Công cụ theo dõi cường độ ánh sáng mặt trời: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Có rất nhiều dự án ngoài kia dựa vào sức nóng hoặc ánh sáng của mặt trời. Ví dụ. sấy khô trái cây và rau quả. Tuy nhiên, cường độ ánh sáng mặt trời không phải lúc nào cũng không đổi và nó thay đổi trong ngày.

Dự án này cố gắng lập bản đồ cường độ mặt trời trong suốt cả ngày, khoảng 8 giờ và xác định xem có bất kỳ khoảng thời gian kéo dài nào mà mặt trời biến mất dưới những đám mây dày không. Điều này chứng tỏ rất quan trọng đối với một số dự án phụ thuộc vào thời gian một đối tượng ở bên ngoài, ví dụ: hút ẩm. Điều này có thể giúp chứng thực các giá trị bạn tìm thấy với dự án chính.

Sử dụng chức năng ghi nhật ký trên ứng dụng Arduino, bạn sẽ có thể nhận được biểu đồ cường độ mặt trời theo ngày (thời gian). Ngoài ra, khi hoàn thành 8 giờ, bạn sẽ nhận được danh sách thời gian cường độ ánh sáng mặt trời dưới ngưỡng nhất định mà bạn có thể đặt.

Thông tin này có thể rất hữu ích cho nhiều dự án như theo dõi năng lượng mặt trời hoặc quản lý hệ thống PV. Ngoài ra, do sự đơn giản của thiết lập, nó có thể được kết hợp với hầu hết các dự án khác. Tất cả những gì cần thiết là Arduino, một bảng năng lượng mặt trời mini và hai điện trở. Hầu hết các quá trình xử lý và nâng vật nặng được thực hiện bởi mã.

Quân nhu

1) 1 x Arduino Uno / Nano (liên kết)

2) 1 x Bảng điều khiển năng lượng mặt trời nhỏ (liên kết)

3) Điện trở 2 x 330-ohm

Bước 1: Xây dựng mạch

Vì Arduino thực hiện hầu hết các quá trình xử lý nên mạch rất đơn giản.

Bạn cần hai điện trở có cùng giá trị. Sẽ tốt hơn nếu điện trở thấp hơn, khoảng 300 ohms hoặc ít hơn. Điều này sẽ được sử dụng để làm cho dải phân cách tiềm năng.

Bạn có thể theo dõi sơ đồ chi tiết trong hình trên. PCB màu xanh lá cây đại diện cho pin mặt trời. Giao điểm giữa hai điện trở sẽ được kết nối với chân 0 Analog của Arduino. Dây màu đỏ là cực dương của pin / bảng điều khiển năng lượng mặt trời trong khi dây màu đen là cực âm của pin / bảng điều khiển năng lượng mặt trời.

Bước 2: Giải thích mạch

Điện áp được tạo ra bởi bảng điều khiển năng lượng mặt trời tỷ lệ với cường độ mặt trời. Vì vậy, thực tế điện áp của bảng điều khiển năng lượng mặt trời đang được lập biểu đồ theo thời gian để giúp xác định cường độ ánh sáng.

Tuy nhiên, dưới ánh sáng mặt trời, điện áp hở mạch của một số tấm pin mặt trời vượt quá giới hạn 5V trên chân tương tự Arduino Uno. Vì vậy, bạn phải sử dụng một bộ chia điện thế để cắt điện áp đi một nửa sao cho nó vẫn nằm trong phạm vi của Arduino.

Điều này sẽ không ảnh hưởng đến đồ thị hoặc xu hướng theo thời gian. Ngoài ra, nó sẽ vẫn có thể nhận được bất kỳ thời gian dài có mây hoặc thiếu ánh sáng mặt trời.

Bước 3: Mã

Mã đo điện áp của bảng điều khiển năng lượng mặt trời cứ sau 5 phút trong 8 giờ. Tuy nhiên, thời lượng và tần suất có thể được thay đổi nếu được yêu cầu. Mỗi điểm dữ liệu, được đo sau mỗi 5 phút, được vẽ trên biểu đồ theo thời gian. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng chức năng máy vẽ nối tiếp trên chương trình Arduino.

Vào cuối thời lượng 8 giờ, mã chạy qua tất cả các điểm dữ liệu trước đó và tính giá trị trung bình. Sau đó, mã chạy để kiểm tra xem có 2 điểm liên tiếp (10 phút) nhỏ hơn 60% điện áp trung bình hay không. Một lần nữa, giá trị ngưỡng này có thể được thay đổi dễ dàng.

Cuối cùng, nếu nó phát hiện ra điện áp thấp liên tục trong 10 phút của cường độ mặt trời, nó sẽ ghi lại thời gian mà nó xảy ra và xuất ra một mảng với tất cả các lần xuất hiện của ánh sáng mặt trời thấp.

Đây là liên kết đến mã trong thư mục google drive: