)于機(jī)器人愛(ài)好者和電子知識(shí)尚欠缺的人群而言更容易上手。
筆者使用DFRobot 的Romeo控制器對(duì)小車(chē)平臺(tái)做直接的電機(jī)控制。首先準(zhǔn)備好制作“向日葵”的材料，這里用到了4個(gè)光線(xiàn)傳感器、2個(gè)舵機(jī)及固定支架、1塊擴(kuò)展板、1塊控制板、1塊多功能固定板、1部Rover 5小車(chē)(將向日葵固定在小車(chē)上，方便全方位監(jiān)測(cè))、1塊太陽(yáng)能板，最后別忘了電源(7~12V)。詳細(xì)信息如表1所示。
路虎(Rover)5履帶小車(chē)
路虎5履帶小車(chē)與一般履帶小車(chē)相比不同的地方是，可以根據(jù)路面情況的需要，調(diào)節(jié)前后輪的高度。為了提高履帶小車(chē)的越野性能及美觀度，筆者將前后輪支架調(diào)節(jié)到了與地面形成15°左右?jiàn)A角的位置。
由于Romeo的工作電壓在7~12v，并且履帶小車(chē)的工作電壓與Romeo控制器相近，所以使用了6節(jié)1.2V的充電電池作為電機(jī)和Romeo控制器的電源，當(dāng)然，選用7.4V的鋰電池也會(huì)是一種比較合適的選擇。
制作過(guò)程
準(zhǔn)備好了上述材料就可以將這些元器件拼起來(lái)了，制作步驟如下。
1.將4個(gè)環(huán)境光線(xiàn)傳感器呈“十”字形固定在多功能固定板的4個(gè)邊上，這樣做的目的是方便檢測(cè)四周光線(xiàn)，尤其是在制作追光機(jī)器人時(shí)更體現(xiàn)了它的優(yōu)勢(shì)。
2.將2個(gè)舵機(jī)固定在一起。這2個(gè)舵機(jī)分別控制橫向和縱向的旋轉(zhuǎn)，這里所用的舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度是從0°到180°的。考慮到橫向舵機(jī)在做太陽(yáng)能收集器時(shí)不需要180°旋轉(zhuǎn)，所以只要設(shè)定一定的偏角即可。而縱向舵機(jī)因?yàn)橐獙ふ夜庠?，所以需?60°旋轉(zhuǎn)，為此我將它安裝在小車(chē)上，通過(guò)控制小車(chē)的運(yùn)動(dòng)來(lái)使舵機(jī)能全方位搜索光源。
3.將多功能板與舵機(jī)固定在一起。
4.將舵機(jī)與小車(chē)固定在一起。
5.將Xbee傳感器擴(kuò)展板插在DFRduino Romeo 328控制板上。
6.將DFRduino Romeo 328控制板固定到車(chē)上，然后將傳感器和舵機(jī)的接口導(dǎo)線(xiàn)插到控制板的IO口上。
注：光傳感器讀取的是模擬信號(hào)，所以要將它們連接到擴(kuò)展板的Analog口，0~5口可任意選擇。而舵機(jī)是數(shù)字輸出，要連接到PWM輸出端，板子上有注明。寫(xiě)代碼的時(shí)候要注意。
7.最后只要將一塊太陽(yáng)能電池板固定在多功能板上就可以了，這樣一個(gè)小型的向日葵式的太陽(yáng)能收集裝置就做好了。
