Եղանակային կայան ՝ տվյալների մուտքագրմամբ. 7 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Այս խրատելիքում ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես ինքներդ եղանակային կայանների համակարգ պատրաստել: Ձեզ անհրաժեշտ է միայն էլեկտրոնիկայի, ծրագրավորման և մի փոքր ժամանակի հիմնական գիտելիքներ:

Այս նախագիծը դեռ պատրաստման փուլում է: Սա միայն առաջին մասն է: Թարմացումները կբեռնվեն հաջորդ մեկ կամ երկու ամսվա ընթացքում:

Եթե ունեք որևէ հարց կամ խնդիր, կարող եք կապվել ինձ իմ փոստով ՝ [email protected]: DFRobot- ի տրամադրած բաղադրիչները

Այսպիսով, եկեք սկսենք

Քայլ 1: Նյութեր

Այս նախագծի համար գրեթե բոլոր անհրաժեշտ նյութերը կարելի է գնել առցանց խանութից ՝ DFRobot

Այս նախագծի համար մեզ անհրաժեշտ կլինի.

-Եղանակային կայանի հավաքածու

-Arduino SD քարտի մոդուլ

-SD քարտ

-Արևային էներգիայի կառավարիչ

-5V 1A արեւային վահանակ

-Որոշ նեյլոնե մալուխների կապեր

-տեղադրման հավաքածու

-LCD էկրան

-Գրատախտակ

- լիոնի մարտկոցներ (ես օգտագործել եմ Sanyo 3.7V 2250mAh մարտկոցներ)

-Անջրանցիկ պլաստիկ միացման տուփ

-Որոշ լարեր

-Դիմադրիչներ (2x 10kOhm)

Քայլ 2: Մոդուլներ

Այս նախագծի համար ես օգտագործեցի երկու տարբեր մոդուլներ:

Արևային էներգիայի կառավարիչ

Այս մոդուլը կարող է սնուցվել երկու տարբեր աղբյուրներով ՝ 3.7 Վ մարտկոցով, 4.5 Վ - 6 Վ արևային վահանակով կամ USB մալուխով:

Այն ունի երկու տարբեր ելքեր: 5V USB ելք, որը կարող է օգտագործվել Arduino- ի կամ այլ կարգավորիչի մատակարարման և 5V կապի համար `տարբեր մոդուլներ և տվիչներ սնուցելու համար:

Տեխնիկական պայմաններ.

• Արևի մուտքի լարման (SOLAR IN) `4.5V ~ 6V
• Մարտկոցի մուտքագրում (BAT IN) ՝ 3.7V Մեկ բջջային Li-polymer/Li-ion
• Մարտկոցի լիցքավորման հոսանք (USB/SOLAR IN)
• Լիցքավորման անջատիչ լարման (USB/SOLAR IN) `4.2V ± 1%
• Կարգավորվող սնուցման աղբյուր `5V 1A
• Կարգավորվող էներգիայի մատակարարման արդյունավետություն (3.7V BAT IN). 86%@50%Բեռ
• USB/արևային լիցքավորման արդյունավետություն. 73%@3.7V 900mA BAT IN

SD մոդուլ

Այս մոդուլը լիովին համատեղելի է Arduino- ի հետ: Այն թույլ է տալիս ձեր նախագծին ավելացնել զանգվածային պահեստավորում և տվյալների մուտքագրում:

Ես այն օգտագործել եմ 16 ԳԲ SD քարտով եղանակային կայանից տվյալներ հավաքելու համար:

Տեխնիկական պայմաններ.

• Կոտրեք տախտակը ստանդարտ SD քարտի և Micro SD (TF) քարտի համար
• Պարունակում է ֆլեշ քարտի բնիկը ընտրելու անջատիչ
• Նստում է անմիջապես Arduino- ի վրա
• Օգտագործեք նաև այլ միկրոկոնտրոլերների հետ

Քայլ 3: Եղանակային կայանի հավաքածու

Այս նախագծի հիմնական բաղադրիչը եղանակային կայանների հավաքածուն է: Այն սնուցվում է Arduino- ի 5V- ով կամ կարող եք նաև օգտագործել արտաքին 5V սնուցման աղբյուր:

Այն ունի 4 կապում (5V, GND, TX, RX): TXD տվյալների պորտը օգտագործում է 9600 բիթ / վրկ:

Եղանակի կայանների հավաքածուն բաղկացած է.

• Անեմոմետր
• Քամու թև
• Անձրևի դույլ
• Սենսորային տախտակ
• Չժանգոտվող պողպատից գամասեղ (30CM) (11.81 ")
• Բաղադրիչ փաթեթ

Այն կարող է օգտագործվել չափելու համար.

• Քամու արագություն
• Քամու ուղղություն
• Տեղումների քանակը

Այն ունի խոնավության և ջերմաստիճանի տվիչ, որը կարող է նաև չափել բարոմետրիկ ճնշումը:

Անեմոմետրը կարող է չափել քամու արագությունը մինչև 25 մ/վրկ: Քամու ուղղությունը ցուցադրվում է աստիճաններով:

Այս հավաքածուի և նմուշի ծածկագրի մասին լրացուցիչ տեղեկություններ կարելի է գտնել ՝ DFRobot վիքիում

Քայլ 4. Ինչպես հավաքել եղանակային կայանի հավաքածուն

Այս հավաքածուի հավաքումը բավականին հեշտ է, բայց հավաքման մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար դիտեք ձեռնարկ, թե ինչպես հավաքել այս հավաքածուն:

Ուսուցում. Ինչպես հավաքել եղանակային կայանի հավաքածուն

Քայլ 5: Մատակարարում և բնակարան

Մարտկոց:

Այս նախագծի համար ես օգտագործել եմ 3.7 Վ լիթիոնային մարտկոցներ: Այս մարտկոցներից 5 անգամ պատրաստել եմ մարտկոցի փաթեթ: Յուրաքանչյուր մարտկոց ունի մոտ 2250 մԱ / ժ, այնպես որ 5x տուփը տալիս է մոտ 11250 mAh, երբ զուգահեռաբար միացված է:

Միացում. Ինչպես նշեցի, ես միացրի մարտկոցները զուգահեռաբար, քանի որ զուգահեռաբար դուք պահում եք սկզբնական լարումը, բայց ձեռք բերում մարտկոցի ավելի մեծ հզորություն: Օրինակ. Եթե ունեք երկու 3.7 Վ 2000 մԱ / ժ մարտկոց և դրանք զուգահեռաբար միացնում եք, կստանաք 3.7 Վ և 4000 մԱ / ժ:

Եթե ցանկանում եք ավելի մեծ լարման հասնել, ապա դրանք պետք է միացնեք շարքով: Օրինակ. Եթե միացնեք երկու 3.7 Վ 2000 մԱ / ժ մարտկոց, ապա կստանաք 7, 4 Վ և 2000 մԱ / ժ:

Արեւային վահանակ:

Ես օգտագործել եմ 5V 1A արեւային վահանակ: Այս վահանակն ունի մոտ 5 Վտ ելքային հզորություն: Ելքային լարումը բարձրանում է մինչև 6 Վ: Երբ ես փորձարկեցի վահանակը ամպամած եղանակին, դրա ելքային լարումը մոտ 5.8-5.9 Վ էր:

Բայց եթե ցանկանում եք այս եղանակային կայանն ամբողջությամբ ապահովել արևային էներգիայով, ապա պետք է ավելացնել 1 կամ 2 արևային վահանակ և կապարաթթու մարտկոց կամ այլ բան էներգիա պահելու և կայան մատակարարելու համար, երբ արև չկա:

ԲՆԱԿԱՐԱՆ:

Թվում է, թե բնակարանն այս համակարգի ամենակարևոր մասերից մեկն է, քանի որ այն պաշտպանում է կենսական բաղադրիչները արտաքին տարրերից:

Այսպիսով, ես ընտրում եմ անջրանցիկ պլաստիկ միացման տուփ: Այն բավականաչափ մեծ է, որպեսզի տեղավորի բոլոր բաղադրիչները ներսում: Այն մոտ 19x15 սմ է:

Քայլ 6: Էլեկտրամոնտաժ և ծածկագիր

Arduino:

Բոլոր բաղադրիչները կապված են Arduino- ի հետ:

-SD մոդուլ.

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• MOSI -> թվային կապ 9
• MISO -> թվային կապ 11
• SCK -> թվային կապ 12
• SS -> թվային փին 10

Եղանակային կայանի տախտակ.

• 5V -> 5V
• GND -> GND
• TX -> RX Arduino- ում
• RX -> TX Arduino- ում

Մարտկոցի տուփը միացված է անմիջապես էներգիայի կառավարիչին (մարտկոցի 3.7 Վ մուտքագրում): Ես նաև մարտկոցից միացրի Arduino- ի անալոգային քորոցին `լարման մոնիտորինգի համար:

Արևային վահանակը միացված է անմիջապես այս մոդուլին (արևային մուտք): Արևային վահանակը միացված է նաև լարման բաժանարարին: Լարման բաժանարար ելքը միացված է Arduino- ի A1 անալոգային կապին:

Ես նաև միացա, որպեսզի դուք կարողանաք միացնել LCD էկրանը դրա վրա `լարումը ստուգելու համար: Այսպիսով, LCD- ը միացված է 5V- ին, GND- ը և SDA- ն LCD- ից անցնում են SDA- ին Arduino- ում և նույնը `SCK կապով:

Arduino- ն միացված է էներգիայի կառավարման մոդուլին USB մալուխով:

ԿՈԴ:

Այս եղանակային կայանի ծածկագիրը կարելի է գտնել DFRobot վիքիում: Ես նաև կցեցի իմ ծածկագիրը բոլոր արդիականացումներով:

-Եթե ցանկանում եք քամու ճիշտ ուղղություն ստանալ ձեր դիրքի համար, ապա պետք է ձեռքով փոխեք ծրագրում նվազման արժեքները:

Այսպիսով, բոլոր տվյալները պահվում են txt ֆայլում, որը կոչվում է test: Եթե ցանկանում եք, կարող եք վերանվանել այս ֆայլը: Ես գրում եմ բոլոր հնարավոր արժեքները եղանակային կայանից և այն գրում է նաև մարտկոցի լարման և արևի լարման մեջ: Այսպիսով, դուք կարող եք տեսնել, թե ինչպես է մարտկոցի սպառումը:

Քայլ 7 Լարման չափում և փորձարկում

Իմ նախագծի համար անհրաժեշտ էր մարտկոցի և արևային վահանակի լարման մոնիտորինգ կատարել:

Մարտկոցի լարման վերահսկման համար ես օգտագործեցի անալոգային քորոց: Ես միացրել եմ + մարտկոցից անալոգային կապ A0 և - մարտկոցից GND- ին Arduino- ում: Mրագրում ես օգտագործել եմ «analogRead» գործառույթը և «lcd.print ()» ՝ LCD- ում լարման արժեքը ցուցադրելու համար: Երրորդ նկարը ցույց է տալիս մարտկոցի լարումը: Ես չափեցի այն Arduino- ով և նաև բազմաչափով, որպեսզի կարողանայի համեմատել արժեքը: Այս երկու արժեքների միջև տարբերությունը մոտ 0.04 Վ էր:

Քանի որ արևային վահանակից ելքային լարումը 5 Վ -ից մեծ է, ինձ անհրաժեշտ է լարման բաժանարար դարձնելու համար: Անալոգային մուտքը կարող է տանել առավելագույնը 5 Վ մուտքային լարման: Ես այն պատրաստել եմ երկու 10kOhm ռեզիստորով: Երկու հավասարաչափ արժեք ունեցող ռեզիստորի օգտագործումը լարումը բաժանում է ուղիղ կեսի: Այսպիսով, եթե դուք միացնում եք 5 Վ, ելքային լարումը կլինի մոտ 2,5 Վ: Այս լարման բաժանարարը առաջին նկարի վրա է: LCD- ի և բազմիմետրի վրա լարման արժեքի միջև տարբերությունը մոտ 0.1-0.2 Վ էր

Լարման բաժանարար ելքի համար հավասարումը հետևյալն է `Vout = (Vcc*R2)/R1+R2

Փորձարկում

Երբ ես ամեն ինչ միացրեցի և բոլոր բաղադրիչները փաթեթավորեցի բնակարանի մեջ, ինձ անհրաժեշտ էր արտաքին փորձարկում կատարել: Այսպիսով, ես դուրս բերեցի եղանակային կայանը `տեսնելու, թե ինչպես է այն աշխատելու իրական արտաքին պայմաններում: Այս թեստի հիմնական նպատակն էր տեսնել, թե ինչպես են մարտկոցները կաշխատեն կամ որքան կբեռնաթափվեն այս փորձարկման ընթացքում: Երբ արտաքին ջերմաստիճանը փորձարկվում էր մոտ 1 ° C դրսում և մոտ 4 ° C բնակարանի ներսում:

Մարտկոցի լարումը 3.58 -ից իջել է մոտ 3.47 -ի հինգ ժամվա ընթացքում: