Chytrý energetický systém: Řízení baterie napájené solární energií na bázi Arduino

Hardwarové komponenty

Systémová připojení

1. Solární panel: Poskytuje stabilní proud a napětí pro nabíjení baterie přes snižující měnič.
2. Baterie: Dodává 12V napájení pro Arduino, zajišťující jeho provoz.
3. Arduino: Připojeno k displeji přes I2C pro zobrazení dat v reálném čase o stavu baterie a zatížení.
4. Modul INA226: Monitoruje napětí, proud a výkon jak baterie, tak dvou zátěží.

#include "INA226.h"

#define INA_COUNT  4

// IIC Address Selection 
// A1 = 0  A0 = 0 ->0x40
// A1 = 0  A0 = 1 ->0x41
// A1 = 1  A0 = 0 ->0x44
// A1 = 1  A0 = 1 ->0x45
INA226 INA[INA_COUNT] =
{
  INA226(0x40),
  INA226(0x41),
  INA226(0x44),
  INA226(0x45)
};

char string_V[10];
char string_I[10];
char string_W[10];
char string_X[10];

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(__FILE__);
  Serial.print("INA226_LIB_VERSION: ");
  Serial.println(INA226_LIB_VERSION);

  Wire.begin();
  bool selhalo = false;
  pro (int ID = 0; ID < INA_COUNT; ID++)
  {
    if (!INA[ID].begin() )
    {
      selhalo = pravda;
      Serial.println(ID);
    }
    INA[ID].setMaxCurrentShunt(8, 0.01);
  }
  pokud (selhalo)
  {
    Serial.println("Jeden nebo více INA se nemohlo připojit. Opravte a restartujte");
    zatímco (1);
  }

 Serial.println("\nID\tSBĚRNICE\tSHUNT\tPROUD\tVÝKON");
}

void loop()
{
    float napětí = INA[0].getBusVoltage();
    dtostrf(voltage, 4, 3, string_V);  // Převést číslo s plovoucí desetinnou čárkou na řetězec, zachovat tři desetinná místa
    char string_X[50];
    char str[50];
    sprintf(string_X, "page0.t10.txt=\"%s V\"\xff\xff\xff", string_V);  // Spojování řetězců
    Serial.print(string_X);
    Serial.print(str);
    zpoždění(1000);
}

Vlastnosti

1. Monitorování baterie: Používá modul INA226 k monitorování napětí, proudu a výkonu baterie v reálném čase a odesílá data do Arduina přes sériovou komunikaci.
2. Funkce zobrazení: Zobrazuje napětí, proud a výkon jak baterie, tak zátěže na LCD displeji přes I2C.
3. Řízení zátěže: Systém používá Arduino k monitorování stavu dvou zátěží a upravuje napájení na základě dat získaných z modulu INA226.
4. Dálkové ovládání: Systém lze integrovat do platformy chytré domácnosti přes IoT, což umožňuje dálkové ovládání prostřednictvím mobilní aplikace pro zobrazení dat a úpravu nastavení systému.

Případy použití

1. Dálkové sledování baterie: Uživatelé mohou sledovat stav nabíjení baterie a úroveň napájení, což zajišťuje, že zařízení fungují v optimálním rozsahu napájení.
2. Správa zátěže: Vhodné pro chytré domácnosti nebo solární systémy, může monitorovat více zátěžových zařízení, aby zajistilo stabilní provoz.
3. Ekologicky šetrné řízení energie: Systém využívá solární energii, čímž snižuje závislost na tradičních zdrojích energie a zlepšuje udržitelnost systému.

Budoucí rozvoj a rozšíření

1. Víceúčelové rozšíření: Uživatelé mohou přidat další senzorové moduly, jako jsou teplotní, vlhkostní a světelné senzory, aby dále zlepšili monitorování prostředí.
2. Inteligentní predikce a úprava: Systém bude využívat technologii AI k inteligentnímu předpovídání spotřeby energie a úpravě režimů napájení za účelem optimalizace efektivity systému.
3. Optimalizovaná správa solární energie: Jak se technologie solárních panelů neustále zlepšuje, systém může integrovat efektivnější solární panely pro zvýšení celkové účinnosti nabíjení a doby používání.
4. Správa více zařízení: Využitím cloudových platforem a IoT mohou uživatelé spravovat a monitorovat více zařízení, což umožňuje širší kontrolu chytrých domácích systémů.

Závěr