Sistema Energetico Intelligente: Gestione della Batteria Alimentata da Sole Basata su Arduino

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Componenti hardware

Connessioni di sistema

1. Pannello Solare: Fornisce una corrente e una tensione stabili per caricare la batteria attraverso il convertitore step-down.
2. Batteria: Fornisce alimentazione a 12V all'Arduino, garantendone il funzionamento.
3. Arduino: Collegato al display tramite I2C per mostrare i dati in tempo reale dello stato della batteria e del carico.
4. Modulo INA226: Monitora la tensione, la corrente e la potenza sia della batteria che dei due carichi.

#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)
};

stringa di caratteri_V[10];
stringa di caratteri_I[10];
stringa di caratteri_W[10];
stringa di caratteri_X[10];

impostazione nulla()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(__FILE__);
  Serial.print("INA226_LIB_VERSION: ");
  Serial.println(INA226_LIB_VERSION);

  Inizio del filo();
  bool failed = false;
  for (int ID = 0; ID < INA_COUNT; ID++)
  {
    se (!INA[ID].begin() )
    {
      fallito = vero;
      Seriale.println(ID);
    }
    INA[ID].setMaxCurrentShunt(8, 0.01);
  }
  se (fallito)
  {
    Serial.println("Uno o più INA non sono riusciti a connettersi. Risolvi e riavvia");
    mentre (1);
  }

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

ciclo vuoto()
{
    float voltage = INA[0].getBusVoltage();
    dtostrf(voltage, 4, 3, string_V);  // Converti un numero in virgola mobile in una stringa, mantenendo tre cifre decimali
    stringa di caratteri_X[50];
    carattere str[50];
    sprintf(string_X, "page0.t10.txt=\"%s V\"\xff\xff\xff", string_V);  // Concatenando stringhe
    Serial.print(string_X);
    Seriale.print(str);
    ritardo(1000);
}

Caratteristiche

1. Monitoraggio della Batteria: Utilizza il modulo INA226 per monitorare in tempo reale la tensione, la corrente e la potenza della batteria e inviare i dati ad Arduino tramite comunicazione seriale.
2. Funzionalità di Visualizzazione: Mostra la tensione, la corrente e la potenza sia della batteria che del carico su uno schermo LCD tramite I2C.
3. Gestione del Carico: Il sistema utilizza Arduino per monitorare lo stato di due carichi e regola l'alimentazione in base ai dati recuperati dal modulo INA226.
4. Controllo Remoto: Il sistema può essere integrato in una piattaforma per smart home tramite IoT, consentendo il controllo remoto tramite un'app mobile per visualizzare i dati e regolare le impostazioni del sistema.

Casi d'uso

1. Monitoraggio Remoto della Batteria: Gli utenti possono monitorare lo stato di carica e i livelli di potenza della batteria, assicurandosi che i dispositivi operino all'interno di un intervallo di potenza ottimale.
2. Gestione del Carico: Adatto per case intelligenti o sistemi alimentati da energia solare, può monitorare più dispositivi di carico per garantire un funzionamento stabile.
3. Gestione Energetica Ecologica: Il sistema utilizza energia solare, riducendo la dipendenza dalle fonti energetiche tradizionali e migliorando la sostenibilità del sistema.

Sviluppo e Espansione Futuri

1. Espansione Multi-Funzione: Gli utenti possono aggiungere moduli sensoriali aggiuntivi, come sensori di temperatura, umidità e luce, per migliorare ulteriormente il monitoraggio ambientale.
2. Predizione e Regolazione Intelligente: Il sistema incorporerà la tecnologia AI per prevedere intelligentemente l'uso dell'energia, regolando le modalità di fornitura di energia per ottimizzare l'efficienza del sistema.
3. Gestione Solare Ottimizzata: Man mano che la tecnologia dei pannelli solari continua a migliorare, il sistema può integrare pannelli solari più efficienti per aumentare l'efficienza complessiva di ricarica e il tempo di utilizzo.
4. Gestione Multi-Dispositivo: Utilizzando piattaforme cloud e IoT, gli utenti possono gestire e monitorare più dispositivi, consentendo un controllo più ampio dei sistemi di smart home.

Conclusione