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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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/*-----------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
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