Сонячний реєстратор. Версія 1.0
Це пристрій був розроблений для виміру щоденної інсоляції. У пристрої застосовані мікроконтролер PIC18F458 і флеш-карта пам’яті MMC на 128 Мб. Сонячне випромінювання вимірюється сонячним елементом кишенькового мікрокалькулятора. Мікроконтролер управляє картою пам’яті через SPI інтерфейс. Інтервал між записами встановлений в одну хвилину. Мікроконтролер автоматично визначає наявність карти пам’яті, відкриває файл і починає запис. На РК-дисплеї в режимі реального часу індикується ім’я файлу, поточний номер запису та виміряне значення даних АЦП. Використання флеш-карти пам’яті дозволило реєструвати великий обсяг даних і швидко їх переглядати на персональному комп’ютері.
Реєстратор сонячної енергії з картою пам’яті 128 Мб
Показаний датчик, виготовлений з сонячного елемента мікрокалькулятора.
Введення
Для оцінки сонячної енергії в досліджуваній місцевості ми реєструємо інсоляцію (Вт/м2). На малюнку 2 представлений графік значень інсоляції на тимчасовій шкалі (інтервал 5 хв). Щоденна кількість сонячної енергії може бути легко обчислено інтегруванням графіка. Для точного вимірювання сонячного випромінювання ми використовуємо дорогі пірометри. Однак, для спрощення і здешевлення вимірювань, цілком можна обійтися невеликий осередком від калькулятора. Особливістю даного пристрою є використання PIC мікроконтролера і карти пам’яті Multimedia Card для вимірювання і зберігання даних.
Приклад графіка сонячного випромінювання за день. Повна інсоляція дорівнює 4777 Вт × час/м2.
Принципова схема
Принципова електрична схема пристрою показана на малюнку 3. Мікроконтролер PIC18F458 працює на тактовій частоті 4 МГц. Його висновки RC2 … RC5 використовуються для організації SPI інтерфейсу з картою MMC. Оскільки карта пам’яті харчується напругою +3.3 В, для трансляції рівнів від +5 В до +3.3 В ми використовували КМОП мікросхему CD4050. Команди передаються до карти через висновок RC5, тактовий сигнал – через висновок RC3, а дані з карти пам’яті зчитуються через RC4. Символьний РК-дисплей підключений до порту PORTB мікроконтролера в 4-бітному режимі. Мікросхема U2 TLV2451 використовується, як перетворювач струму в напругу. Вона перетворює струм короткого замикання сонячної батареї в напругу. За допомогою тріммера R5 можна узгодити розмах сигналу з 5-вольта діапазоном вхідних сигналів АЦП. Сигнал подається на аналоговий вхідний канал 0 мікроконтролера. Канал 1 використовується для підключення термістора. Мікросхема U4 є стабілізатором напруги +5 В. +3.3 В виходить з +5 В за рахунок падіння напруги на діодах D3 і D4.
Принципова схема.
Написи на схемі |
|
PIC loader |
PIC программатор |
Voltage Divider |
Дільник напруги |
Termisor |
Термістор |
Current-to-voltage converter |
Перетворювач струм-напруга |
Solar Cell Sensor |
Датчик – сонячний елемент |
Calculator Solar Cell |
Калькулятор сонячного елемента |
+9V DC Input |
Вхідна напруга +9 В |
MMC Socket |
Гніздо для карти пам’яті ММС |
Гніздо для карти пам’яті надано компанією з Китаю.
Термістор з’єднаний з аналоговим каналом 1.
Програма контролера знаходить картку пам’яті автоматично.
Коли карта пам’яті була вставлена в гніздо, програма привласнила новому файлу ім’я DATA_010, і почався запис. На індикаторі відображається номер поточного запису (00027) і значення сигналів на аналогових входах в реальному часі: канали 0, 1 і 2.
Перелік елементів
№ з / п | Кількість | Позначення | Значення |
1 | 1 | C1 | 0.1 |
2 |
2 |
C2, C3 |
30 пФ |
3 |
1 |
C4 |
10 мкФ |
4 |
1 |
C5 |
10 мкФ 16 В |
5 |
1 |
C6 |
1000 мкФ 16 В |
6 |
3 |
C7, C8, C9 |
0.1 мкФ |
7 |
2 |
C10, C11 |
0.1 мкФ |
8 |
3 |
D1, D3, D4 |
1N4148 |
9 |
1 |
D2 |
Сонячний елемент калькулятора |
10 |
1 |
D5 |
1N4007 |
11 |
1 |
J1 |
CON10AP |
12 |
1 |
J2 |
16×2 текстовий РК-дисплей |
13 |
2 |
J3, J4 |
CON2 |
14 |
1 |
J5 |
Гніздо карти MMC |
15 |
1 |
J6 |
Гніздо вхідного живлення +9 В |
16 |
3 |
R1, R2, R5 |
10 кОм |
17 |
2 |
R3, R4 |
4.7 кОм |
18 |
1 |
U1 |
PIC18F458 |
19 |
1 |
U2 |
TLV2451 |
20 |
1 |
U3 |
4050 |
21 |
1 |
U4 |
LM2490 |
22 |
1 |
Y1 |
4 МГц |
Автор: Немає даних
Зв’язок з автором: Немає даних
Веб сайт автора: Немає даних
Прислав: Немає даних
Джерело: http://www.rlocman.ru
Доп матеріали, файли до пристрою (схемі):
Ваш відгук