ساخت یک سیستم ردیاب خورشیدی شامل طراحی مکانیزمی است که موقعیت پنل‌های خورشیدی را برای دنبال کردن حرکت خورشید تنظیم می‌کند و حداکثر جذب انرژی را به همراه دارد. در اینجا یک راهنمای گام به گام برای ساخت یک **ردیاب خورشیدی دو محوره** (که هم سمت‌الرأس و هم ارتفاع را ردیابی می‌کند) آورده شده است:

اجزای مورد نیاز
1. پنل خورشیدی (ها) – ماژول فتوولتائیک که باید ردیابی شود.
2. میکروکنترلر (آردوینو، رزبری پای، ESP32 و غیره) – برای پردازش داده‌های حسگر و کنترل موتورها.
3. مقاومت‌های وابسته به نور (LDR) یا فوتودیودها (4x) – برای تشخیص جهت نور خورشید.
4. درایو چرخان با موتورهای دنده‌ای 24 ولت (2x) یا موتورهای پله‌ای + درایورها – برای تنظیم موقعیت پنل (یکی برای حرکت افقی، یکی برای حرکت عمودی یا یکی برای هر دو حرکت عمودی و افقی).
5. ساختار نصب – یک قاب محکم با اتصالات چرخشی.
6. تنظیم کننده ولتاژ (در صورت نیاز) – برای تغذیه میکروکنترلر و سنسورها.
7. مقاومت‌ها (برای مدارهای تقسیم کننده ولتاژ LDR).
8. باتری (اختیاری) – برای تغذیه سیستم در صورت عدم وجود برق شبکه.
9. سیم‌های جامپر و برد بورد/PCB – برای اتصالات مدار.

مرحله 1: مونتاژ مکانیکی
1. قاب را بسازید
- یک پایه بسازید که امکان چرخش 360 درجه افقی (ردیابی سمت‌الرأس) را فراهم کند.
- یک مکانیزم شیب‌دار برای تنظیم عمودی (ردیابی ارتفاع) متصل کنید.
- اطمینان حاصل کنید که ساختار محکم و مقاوم در برابر آب و هوا است (از آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ استفاده کنید).

2. پنل خورشیدی را نصب کنید
- پنل را با استفاده از براکت‌ها به قاب ثابت کنید.
- اطمینان حاصل کنید که پنل می‌تواند بدون مانع به آرامی بچرخد.

مرحله 2: تنظیم سنسور (تشخیص خورشید)
1. 4 LDR را در یک الگوی متقاطع (شمال، جنوب، شرق، غرب) در لبه‌های پنل قرار دهید.
- آنها را با لوله‌های کوچک بپوشانید تا حساسیت جهت‌دار را بهبود بخشید.
2. LDRها را در یک مدار تقسیم کننده ولتاژ سیم‌کشی کنید:
- هر LDR به یک مقاومت (به عنوان مثال، 10kΩ) متصل می‌شود تا یک تقسیم کننده را تشکیل دهد.
- خروجی به پین‌های آنالوگ میکروکنترلر می‌رود.

مرحله 3: کنترل موتور
1. موتور افقی (سمت‌الرأس) – یک سروو یا موتور پله‌ای پایه را به چپ/راست می‌چرخاند.
2. موتور عمودی (ارتفاع) – یک سروو دیگر زاویه شیب پنل را تنظیم می‌کند.
3. موتورها را به میکروکنترلر وصل کنید
- سرووها: از پین‌های PWM استفاده کنید (به عنوان مثال، آردوینو `D9`، `D10`).
- استپرها: از درایورهای موتور استفاده کنید (به عنوان مثال، A4988، ULN2003).

مرحله 4: برنامه‌نویسی میکروکنترلر
1. مقادیر LDR را بخوانید
- خوانش‌ها را مقایسه کنید تا موقعیت خورشید را تعیین کنید.

2. موقعیت پنل را تنظیم کنید
- موتورها را حرکت دهید تا خوانش‌های LDR را متعادل کنید (نور مساوی روی همه سنسورها).

3. ردیابی مبتنی بر زمان را اضافه کنید (اختیاری)
- از یک ماژول RTC (ساعت زمان واقعی) برای موقعیت‌های از پیش محاسبه شده خورشید استفاده کنید.

مرحله 5: منبع تغذیه
- از یک باتری کوچک (12 ولت) یا یک باتری شارژ شده با خورشید برای تغذیه سیستم استفاده کنید.
- اگر از خود پنل خورشیدی ردیابی شده استفاده می‌کنید، از تنظیم ولتاژ برای جلوگیری از آسیب به میکروکنترلر اطمینان حاصل کنید.

مرحله 6: تست و کالیبراسیون
1. در نور خورشید تست کنید و سرعت موتور/آستانه‌های LDR را تنظیم کنید.
2. از حرکت روان بدون لرزش اطمینان حاصل کنید.
3. الکترونیک را در برابر آب و هوا مقاوم کنید (از محفظه‌ها استفاده کنید).

جایگزین: ردیاب تک محوره (ساده‌تر)
- فقط حرکت شرق به غرب (افقی) را ردیابی کنید.
- به 1 موتور و 2 LDR نیاز دارد.

گزینه‌های پیشرفته
- GPS + الگوریتم نجومی – برای موقعیت دقیق خورشید بدون LDR.
- یادگیری ماشینی – حرکات ابر را برای ردیابی بهینه پیش‌بینی کنید.