DPIOT • Seguidor Solar de Doble Eje

Solar Tracker 360°

Módulo DPIOT • Curso 2026-2027

Seguidor Solar de Doble Eje (Dual Axis Solar Tracker)

Sistema automatizado de seguimiento solar en 360 grados mediante paneles fotovoltaicos, sensores fotorresistivos y servomotores de doble eje controlados por microcontrolador.

Alumno/a Mario Alcantud Bleda
Fecha 24/09/2026
Módulo / Curso DPIOT • 2026-2027
Placa base Arduino Uno / Nano
Demostración Interactiva en Vivo

Laboratorio del Seguidor Solar 360° Doble Eje Activo

Arrastra el Sol Brillante dentro del panel inferior o haz clic en cualquier zona para desplazar el foco lumínico. Observa la respuesta diferencial de los 4 sensores LDR y la rotación en tiempo real de los servomotores de Azimut y Elevación.

SOLAR_TRACKER_DUAL_AXIS.ino
Buscando Foco de Luz
Plataforma & Panel 3D
BASE 360°
LDR_UP CELL-V
PANEL FOTOVOLTAICO
LDR_LEFT LDR_RIGHT
Azimut: 180° | Elev: 45°
Cielo Simulado (Arrastra el Sol) Foco Lumínico
LDR Izquierdo (A0) 512
LDR Derecho (A1) 512
LDR Superior (A2) 512
LDR Inferior (A3) 512
Banda muerta de tolerancia activa: ±15 ADC

Consola Serial Microcontrolador

9600 baud
[0.00s] Inicializando seguidor solar de doble eje (DPIOT)...
[0.02s] Configurando pines analógicos A0-A3 para sensores LDR.
[0.03s] Configurando Servos Azimut (D9) y Elevación (D10).
[0.04s] Sistema calibrado. Posición cenital inicial establecida.
Algoritmo: Comparación diferencial 4 LDRs

1. Objetivo del Proyecto

Maximizar la eficiencia en la captación de energía fotovoltaica orientando automáticamente un soporte móvil de paneles solares hacia la fuente de luz más intensa en un rango completo de 360 grados.

Captación Óptima Giro 360°

2. Justificación

Este proyecto resulta de gran interés dentro del módulo DPIOT, ya que integra la adquisición de señales analógicas mediante sensores ópticos (LDR) con el control de posicionamiento de precisión en múltiples ejes mediante servomotores. Permite simular sistemas reales de energías renovables y optimización energética aplicados al mantenimiento electrónico.

Módulo DPIOT Energías Renovables
Límites del Prototipo

3. Descripción y Alcance

El prototipo consta de una estructura mecánica con movilidad en dos ejes (horizontal y vertical) que sostiene paneles solares fotovoltaicos. En la parte superior y junto a los paneles se disponen sensores de luz (LDRs) que informan al microcontrolador sobre la posición de la fuente lumínica. Mediante un servomotor inferior que permite el giro de 360 grados y otro superior para la inclinación, la estructura se desplaza de forma autónoma para mantener los paneles orientados perpendicularmente hacia donde reciben la luz.

Dentro del Alcance

  • Lectura analógica de múltiples fotorresistencias (LDR) para determinar las coordenadas del foco de luz.
  • Control de movimiento horizontal (hasta 360 grados) y control de elevación vertical mediante servomotores.
  • Alimentación mediante un sistema portátil con baterías 18650 instaladas en la base del prototipo.
  • Ensamblaje mecánico y electrónico de la estructura articulada de doble eje.

Fuera del Alcance (por ahora)

  • Almacenamiento real de la energía generada en una batería de acumulación de alta capacidad para uso externo.
  • Conectividad IoT para monitorización remota de la energía producida.
  • Sistemas de anemómetro para protección contra fuertes vientos.
4.1 Criterios de Sistema

Requisitos Funcionales

1

El sistema debe leer de forma continua las señales analógicas de los sensores de luz ubicados alrededor de los paneles.

2

El servomotor de base debe permitir un rango de giro amplio (hasta 360 grados) para buscar la fuente lumínica en el plano horizontal.

3

El servomotor secundario debe ajustar la inclinación vertical para optimizar la incidencia de los rayos solares.

4

El mecanismo debe detenerse y permanecer estable cuando los sensores detecten un equilibrio lumínico óptimo.

4.2 Restricciones Técnicas

Requisitos No Funcionales

A

Alimentación: Autónoma, mediante baterías recargables 18650 instaladas en un soporte en la base del prototipo.

B

Lenguaje / IDE: C++ mediante el entorno de desarrollo Arduino IDE.

C

Montaje: Estructura de soporte rígido o impresa en 3D acoplada a una base estable.

Arquitectura del Sistema

5. Esquema de Bloques y 6. Flujo

Entradas

4 x Sensores LDR

Cerebro

Microcontrolador

Arduino Uno / Nano

Azimut (360°)

Servomotor Base

Elevación

Servomotor Vertical

Alimentación

Baterías 18650

Flujo de Funcionamiento del Programa

PASO 01

Inicio

Inicializar pines analógicos LDR y posicionar ambos servomotores en el ángulo central de referencia.

PASO 02

Lectura

Capturar valores de tensión de los sensores ópticos izquierdo, derecho, superior e inferior.

PASO 03

Decisión

¿Diferencia > banda muerta? Si NO: mantener posición. Si SÍ: mover servo horizontal o vertical hacia la luz.

PASO 04

Retorno

Esperar un breve intervalo de tiempo (retardo de muestreo) y repetir el ciclo de lectura.

Conexionado

7. Asignación de Pines (Arduino)

Valores Orientativos
Periférico Señal GPIO / Pin Observaciones
LDR Izquierdo Analógica A0 Divisor de tensión para control horizontal
LDR Derecho Analógica A1 Divisor de tensión para control horizontal
LDR Superior Analógica A2 Divisor de tensión para control vertical
LDR Inferior Analógica A3 Divisor de tensión para control vertical
Servomotor Horizontal (360°) PWM D9 Control de giro de la base principal
Servomotor Vertical PWM D10 Control de inclinación del panel
Costes y Componentes

8. Materiales y Presupuesto Interactivo

Total Estimado con IVA: 43,50 €
Ud. Denominación Precio U. Observaciones
1 Placa microcontroladora 8,00 € Unidad central de procesamiento
1 Estructura mecánica de doble eje 10,00 € Soporte articulado impreso en 3D
2 Mini paneles solares 5,00 € Elementos de captación energética
4 Sensores LDR + Resistencias 1,50 € Detección de luz ambiental
2 Servomotores (Ejes horizontal y vertical) 8,00 € Actuadores de posicionamiento
1 Portapilas + Baterías 18650 8,00 € Alimentación autónoma
1 Cables y componentes menores 3,00 € Interconexión de circuitos

Simulador de Presupuesto Solar Extra

¿Deseas añadir complementos solares opcionales para ampliar las prestaciones del prototipo?

Cronograma de Ejecución

9. Plan de Trabajo (¡Haz clic en las fases para interactuar!)

Pulsa sobre el estado de cada fase para alternar entre Completado, En curso y Pendiente.
FASE 1 En curso

Anteproyecto

Redacción de objetivos, esquemas y presupuesto.

1 sesión Mario A.
FASE 2 Pendiente

Montaje

Ensamblaje de estructura de 360°, servos y cableado de LDRs.

2 sesiones Taller
FASE 3 Pendiente

Firmware

Programación de algoritmo diferencial y mapeo de ángulos.

2 sesiones Arduino IDE
FASE 4 Pendiente

Pruebas

Calibración de sensibilidad de sensores bajo luz directa.

1 sesión Banco de Pruebas
FASE 5 Pendiente

Memoria

Elaboración de conclusiones y toma de fotos del prototipo.

1 sesión Documentación
Validación del Prototipo

10. Criterios de Aceptación

  • La estructura mecánica gira de forma fluida abarcando el rango de 360 grados en busca de la fuente de luz.
  • El sistema de doble eje ajusta simultáneamente la inclinación vertical y el azimut horizontal sin atascos mecánicos.
  • Los sensores LDR logran identificar desequilibrios lumínicos y ordenar el movimiento de los servos con precisión.
  • El prototipo funciona de manera completamente autónoma mediante la alimentación por baterías.
Estado: Aprobado por diseño 100% Conforme
Seguridad y Robustez

11. Riesgos y Precauciones

Oscilación constante (Jitter) en servos

Impacto: Los servos tiemblan continuamente al no encontrar un punto de equilibrio estático.

Mitigación: Configurar una banda muerta (margen de tolerancia matemática) en el código.

Exceso de peso sobre el eje horizontal

Impacto: Bloqueo o desgaste prematuro del servomotor principal de 360 grados.

Mitigación: Equilibrar simétricamente el peso de los paneles solares sobre el eje de rotación.

Tensión excesiva en cableado al girar 360°

Impacto: Rotura o arrancamiento de los cables de los sensores superiores.

Mitigación: Dejar suficiente holgura en bucle y guiar los cables por el centro del eje.