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# 빛 추적 스마트 전력 제어 시스템
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태양의 위치를 실시간으로 추적하여 태양광 발전 효율을 극대화하고, 사용자 제어 기반의 스마트 플러그를 통해 전력 소비를 관리하는 IoT 시스템
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CDS 센서로 빛이 강한 방향을 찾고, 모터로 태양광 패널 방향을 바꾸는 프로젝트입니다.
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STM32 쪽은 조도 측정과 패널 방향 제어를 맡습니다. Arduino 쪽은 서버 값을 읽어 LCD에 표시하고 릴레이로 콘센트를 제어합니다.
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## 프로젝트 개요
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## 기간
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빛 추적 스마트 전력 제어 시스템은 CDS 센서를 이용해 일조량을 측정하고 태양광 패널의 방향을 자동으로 조절하여 발전 효율을 높이는 동시에, 서버와 연동된 스마트 콘센트를 통해 전력 사용을 원격으로 제어하는 스마트 전력 제어 시스템입니다.
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- 2025.08.21 ~ 2025.08.25
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## 맡은 부분
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## 프로젝트 목표
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- STM32 회로 구성
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- CDS 센서 입력 처리
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- 패널 회전 로직 작성
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- ESP-01 WiFi 통신과 DB 저장 흐름 구성
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- CDS 센서를 이용한 실시간 일조량 측정
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- 모터 제어를 통한 태양광 패널 자동 방향 조정
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- 패널 방향, 조도, 발전량 데이터 서버 실시간 전송
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- 사용자 명령 기반 스마트 콘센트 개폐 제어
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- LCD를 통한 시스템 상태 시각화
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- 발전 효율 향상 및 에너지 소비 관리
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## 사용한 것
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- `C / C++`
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- `STM32 NUCLEO-F411RE`
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- `Arduino UNO`
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- `Raspberry Pi 5`
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- `MariaDB`
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- `ESP-01`
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- `HC-06`
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- `CDS Sensor`
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- `Step Motor`
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- `Relay`
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## 시스템 구성
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## 구성
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### 전체 구조
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- 태양광 발전부: STM32, CDS 센서, 스텝 모터, ESP-01
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- 서버: Raspberry Pi, MariaDB, PHP
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- 출력/제어부: Arduino UNO, LCD, 릴레이, Bluetooth
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- **태양광 발전부**
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- NUCLEO-F411RE
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- CDS 센서
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- 스텝 모터
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- ESP-01 (WiFi)
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## 동작
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- **서버**
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- Raspberry Pi 5
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- MariaDB
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- phpMyAdmin
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1. CDS 센서 값을 읽어 빛이 강한 방향을 찾습니다.
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2. STM32가 스텝 모터를 움직여 패널 방향을 바꿉니다.
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3. 조도, 패널 방향, 발전 전압 값을 WiFi로 서버에 보냅니다.
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4. 서버는 받은 값을 MariaDB에 저장합니다.
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5. Arduino는 서버 값을 읽어 LCD에 표시합니다.
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6. Bluetooth 명령으로 릴레이를 켜거나 끕니다.
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- **출력 및 사용자 제어**
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- Arduino UNO
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- LCD
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- 릴레이 모듈
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- HC-06 (Bluetooth)
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## 파일
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- `code/suntrack_plugcontrol_arduino.ino`: Arduino 출력/릴레이 제어 코드
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- `8조_류균봉_서채건_빛 추적 스마트 전력 제어 시스템 ppt.pdf`: 발표 자료
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## 동작 방식
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## 메모
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1. CDS 센서로 일조량 측정
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2. 최적의 태양 방향으로 모터 제어
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3. 조도 값, 패널 방향, 발전 전압을 WiFi로 서버에 전송
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4. Raspberry Pi에서 데이터 수신 후 DB 저장
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5. Arduino가 서버에 주기적으로 데이터 요청
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6. LCD에 발전 상태 및 콘센트 상태 출력
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7. 사용자가 스마트폰으로 명령 입력 → 콘센트 제어
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## 사용 기술 스택
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### Hardware
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- NUCLEO-F411RE
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- Arduino UNO
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- Raspberry Pi 5
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- CDS Sensor
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- Step Motor
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- Relay Module
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- LCD
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- ESP-01, HC-06
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### Software
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- C / C++
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- MariaDB
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- phpMyAdmin
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- Serial / UART / I2C / ADC
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- WiFi & Bluetooth 통신
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## 데이터 관리
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- 센서 데이터 및 상태 정보는 MariaDB에 실시간 저장
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- 서버에서 데이터 시각화 가능
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- 발전량 및 패널 방향 추이 분석 가능
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## 한계 및 개선 사항
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- 패널 회전 시 전압 강하로 조도 신뢰도 저하 → 전원 분리로 부분 개선
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- ESP-01 통신 안정성 문제 → 전용 타이머 사용 및 논블로킹 처리로 개선
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- 패널 회전 중 전압이 흔들려 조도값이 튈 수 있습니다.
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- ESP-01 통신은 응답 지연이 있어 제어 루프와 분리해서 처리해야 합니다.
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