Monitoramento dos parâmetros do painel solar usando Arduino

Existem Centrais Elétricas para Manutenção ou Monitoramento dos Circuitos de Energia ou Parâmetros relacionados ao Painel Solar. Parâmetros como Tensão, Temperatura, Intensidade de Luz e Corrente, que são importantes para monitorar. A monitorização destes parâmetros também é importante nos agregados familiares. Então, aqui discutimos como monitorar os parâmetros do painel solar. Para este projeto o leitor deve ter conhecimento sobre como começar com arduino e Interface LCD com Arduino.

Protótipo de monitor de parâmetros elétricos de painel solar baseado em Arduino

Figura 1: Protótipo de monitor de parâmetros elétricos de painel solar baseado em Arduino

Neste circuito todos os parâmetros estão na forma analógica. Precisamos apenas convertê-los em DigitalfForm e exibir esses valores digitais no LCD. Alguns circuitos adicionais também são necessários para uma medição adequada.

Diagrama de blocos do monitor de parâmetros elétricos do painel solar baseado em Arduino

Figura 2: Diagrama de blocos do monitor de parâmetros elétricos do painel solar baseado em Arduino

Medição de Tensão

A medição da tensão do painel solar é muito fácil, podendo chegar a 5 volts. Mas se quisermos medir mais de 5 volts, teremos que usar alguns circuitos adicionais como o Divisor de Tensão. Este circuito muda de acordo com a Tensão, o que significa Quanta Tensão temos que Medir.

Suponhamos que se quisermos medir 5 volts, não haverá necessidade de nenhum circuito adicional. Basta conectar a tensão de saída do painel solar ao pino analógico do Arduino e converter em resultado digital e exibir no LCD ou computador.

E suponha que se você quiser medir até 10 volts, terá que usar o circuito fornecido.

Diagrama de circuito do voltímetro digital baseado em Arduino

Figura 3: Diagrama de circuito do voltímetro digital baseado em Arduino

Para medir a tensão temos que seguir a fórmula fornecida:

Tensão = (Valor analógico / fator do resistor) * Tensão de referência

Onde:

Valor analógico = saída analógica do divisor de tensão

Fator de resistor = 1023,0/(R2/R1+R2)

Tensão de referência = 5 volts

E vamos supor:

R1 = 1K

R2=1K

Fator de resistor= 1023,0 * (1000/1000+1000)

Fator de resistor = 1023,0 * 0,5

Fator de resistor = 511,5 para até 10 volts e para mais consulte a tabela fornecida.

Tabela mostrando relações de resistores para medição de tensão

Figura 4: Tabela mostrando relações de resistores para medição de tensão

Medição de intensidade luminosa

A Intensidade de Luz também é de fácil execução no projeto assim como a Medição de Tensão. Para a intensidade da luz primeiro temos que usar o divisor de tensão e depois medir a tensão. Posteriormente através de alguns cálculos obteremos o Resultado da Intensidade da Luz.

Aqui vamos mostrar como fazer isso:

Para isso temos que utilizar o LDR, (Light Dependent Register) que é muito comum e facilmente disponível no mercado.

Agora você pode ver a parte Diagrama de Circuito para Medição de Intensidade de Luz.

Diagrama de circuito do medidor de intensidade de luz baseado em Arduino

Figura 5: Diagrama de circuito do medidor de intensidade de luz baseado em Arduino

Aqui estamos usando um resistor de 3,3K ohm e um LDR conectados entre si e os pontos médios são usados ​​como saída. À medida que a luz incide no LDR, a resistência do LDR diminui, devido à qual a Tensão Analógica é gerada, posteriormente aplique esta Tensão ao Arduino.

A relação entre RL (LDR) e intensidade de luz (Lux) é dada abaixo:

R$=500/Lux

A tensão de saída deste circuito pode ser calculada usando a fórmula fornecida.

Vout= 5 * RL / (RL+3,3)

Onde RL é a resistência de carga (a resistência LDR varia de acordo com a intensidade da luz).

Agora, usando a fórmula dada, podemos calcular a intensidade da luz em lux (onde lux é a unidade de intensidade da luz).

Lux= (2500 / Vout – 500) / 3,3

Medição de temperatura, circuito e componente

Medição de temperatura

Para medir a temperatura aqui usamos lm35 que fornece 10 mV para cada 1 grau Celsius. O circuito é simples para isso.

Diagrama de circuito do termômetro digital baseado em Arduino

Figura 6: Diagrama de circuito do termômetro digital baseado em Arduino

Usando a fórmula dada, podemos calcular a temperatura em graus Celsius:

Temperatura=Valor analógico*(5,0/1023,0)*100;

Onde, 5 é a tensão de referência.

O circuito

As conexões LCD são exibidas no circuito. Consulte a guia do diagrama de circuito para obter o circuito.

Componentes usados

1. Arduíno

2. Painel Solar

3.LM35

4. LDR

5.LCD 16×2

6. Resistores

7. Conectando fios

8. Fonte de alimentação

Código-fonte do projeto

###

/*-----------Solar energy measurment Using Arduino---------*/
/*--------------------By Saddam Khan-----------------------*/
/*-------------------Engineers Garage----------------------*/
#include
#define sensor A0
#define VOLT A1
#define LUX A3
LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7);
float Temperature, temp, volt, volts,lux,Temp;
int temp1, value;
byte degree(8) =
              {
                0b00011,
                0b00011,
                0b00000,
                0b00000,
                0b00000,
                0b00000,
                0b00000,
                0b00000
              };
void setup 
{
  lcd.begin(16,2);
  lcd.createChar(1, degree);
  Serial.begin(9600);
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("  Soler Energy  ");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("  Measurement   ");
  delay(2000);
  lcd.clear ;
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print(" By Saddam Khan ");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("ENGINEERS GARAGE");
  delay(2000);
  lcd.clear ;
}
void loop 
{
  /*---------Temperature-------*/
     float reading=analogRead(sensor);
     Temperature=reading*(5.0/1023.0)*100;
     delay(10);
    
  /*---------Voltage----------*/

  temp1=analogRead(VOLT);
  volts= (temp1/511.5)*5;
  delay(10);
  /*-----Light Intensity------*/

   value=analogRead(LUX);
   volt=(value/1023.0)*5;
   lux=((2500/volt)-500)/3.3;
   delay(10);

  /*------Display Result------*/
    lcd.clear ;
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("T:");
    lcd.print((int)analog_value);
    lcd.write(1);
    lcd.print("C");
  
    lcd.setCursor(8,0);
    lcd.print("V:");
    lcd.print(volts);
  
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Intens: ");
    lcd.print((int)lux);
    lcd.print(" Lux");
 
 
   Serial.println((int)Temp);
   Serial.println(volts);
   Serial.println((int)lux);
   delay(500);
}
###

Diagramas de circuito

Diagrama de circuito-Monitor de parâmetros elétricos baseado em painel solar baseado em Arduino

Vídeo do projeto

https://www.youtube.com/watch?v=CzqaSPdQpgQ

https://www.youtube.com/watch?v=SUq2XL3mb00

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