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IOT项目——双轴追光系统

news 来源：原创 2025/7/15 23:47:10

双轴太阳能追光系统 - ESP32实现

在这里插入图片描述

系统概述

这个系统使用：

  • ESP32开发板
  • 2个舵机（水平方向和垂直方向）
  • 4个光敏电阻（用于检测光照方向）
  • 适当的电阻（用于光敏电阻分压）

接线示意图

+-------------------+       +-----------------+
|      ESP32        |       |    光敏电阻     |
|                   |       |    L1   L2      |
|               GND |-------| GND    GND      |
|              3.3V |-------| VCC    VCC      |
|              GPIO32|------| L1信号          |
|              GPIO33|------| L2信号          |
|              GPIO34|------| L3信号          |
|              GPIO35|------| L4信号          |
|                   |       |                 |
|              GPIO25|------| 水平舵机信号    |
|              GPIO26|------| 垂直舵机信号    |
|                   |       |                 |
|               GND |-------| 舵机GND         |
|              5V   |-------| 舵机VCC        |
+-------------------+       +-----------------+

光敏电阻布置：

  • L1: 左侧
  • L2: 右侧
  • L3: 上侧
  • L4: 下侧

所需组件清单

  1. ESP32开发板
  2. SG90舵机 x2
  3. 光敏电阻 x4
  4. 10kΩ电阻 x4
  5. 面包板和跳线若干
  6. 太阳能板（可选，用于实际应用）

VSCode代码实现

首先确保您已安装PlatformIO插件，然后创建一个新的ESP32项目。
完整的环境配置步骤

  1. 安装必要的工具
    安装VSCode

在VSCode扩展商店中搜索安装PlatformIO IDE

  1. 创建新项目
    按Ctrl+Shift+P → 输入PlatformIO: New Project

选择板子型号：ESP32 Dev Module

选择框架：Arduino

完成创建

  1. 修改配置文件
    打开platformio.ini文件，修改为以下内容：
[env:esp32dev]
platform = espressif32
board = esp32dev
framework = arduino
monitor_speed = 115200
lib_deps = madhephaestus/ESP32Servo@^0.12.0

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

代码 (main.cpp)

#include <Arduino.h>
#include <ESP32Servo.h>// 定义光敏电阻引脚
#define L1_PIN 32  // 左侧
#define L2_PIN 33  // 右侧
#define L3_PIN 34  // 上侧
#define L4_PIN 35  // 下侧// 定义舵机引脚
#define SERVO_HORIZ_PIN 25  // 水平舵机
#define SERVO_VERT_PIN 26   // 垂直舵机// 创建舵机对象
Servo servoHoriz;  // 水平方向舵机
Servo servoVert;   // 垂直方向舵机// 舵机初始位置
int horizPos = 90;  // 水平初始位置 (0-180)
int vertPos = 90;   // 垂直初始位置 (0-180)// 光敏电阻读数
int l1, l2, l3, l4;// 舵机移动步长
const int STEP = 2;// 光敏电阻阈值差
const int THRESHOLD = 50;void setup() {Serial.begin(115200);// 初始化舵机servoHoriz.attach(SERVO_HORIZ_PIN);servoVert.attach(SERVO_VERT_PIN);// 设置初始位置servoHoriz.write(horizPos);servoVert.write(vertPos);// 光敏电阻不需要设置模式，因为它们是模拟输入
}void loop() {// 读取所有光敏电阻值l1 = analogRead(L1_PIN);  // 左l2 = analogRead(L2_PIN);  // 右l3 = analogRead(L3_PIN);  // 上l4 = analogRead(L4_PIN);  // 下// 打印传感器值用于调试Serial.printf("L1: %d, L2: %d, L3: %d, L4: %d\n", l1, l2, l3, l4);// 水平方向控制int horizDiff = l1 - l2;if (abs(horizDiff) > THRESHOLD) {if (horizDiff > 0 && horizPos < 180) {horizPos += STEP;  // 向左转} else if (horizDiff < 0 && horizPos > 0) {horizPos -= STEP;  // 向右转}servoHoriz.write(horizPos);}// 垂直方向控制int vertDiff = l3 - l4;if (abs(vertDiff) > THRESHOLD) {if (vertDiff > 0 && vertPos < 180) {vertPos += STEP;  // 向上转} else if (vertDiff < 0 && vertPos > 0) {vertPos -= STEP;  // 向下转}servoVert.write(vertPos);}// 打印当前位置Serial.printf("Horizontal Position: %d, Vertical Position: %d\n", horizPos, vertPos);// 延迟以避免过快响应delay(100);
}

platformio.ini 配置

[env:esp32dev]
platform = espressif32
board = esp32dev
framework = arduino
monitor_speed = 115200
lib_deps = ESP32Servo

系统工作原理

  1. 光敏电阻检测：四个光敏电阻分别检测四个方向的光照强度。
  2. 方向判断：通过比较左右光敏电阻的值差判断水平方向，比较上下光敏电阻的值差判断垂直方向。
  3. 舵机控制：根据光照差异调整舵机位置，使太阳能板始终朝向光照最强的方向。
  4. 阈值控制：只有当光照差异超过阈值时才调整位置，避免微小变化导致的频繁调整。

模型

在这里插入图片描述
尽管这个模型在网络上流传甚广，但是我没有找到视频中的程序和模型，使用我自己构建了一个

优化建议

  1. 可以添加PID控制算法使运动更加平滑
  2. 可以增加夜间复位功能，当所有光敏电阻值都很低时回到初始位置
  3. 可以添加WiFi功能，通过手机APP监控和调整系统
  4. 考虑添加太阳能电池电压检测功能

注意事项

  1. 确保舵机电源足够（可能需要外部电源）
  2. 光敏电阻需要合理布置，避免相互干扰
  3. 根据实际光照情况调整THRESHOLD和STEP值
  4. 注意舵机的机械限位，避免损坏

这个系统可以有效地跟踪太阳位置，提高太阳能板的发电效率。您可以根据实际需求进一步调整和优化代码。

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TK核心签名校验&#xff1a;X-Bougs 比较简单 X-Gnarly已经替代了_signature参数&#xff08;不好校验数据&#xff09; 主要围绕query body ua进行加密验证 伴随着时间戳 浏览器指纹 随机值 特征值 秘钥转换 自写算法 魔改base64编码 与X-bougs 长a-Bougs流程一致。 视频…...

编程日记 2025/7/7 11:45:23

CentOS7 环境配置

CentOS 7 环境配置 我的基础环境&#xff1a; Windows11 CentOS版本&#xff1a;CentOS Linux release 7.7.1908 (Core) Vmware版本&#xff1a;VMware Workstation 17 Pro 17.5.0 build-22583795 使用工具&#xff1a;MobaXterm 注意&#xff1a; 所有有关防火墙的操作都可以…...

编程日记 2025/7/13 20:48:08