Arduino를 사용한 태양 전지판의 실시간 데이터 수집

이 프로젝트 정보

이 프로젝트는 전압, 전류 및 전력과 같은 PV 패널 특성의 실시간 모니터링을 위한 가상 계측의 저비용 방법을 제안합니다. 시스템 설계는 저가 Arduino 획득 보드를 기반으로 합니다. 수집은 저가의 전류 및 전압 센서를 통해 이루어지며 데이터는 PLX-DAQ 데이터 수집 매크로를 사용하여 Excel로 표시됩니다.

사용된 장비의 구조는 아래 그림과 같습니다. PV 전류 및 전압은 전류 및 전압 센서를 통해 얻습니다. 두 센서의 출력은 Arduino UNO 보드의 마이크로 컨트롤러로 전송됩니다. 수집 과정에서 수집된 데이터는 Excel 스프레드시트에 실시간으로 저장되고 표시됩니다.

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설명 동영상:

코드

Arduino 및 Excel을 사용한 태양 전지판의 실시간 데이터 수집Arduino

/************ ************************************************** ***************** 아부바크르 엘 함무미****************************** ***************************************************//* ************************************************** *************************** PROJECT :PV 패널 특성 계측 기능 :Arduino 및 Excel을 사용한 태양광 패널의 실시간 데이터 수집 ** ************************************************** ************************** * * 작성자 :Aboubakr El Hammoumi 날짜 :2018년 4월 5일 * * 이메일 :aboubakr.elhammoumi@usmba .ac.ma ********************************************** *****************************/*초기화 기능*/void setup() {//직렬 연결 설정// 직렬 포트를 열고 데이터 속도를 9600bps로 설정Serial.begin(9600);//저장된 모든 데이터 지우기 이미Serial.println("CLEARDATA");//열 머리글 정의(PLX-DAQ 명령)Serial.println("LABEL,t,voltage,current,power");}/*주 코드*/void loop() {//"B25 0 ~ 25V" 전압 센서를 사용하여 전압 측정//"INA169" 전류 센서를 사용하여 전류 측정//센서에서 전류 및 전압 읽기float 전압 =analogRead(A0)*5*5.0/1023; //PV 패널 전압부유 전류 =analogRead(A1)*5.0/1023; //PV 패널 전류부유 전력 =전압*전류; //PV 패널 전원//직렬 포트가 데이터를 Excel로 real-timeSerial.print("DATA,TIME,")로 보낼 수 있습니다. // PLX-DAQ commandSerial.print(전압); //전압을 직렬로 보낸다. portSerial.print(",");Serial.print(current); //현재를 직렬로 보냅니다. portSerial.print(",");Serial.println(power); // 직렬 포트에 전원을 보냅니다. portdelay(1000); //반복하기 전에 1초 동안 기다림}

회로도

전압 센서는 부하와 병렬로 배치됩니다. 현재 센서 모듈은 PV 패널의 양극과 부하의 양극 사이에 직렬로 배치됩니다. PLX-DAQ Excel 매크로는 Arduino 마이크로컨트롤러에서 Excel 스프레드시트로의 데이터 수집에 사용됩니다. 다운로드만 하면 됩니다. 설치 후 "PLX-DAQ Spreadsheet"라는 바로 가기가 있는 PC에 "PLX-DAQ"이라는 폴더가 자동으로 생성됩니다. 그런 다음 보드와 Excel 간의 통신을 설정하려면 스프레드시트를 열고 PLX-DAQ 창에서 연결 설정(전송 속도 및 포트)을 정의하기만 하면 됩니다. 아두이노 보드의 마이크로컨트롤러는 센서에 의해 측정된 PV 패널 출력 전압과 전류를 얻은 다음 출력을 계산합니다. 힘. Arduino 보드가 USB 케이블을 통해 컴퓨터에 연결되면 PLX-DAQ Excel 매크로를 실행하고 디스플레이 후 PLX-DAQ 창에서 Arduino 보드가 컴퓨터에 연결된 직렬 포트 및 Baud 속도(9600비트/초). PLX-DAQ 창에 정의된 Baud rate는 Arduino 보드에 내장된 프로그램 코드에서 사용하는 것과 같아야 합니다. 그 후 "연결"을 클릭하면 출력 데이터가 수집되어 Excel 스프레드시트에 실시간으로 표시됩니다. 광도는 0에서 330Ω 사이의 가변 저항을 수동으로 변경하여 구동됩니다(I-V 및 P-V 특성을 추적하기 위해). 일사계는 또한 빛 복사를 측정하는 데 사용됩니다(필요한 경우!). 마이크로컨트롤러는 매초마다 PV 전류, 전압 및 전력을 연속적으로 측정하도록 프로그래밍됩니다. 가상 계측으로 얻은 PV 패널의 I-V 및 P-V 특성은 아래 그림에 나와 있습니다. 아래 그림과 유사한 테스트 결과를 보여주지만 차이점은 각 측정 사이의 시간 간격으로 단계 크기를 1초에서 100ms로 줄입니다. 이 그림에서 볼 수 있듯이 기기 시스템에서 얻은 데이터의 부정확성으로 인해 I-V 및 P-V 곡선에 약간의 진동이 나타났습니다. 그러나 작은 단계 크기는 측정의 큰 샘플을 가져오고 따라서 우리에게 너무 많은 중요한 결과를 제공합니다. 결과적으로 작은 단계와 큰 단계 사이의 절충안이 필요합니다. 일반적으로 PV 특성의 정확한 변화를 기록하려면 더 작은 단계 크기를 사용하는 것이 좋습니다. 정확한 변경 사항이 염려되지 않고 기기 시스템을 더 빠르게 실행하려면 큰 단계 크기를 사용하십시오. PV 패널의 전류, 전압 및 전력에 대한 모니터링 테스트 결과는 아래 그림과 같습니다. 실험 결과로부터 PV 패널은 14.15V의 전압과 1.20A의 전류가 나타날 때 "15h14min02s"에서 최대 17.07W의 전력을 생산함을 알 수 있다. 이후 전압 18.23V, 전류 45.1mA일 때 출력 전력은 최소값 822.2mW가 되는 경향이 있다. 따라서 본 시스템은 실제 작동 조건에서 PV 패널 특성을 획득하기 위한 가상 계기와 같이 사용되므로 PV 시스템에 대한 현장 정기 모니터링 활동에도 사용할 수 있습니다.