Smart Energy System: Arduino-basiertes solarbetriebenes Batteriemanagement

Hardwarekomponenten

Systemverbindungen

1. Solarpanel: Stellt einen stabilen Strom und eine stabile Spannung zur Verfügung, um die Batterie über den Abwärtswandler aufzuladen.
2. Batterie: Versorgt das Arduino mit 12V Strom und sichert dessen Betrieb.
3. Arduino: Über I2C mit dem Display verbunden, um Echtzeitdaten zum Batteriestatus und zur Last anzuzeigen.
4. INA226 Modul: Überwacht die Spannung, den Strom und die Leistung sowohl der Batterie als auch der beiden Lasten.

#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)
};

Zeichenkette_V[10];
Zeichenkette_I[10];
Zeichenkette_W[10];
Zeichenkette_X[10];

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

  Wire.begin();
  bool fehlgeschlagen = false;
  für (int ID = 0; ID < INA_COUNT; ID++)
  {
    if (!INA[ID].begin() )
    {
      fehlgeschlagen = wahr;
      Serial.println(ID);
    }
    INA[ID].setMaxCurrentShunt(8, 0.01);
  }
  wenn (fehlgeschlagen)
  {
    Serial.println("Einer oder mehrere INAs konnten nicht verbunden werden. Beheben und neu starten.");
    während (1);
  }

 Serial.println("\nID\tBUS\tSHUNT\tCURRENT\tPOWER");
}

void-Schleife ()
{
    float spannung = INA[0].getBusVoltage();
    dtostrf(Spannung, 4, 3, string_V);  // Konvertiere eine Fließkommazahl in einen String und behalte drei Dezimalstellen bei
    Zeichenkette_X[50];
    Zeichen str[50];
    sprintf(string_X, "page0.t10.txt=\"%s V\"\xff\xff\xff", string_V);  // Strings verketten
    Serial.print(string_X);
    Serial.print(str);
    Verzögerung (1000);
}

Merkmale

1. Batterieüberwachung: Verwendet das INA226-Modul, um die Spannung, den Strom und die Leistung der Batterie in Echtzeit zu überwachen und die Daten über serielle Kommunikation an Arduino zu senden.
2. Anzeige-Funktionalität: Zeigt die Spannung, den Strom und die Leistung sowohl der Batterie als auch der Last auf einem LCD-Bildschirm über I2C an.
3. Lastmanagement: Das System verwendet Arduino, um den Status von zwei Lasten zu überwachen und die Stromversorgung basierend auf den Daten, die vom INA226-Modul abgerufen werden, anzupassen.
4. Fernbedienung: Das System kann über IoT in eine Smart-Home-Plattform integriert werden, wodurch eine Fernsteuerung über eine mobile App möglich ist, um Daten anzuzeigen und die Systemeinstellungen anzupassen.

Anwendungsfälle

1. Fernbatterieüberwachung: Benutzer können den Ladezustand und die Leistungsniveaus der Batterie überwachen, um sicherzustellen, dass die Geräte innerhalb eines optimalen Leistungsbereichs betrieben werden.
2. Lastmanagement: Geeignet für Smart Homes oder solarbetriebene Systeme, kann es mehrere Lastgeräte überwachen, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.
3. Umweltfreundliches Energiemanagement: Das System nutzt Solarenergie, reduziert die Abhängigkeit von traditionellen Energiequellen und verbessert die Nachhaltigkeit des Systems.

Zukünftige Entwicklung und Expansion

1. Multi-Funktions-Erweiterung: Benutzer können zusätzliche Sensor-Module, wie Temperatur-, Feuchtigkeits- und Lichtsensoren, hinzufügen, um die Umweltüberwachung weiter zu verbessern.
2. Intelligente Vorhersage und Anpassung: Das System wird KI-Technologie integrieren, um den Energieverbrauch intelligent vorherzusagen und die Stromversorgungsmodi anzupassen, um die Systemeffizienz zu optimieren.
3. Optimiertes Solar-Management: Da sich die Technologie der Solarpanels weiterhin verbessert, kann das System effizientere Solarpanels integrieren, um die gesamte Ladeeffizienz und Nutzungsdauer zu erhöhen.
4. Multi-Geräte-Management: Durch die Nutzung von Cloud-Plattformen und IoT können Benutzer mehrere Geräte verwalten und überwachen, was eine umfassendere Kontrolle über Smart-Home-Systeme ermöglicht.

Abschluss