Муфты электромонтажные от производителя Fucon

Солнечный регистратор. Версия 1.0

Wichit Sirichote

Это устройство было разработано для измерения ежедневной инсоляции. В устройстве применены микроконтроллер PIC18F458 и флеш-карта памяти MMC на 128 Мб. Солнечное излучение измеряется солнечным элементом карманного микрокалькулятора. Микроконтроллер управляет картой памяти через SPI интерфейс. Интервал между записями установлен в одну минуту. Микроконтроллер автоматически определяет наличие карты памяти, открывает файл и начинает запись. На ЖК-дисплее в режиме реального времени индицируется имя файла, текущий номер записи и измеренное значение данных АЦП. Использование флеш-карты памяти позволило регистрировать большой объем данных и быстро их просматривать на персональном компьютере.

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Регистратор солнечной энергии с картой памяти 128 Мб Датчик, изготовленный из солнечного элемента микрокалькулятора

Рисунок 1. Регистратор солнечной энергии с картой памяти 128 Мб. Справа показан датчик, изготовленный из солнечного элемента микрокалькулятора.

Введение

Для оценки солнечной энергии в исследуемой местности мы регистрируем инсоляцию (Вт/м2). На рисунке 2 представлен график значений инсоляции на временной шкале (интервал 5 мин). Ежедневное количество солнечной энергии может быть легко вычислено интегрированием графика. Для точного измерения солнечного излучения мы используем дорогие пирометры. Однако, для упрощения и удешевления измерений, вполне можно обойтись небольшой ячейкой от калькулятора. Особенностью данного устройства является использование PIC микроконтроллера и карты памяти Multimedia Card для измерения и хранения данных.

Пример графика солнечного излучения за день

Рисунок 2. Пример графика солнечного излучения за день. Полная инсоляция равна 4777 Вт×час/м2.

Принципиальная схема

Принципиальная электрическая схема устройства показана на рисунке 3. Микроконтроллер PIC18F458 работает на тактовой частоте 4 МГц. Его выводы RC2…RC5 используются для организации SPI интерфейса с картой MMC. Поскольку карта памяти питается напряжением +3.3 В, для трансляции уровней от +5 В к +3.3 В мы использовали КМОП микросхему CD4050. Команды передаются к карте через вывод RC5, тактовый сигнал – через вывод RC3, а данные из карты памяти считываются через RC4. Символьный ЖК-дисплей подключен к порту PORTB микроконтроллера в 4-битном режиме. Микросхема U2 TLV2451 используется, как преобразователь тока в напряжение. Она преобразует ток короткого замыкания солнечной батареи в напряжение. С помощью триммера R5 можно согласовать размах сигнала с 5-вольтовым диапазоном входных сигналов АЦП. Сигнал подается на аналоговый входной канал 0 микроконтроллера. Канал 1 используется для подключения термистора. Микросхема U4 является стабилизатором напряжения +5 В. +3.3 В получается из +5 В за счет падения напряжения на диодах D3 и D4.

Солнечный регистратор. V1.0.
Кликните для увеличения

Рисунок 3. Принципиальная схема.

Надписи на схеме

PIC loader

PIC программатор

Voltage Divider

Делитель напряжения

Termisor

Термистор

Current-to-voltage converter

Преобразователь ток-напряжение

Solar Cell Sensor

Датчик – солнечный элемент

Calculator Solar Cell

Калькулятор солнечного элемента

+9V DC Input

Входное напряжение +9 В

MMC Socket

Гнездо для карты памяти ММС

Объектный код в HEX-файле можно скачать здесь.

Гнездо для карты памяти Термистор соединен с аналоговым каналом 1.
Рисунок 4. Гнездо для карты памяти предоставлено компанией из Китая. Рисунок 5. Термистор соединен с аналоговым каналом 1.
Программа контроллера обнаруживает карту памяти автоматически. Когда карта памяти была вставлена в гнездо, программа присвоила новому файлу имя DATA_010, и началась запись
Рисунок 6. Программа контроллера обнаруживает карту памяти автоматически. Рисунок 7. Когда карта памяти была вставлена в гнездо, программа присвоила новому файлу имя DATA_010, и началась запись. На индикаторе отображается номер текущей записи (00 027) и значения сигналов на аналоговых входах в реальном времени: каналы 0, 1 и 2.

Перечень элементов

№ п/п Количество Обозначение Значение
1 1 C1 0.1

2

2

C2, C3

30 пФ

3

1

C4

10 мкФ

4

1

C5

10 мкФ 16 В

5

1

C6

1000 мкФ 16 В

6

3

C7, C8, C9

0.1 мкФ

7

2

C10, C11

0.1 мкФ

8

3

D1, D3, D4

1N4148

9

1

D2

Солнечный элемент калькулятора

10

1

D5

1N4007

11

1

J1

CON10AP

12

1

J2

16x2 текстовый ЖК-дисплей

13

2

J3, J4

CON2

14

1

J5

Гнездо карты MMC

15

1

J6

Гнездо входного питания +9 В

16

3

R1, R2, R5

10 кОм

17

2

R3, R4

4.7 кОм

18

1

U1

PIC18F458

19

1

U2

TLV2451

20

1

U3

4050

21

1

U4

LM2490

22

1

Y1

4 МГц

Перевод: Андрей Гаврилюк по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Solar Recorder. V1.0.

Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Интересный прибор. Следут отметить, что использовать его можно не только для регистрации соляризации, но и для других медленных процессов.
  • Автора статьи пошу откликнуться!Очень нужна помошь с этой схемой! По этой теме пишу диплом! Пожалуйста помогите!
  • Автор Wichit Sirichote. Это перевод статьи с сайта [url]www.kmitl.ac.th[/url]. Может вы расскажете в чем нужна помощь, в чем проблема и форумчане поделяться своими решениями и соображениями.
  • Дело в том что чем больше я углубляюсь в эту тему, тем больше вопросов у меня возникает!!!! Я пытаюсь проанализировать аналогичные приборы, но незнаю тех характеристик этого устройства(например, диапазон измерения мощности солнечного излучения). Дальше интересно на как было реализовано питание и какой размер ПП был взят.И естественно что с корпусом! Вообщем ЗАВАЛ:confused:
  • Я туплю по полной... В радиоэлектронике разбираюсь не очень, так что прошу вашей помощи. Хочу сделать подобную штуку, но показания считывать через arduino. В качестве датчика использую солнечную батарею от садового фонарика. Я так понимаю, что измерять надо ток, который выдает эта батарея? А то напряжение у нее совсем не малое, даже в пасмурную погоду. А ток выдает от 0 до 60мА в самую ясную погоду... В схеме указан TLV2541 как преобразователь ток-напряжение. Ясен пень, я его по месту нигде найти не могу. Пробовал LM358 - не получается. Выходит какая-то чушь - когда я кручу резистор R5 то никак не могу получить напряжение в 5В, и с ростом сопротивления напряжение падает, а должно быть ведь наоборот? Скоро должен прийти AD8541, может с ним что получится. В общем, мне надо этот ток от 0мА до 60мА более ли менее равномерно "размазать" в 0В - до 5В, чтобы я смог это измерять через Arduino. А еще, в схеме, которая приведена к статье, смущает, что фотомодуль одним концом подключается напрямую к земле... Я для питания применяю обычный блок питания 12DC 1A от сети 220В.
  • Спасибо за письмо в [COLOR="Black"]house4u[/COLOR],бомбят ,ну ничего,переживем. LM368 не подойдет,это усилитель мощности (тока),LM358 слабое выходное напряжение(до2.5v). AD8541 то ,что нужно,попытайтесь получить,потому,что переделка на другие микросхемы ,потянет изменение напряжение питания,и обвязку.
  • Рад, что вы в порядке. Попробую с AD8541. Мне действительно не понятно, можно ли фотомодуль замыкать на землю (от сетевого БП12В) как указано в схеме? И какая полярность подключения этого фотомодуля?
  • Вот немного теории
  • Спасибо. Более ли менее понятно. Вот схемка из даташина на AD8541 [url]http://www.rlocman.ru/forum/attachment.php?attachmentid=17222&stc=1&d=1413912092[/url] Что значит Vref = 2.5V ? И там еще написано про сильное смещение напряжения, но мне это ни о чем не говорит...
  • Vref-это опорное напряжение. По "русски"- любой полупроводниковый элемент ,имеет "мертвую" зону,в которой, не чувствует входной сигнал (напряжение от солнечного элемента). Для того, что-бы вывести микросхему в рабочий режим (что-бы измеряла низкие напряжения ,а так-же работала в линейной ВАХ,и ставится смещение ,то есть принудительно открывается вход микросхемы. Научным языком-это напряжение, которое является для микросхемы эталонным и с которым она сравнивает другие напряжения. Например в АЦП входное напряжение сравнивается с опорным и на основании этой разницы формируется соответствующий цифровой сигнал на выходе. А напряжение равное опорному кодируется как цифровой 0 (начало отсчёта) . Это напряжение НЕ ЯВЛЯЕТСЯ НАПРЯЖЕНИЕМ, ПОДАВАЕМЫМ НА МИКРОСХЕМУ В КАЧЕСТВЕ ПИТАНИЯ и может принимать абсолютно любые значения!! ! (в пределах допустимого конечно)
  • Спасибо, вроде как понятно... Я подключил сегодня AD8541 именно как показано схеме в статье автора. Т.е положительный вход [B]"3"[/B] заземлил, на [B]"V+[/B]" подал +5В а на [B]"V-"[/B] - землю. Т.е получается, что на данной схемы у AD8541 Vref = 0 ? Солнца, сегодня конечно не успел поймать, но вроде как ничего не поменялось. Когда меряю напряжение между Vout (на выходе из AD8541) и землей, то были значения близкие к напряжению солнечного модуля. Когда начал увеличивать R5 - то Vout упало, а не возросло (как ожидалось).
  • Давайте все по порядку,то есть вгоняем солнечную панель в те параметры ,которые заложены автором "При ярком солнечном свете он выдает мощность около 8 – 10 мВт, а именно напряжение 2,5 В, ток 4 мА." Вот Ваши пределы от 0 до 3 В при токе 4-5 мА.
  • Вроде заработало! Спасибо! Проблем было 2... 1 - нестабильное напряжение всей схемы (пальчиковый разъем мама-папа глючил) 2 - неправильное подключение полярности солнечной батареи. Как определить полярность солнечного модуля? В моем конкретном случае от модуля идет 2 провода: красный и черный с красной полоской. Подключаю красный щуп мультиметра к красному выводу панельки, а черный щуп к черному с красной полоской. Мультиметр показывает отрицательное напряжение и отрицательный ток. Вот я подумал, что красный провод это минус, а черный с красной полосой "+". В общем, я делал все как в детстве, когда определял полярность батареек. Но схема заработала, когда я красный провод (типа минус) подключил к "+", а черно-красный (типа плюс) - к земле. Ну и дальше, все как положено - регулируя R5 получилось повышать напряжение на выходе, вплоть до напряжения питания 4.9В И тут уже как положено Uвых=I*R5 P.S: Получится построить пару графиков - выложу здесь.
  • Интересно будет посмотреть.
  • Вот, что получилось. Данные еще не откалиброваны, но более ли менее. Картинка уже дает реальное представление, когда было солнце, а когда нет. По оси Y - мощность, а по оси X время с 8 утра до 17:00 26, 27 и 28 Октября.
  • ....мдааа, положение несолнично... :o :o :) :)
  • Как будет выглядеть график,: неделя-месяц-год (если можно хотя-бы только таблицу координат,я понимаю ,что показаний у Вас еще нет.
  • График будет строиться за день. По графику можно подсчитать, сколько суммарно упало в плоскости датчика, за день. Хотя, я это буду считать сразу на ходу... И потом можно хоть за месяц, хоть за год выдавать данные.
  • Друзья, у кого есть какие наработки по этой теме, присылайте, буду очень благодарен!
Полный вариант обсуждения »