Inteligentny System Energetyczny: Zarządzanie Baterią zasilaną energią słoneczną na bazie Arduino

Komponenty sprzętowe

Połączenia systemowe

1. Panel słoneczny: Zapewnia stabilny prąd i napięcie do ładowania baterii przez przetwornicę obniżającą napięcie.
2. Bateria: Dostarcza zasilanie 12V do Arduino, zapewniając jego działanie.
3. Arduino: Połączone z wyświetlaczem przez I2C, aby pokazać dane w czasie rzeczywistym o stanie baterii i obciążenia.
4. Moduł INA226: Monitoruje napięcie, prąd i moc zarówno baterii, jak i dwóch obciążeń.

#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 niepowodzenie = false;
  dla (int ID = 0; ID < INA_COUNT; ID++)
  {
    if (!INA[ID].begin() )
    {
      failed = true;
      Serial.println(ID);
    }
    INA[ID].ustawMaksymalnyPrądShunt(8, 0.01);
  }
  jeśli (niepowodzenie)
  {
    Serial.println("Nie można połączyć się z jednym lub więcej INA. Napraw i uruchom ponownie");
    while (1);
  }

 Serial.println("\nID\tBUS\tSHUNT\tPRĄD\tMOC");
}

void loop()
{
    float voltage = INA[0].getBusVoltage();
    dtostrf(napięcie, 4, 3, string_V);  // Konwertuj liczbę zmiennoprzecinkową na łańcuch znaków, zachowując trzy miejsca po przecinku
    char string_X[50];
    char str[50];
    sprintf(string_X, "page0.t10.txt=\"%s V\"\xff\xff\xff", string_V);  // Łączenie łańcuchów znaków
    Serial.print(string_X);
    Serial.print(str);
    opóźnienie(1000);
}

Funkcje

1. Monitorowanie baterii: Używa modułu INA226 do monitorowania napięcia, prądu i mocy baterii w czasie rzeczywistym oraz przesyłania danych do Arduino za pomocą komunikacji szeregowej.
2. Funkcjonalność wyświetlacza: Wyświetla napięcie, prąd i moc zarówno baterii, jak i obciążenia na ekranie LCD za pomocą I2C.
3. Zarządzanie obciążeniem: System wykorzystuje Arduino do monitorowania stanu dwóch obciążeń i dostosowuje zasilanie na podstawie danych pobranych z modułu INA226.
4. Zdalne sterowanie: System może być zintegrowany z platformą inteligentnego domu za pomocą IoT, co umożliwia zdalne sterowanie przez aplikację mobilną w celu przeglądania danych i dostosowywania ustawień systemu.

Przypadki użycia

1. Zdalne monitorowanie baterii: Użytkownicy mogą monitorować stan ładowania baterii i poziomy mocy, zapewniając, że urządzenia działają w optymalnym zakresie mocy.
2. Zarządzanie obciążeniem: Odpowiednie dla inteligentnych domów lub systemów zasilanych energią słoneczną, może monitorować wiele urządzeń obciążeniowych, aby zapewnić stabilną pracę.
3. Przyjazne dla środowiska zarządzanie energią: System wykorzystuje energię słoneczną, zmniejszając zależność od tradycyjnych źródeł energii i poprawiając zrównoważony rozwój systemu.

Przyszły rozwój i ekspansja

1. Rozszerzenie wielofunkcyjne: Użytkownicy mogą dodać dodatkowe moduły czujników, takie jak czujniki temperatury, wilgotności i światła, aby jeszcze bardziej usprawnić monitorowanie środowiska.
2. Inteligentne przewidywanie i dostosowanie: System będzie wykorzystywał technologię AI do inteligentnego przewidywania zużycia energii, dostosowując tryby zasilania w celu optymalizacji wydajności systemu.
3. Optymalizowane zarządzanie energią słoneczną: W miarę jak technologia paneli słonecznych nadal się rozwija, system może integrować bardziej wydajne panele słoneczne, aby zwiększyć ogólną efektywność ładowania i czas użytkowania.
4. Zarządzanie wieloma urządzeniami: Dzięki wykorzystaniu platform chmurowych i IoT, użytkownicy mogą zarządzać i monitorować wiele urządzeń, co umożliwia szerszą kontrolę systemów inteligentnego domu.

Wniosek