Smart energisystem: Arduino-baserad solcellsdriven batterihantering

Hårdvarukomponenter

Systemanslutningar

1. Solpanel: Ger en stabil ström och spänning för att ladda batteriet via step-down-omvandlaren.
2. Batteri: Förser Arduino med 12V ström för att säkerställa dess drift.
3. Arduino: Ansluten till displayen via I2C för att visa realtidsdata om batteri- och belastningsstatus.
4. INA226-modul: Övervakar spänning, ström och effekt för både batteriet och de två belastningarna.

#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 failed = false;
  for (int ID = 0; ID < INA_COUNT; ID++)
  {
    if (!INA[ID].begin() )
    {
      failed = true;
      Serial.println(ID);
    }
    INA[ID].setMaxCurrentShunt(8, 0.01);
  }
  if (failed)
  {
    Serial.println("En eller flera INA kunde inte ansluta. Åtgärda och starta om");
    while (1);
  }

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

void loop()
{
    float voltage = INA[0].getBusVoltage();
    dtostrf(voltage, 4, 3, string_V);  // Konvertera ett flyttal till en sträng med tre decimaler
    char string_X[50];
    char str[50];
    sprintf(string_X, "page0.t10.txt=\"%s V\"\xff\xff\xff", string_V);  // Sammanfogar strängar
    Serial.print(string_X);
    Serial.print(str);
    delay(1000);
}

Funktioner

1. Batteriövervakning: Använder INA226-modulen för att övervaka spänning, ström och effekt för batteriet i realtid och skickar data till Arduino via seriell kommunikation.
2. Displayfunktionalitet: Visar spänning, ström och effekt för både batteri och last på en LCD-skärm via I2C.
3. Laststyrning: Systemet använder Arduino för att övervaka statusen för två laster och justerar strömförsörjningen baserat på data som hämtas från INA226-modulen.
4. Fjärrkontroll: Systemet kan integreras i en smart hemplattform via IoT, vilket möjliggör fjärrkontroll via en mobilapp för att visa data och justera systeminställningar.

Användningsfall

1. Fjärrövervakning av batteri: Användare kan övervaka batteriets laddningsstatus och effektnivåer, vilket säkerställer att enheter fungerar inom ett optimalt effektområde.
2. Laststyrning: Lämplig för smarta hem eller solcellsdrivna system, den kan övervaka flera lastanordningar för att säkerställa stabil drift.
3. Miljövänlig energihantering: Systemet använder solenergi, vilket minskar beroendet av traditionella energikällor och förbättrar systemets hållbarhet.

Framtida utveckling och utbyggnad

1. Flerfunktionsutbyggnad: Användare kan lägga till ytterligare sensormoduler, såsom temperatur-, fukt- och ljussensorer, för att ytterligare förbättra miljöövervakningen.
2. Intelligent förutsägelse och justering: Systemet kommer att integrera AI-teknik för att intelligent förutsäga energianvändning och justera strömförsörjningslägen för att optimera systemets effektivitet.
3. Optimerad solhantering: Eftersom tekniken för solpaneler fortsätter att förbättras kan systemet integrera mer effektiva solpaneler för att öka den totala laddningseffektiviteten och användningstiden.
4. Hantera flera enheter: Genom att utnyttja molnplattformar och IoT kan användare hantera och övervaka flera enheter, vilket möjliggör bredare kontroll av smarta hemsystem.

Slutsats