ソーラー・トラッカー(β)

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概要

【太陽を逃さない！最大効率を追求する自律型発電システム】

ソーラーパネルをサーボモーターで動かし、最も電圧が高くなる角度を自動で探し出す「太陽光追尾システム」を構築します。パネルの向きによって変化する発電量を「電圧」として計測し、最適な角度を導き出す仕組みを学びましょう。

用意する物

タコラッチ・ミニ
サーボモーター
小型のソーラーパネル
工作材料（パネルを支える架台、段ボールなど）

準備

事前に『計測・制御』の教材を通して、カードの使い方や問題解決の手法を習得しておく必要があります。

活動

1. 工作

サーボの接続: サーボモーターをタコラッチ・ミニの「デジタルA」端子に接続します。
パネルの接続: ソーラーパネルのプラス・マイナス線を、タコラッチ・ミニの「GND」ピンと「アナログA1」ピンにそれぞれ接続します。(基本：電圧をはかる参照)

架台の作成: サーボモーターの回転軸にパネルを取り付け、左右に動く土台を木材や段ボール、3Dプリンターなどで作ります。(参考：AI画像認識分別器と同じような架台で実験ができます。)

2. プログラミング

【使うカードの例】

計測 08：時間になった(時間/Scratch)
制御 04：角度を指定して回す(サーボモーター(オプション))

【プログラム例】

このプログラムは、時計の「分」が 0 になったタイミングでスキャンを開始し、-30度から+30度までの範囲で最も効率の良い角度を見つけ出し、そこにサーボモーターを固定する動作を繰り返します。

「最大電圧」、「ベスト角度」、「スキャン角度」を記録するための変数を作成して活用します。

【実行のタイミング（トリガー）】
- 条件：［現在の（分）＝ 0］なら
  - 毎時0分（例：1時00分、2時00分...）になった瞬間に、一度だけスキャン動作を開始します。
【スキャンの準備（初期化）】
- スキャンを始める前に、データをリセットします。
  - ［最大電圧］を 0 にする：これから測る値と比較するために最小値にしておきます。
  - ［ベスト角度］を 0 にする：記録用の変数をクリアします。
  - ［スキャン角度］を -30 にする：調査を開始する最初の位置（左端）を設定します。
【スキャン動作（6回の繰り返し）】
- **［6回繰り返す］**ブロックの中で、10度ずつ角度を変えながら電圧をチェックします。
- 移動：［サーボデジタルA(A1)］を**［スキャン角度］**にします。
- 待機：［2秒待つ］（モーターが移動し、電圧が安定するのを待ちます）。
- 比較と記録：もし、今計測した［電圧］が［最大電圧］より大きいなら：
  - 現在の値を新しい**［最大電圧］**として保存。
  - その時の角度を**［ベスト角度］**として保存。
- 更新：［スキャン角度］を 10 ずつ変えます。
  - 間隔：［1秒待つ］。
  - 補足： -30度から10度ずつ6回繰り返すことで、最終的に +30度（計60度の範囲）まで調査します。
【最適な角度への移動】
- 6回のスキャンが終わった後、記録された**［ベスト角度］**へ［サーボデジタルA(A1)］を動かします。これにより、その1時間の中で最も発電効率が良い向きに固定されます。
【待機】
- 最後に**［60秒待つ］**ことで、同じ「0分」の間にプログラムが何度も再始動してしまうのを防いでいます。

3. 動作確認

プログラムを実行し、パネルが端から端まで動くのを確認します。
懐中電灯などの強い光をあてて、スキャンが終わった後に一番明るい（電圧が高い）方向を向いて止まれば成功です。

発展

エネルギーの活用と計測の両立: ソーラーパネルの電力を「使う」回路と「測る」回路を組み合わせてみましょう。パネルにモーターや電子オルゴールなどの負荷をつなぎつつ、その両端からタコラッチ・ミニのアナログA1へ配線することで、「実際に動かしながら、どれだけのパワーが出ているか」をリアルタイムで確認できるようになります。
スプレッドシート連携: 「通信 05：明るさを記録する(スプレッドシートに記録) +アクセス」を使い、発電量の変化を記録してみましょう。
AI天気連動: 「AI 03：ステージ表示されている物についてたずねる +アクセス」を使い、カメラ映像から天気を判断させます。「雨です」と判定されたら、パネルを水平にして保護する動きを追加してみましょう。
- ※画面右上のボタンでカメラモードに切り替えて使用してください。
- ※利用には、AkaDako Cloud Plus のアクセスキーが必要です。

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