Παρακολούθηση έντασης ηλιακού φωτός: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Υπάρχουν πολλά έργα εκεί που βασίζονται στη θερμότητα ή το φως του ήλιου. Π.χ. το στέγνωμα φρούτων και λαχανικών. Ωστόσο, η ένταση του ηλιακού φωτός δεν είναι πάντα σταθερή και αλλάζει όλη την ημέρα.

Αυτό το έργο επιχειρεί να χαρτογραφήσει την ένταση του ήλιου καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας, περίπου 8 ώρες, και να καθορίσει εάν υπήρχαν παρατεταμένα χρονικά διαστήματα όπου ο ήλιος είχε εξαφανιστεί κάτω από πυκνά σύννεφα. Αυτό αποδεικνύεται πολύ κρίσιμο για ορισμένα έργα που εξαρτώνται από το χρόνο που περνά ένα αντικείμενο έξω, π.χ. αποξήρανση Αυτό μπορεί να σας βοηθήσει να επιβεβαιώσετε τις τιμές που βρίσκετε με το κύριο έργο.

Χρησιμοποιώντας τη λειτουργία καταγραφής στην εφαρμογή Arduino, θα μπορείτε να λάβετε μια ηλιακή ένταση κατά τη διάρκεια της ημέρας (ώρα). Επιπλέον, με την ολοκλήρωση των 8 ωρών, θα λάβετε μια λίστα με τις ώρες για τις οποίες η ένταση του ηλιακού φωτός ήταν κάτω από ένα ορισμένο όριο, το οποίο μπορείτε να ορίσετε.

Αυτές οι πληροφορίες μπορεί να αποδειχθούν πολύ χρήσιμες για μια ποικιλία έργων όπως η ηλιακή παρακολούθηση ή η διαχείριση φωτοβολταϊκών συστημάτων. Επιπλέον, λόγω της απλότητας της εγκατάστασης, μπορεί να ενσωματωθεί με σχεδόν οποιοδήποτε άλλο έργο. Το μόνο που απαιτείται είναι ένα Arduino, ένα μίνι ηλιακό πάνελ και δύο αντιστάσεις. Το μεγαλύτερο μέρος της επεξεργασίας και της άρσης βαρών γίνεται με τον κωδικό.

Προμήθειες

1) 1 x Arduino Uno/Nano (σύνδεσμος)

2) 1 x Μικρός ηλιακός πίνακας (σύνδεσμος)

3) 2 αντιστάσεις 3 x 330-ohm

Βήμα 1: Δημιουργία κυκλώματος

Δεδομένου ότι το Arduino κάνει το μεγαλύτερο μέρος της επεξεργασίας, το κύκλωμα είναι πολύ απλό.

Χρειάζεστε δύο αντιστάσεις με την ίδια τιμή. Θα ήταν καλύτερα αν η αντίσταση ήταν χαμηλότερη, περίπου 300 ohm ή λιγότερο. Αυτό θα χρησιμοποιηθεί για να γίνει ο δυνητικός διαιρέτης.

Μπορείτε να ακολουθήσετε το σχηματικό σχήμα που περιγράφεται στην παραπάνω εικόνα. Το πράσινο PCB αντιπροσωπεύει το ηλιακό κύτταρο. Η διασταύρωση μεταξύ των δύο αντιστάσεων θα συνδεθεί με την ακίδα Analog 0 του Arduino. Το κόκκινο σύρμα είναι ο θετικός ακροδέκτης του ηλιακού στοιχείου/πάνελ ενώ το μαύρο καλώδιο είναι ο αρνητικός ακροδέκτης του ηλιακού στοιχείου/πάνελ.

Βήμα 2: Εξηγώντας το κύκλωμα

Η τάση που παράγεται από τον ηλιακό πίνακα είναι ανάλογη με την ηλιακή ένταση. Στην πραγματικότητα, η τάση του ηλιακού συλλέκτη καταγράφεται με την πάροδο του χρόνου για να βοηθήσει στον προσδιορισμό της έντασης του φωτός.

Ωστόσο, υπό έντονο ηλιακό φως, η τάση ανοιχτού κυκλώματος ορισμένων ηλιακών συλλεκτών υπερβαίνει το όριο των 5V στην αναλογική ακίδα Arduino Uno. Επομένως, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα δυνητικό διαιρέτη για να μειώσετε την τάση στο μισό, ώστε να είναι ακόμα εντός του εύρους του Arduino.

Αυτό δεν θα επηρεάσει το γράφημα ή την τάση με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, θα είναι ακόμα σε θέση να συλλέξει τυχόν μεγάλες περιόδους θολότητας ή έλλειψης ηλιακού φωτός.

Βήμα 3: Ο κώδικας

Ο κώδικας μετρά την τάση του ηλιακού συλλέκτη κάθε 5 λεπτά για 8 ώρες. Η διάρκεια και η συχνότητα, ωστόσο, μπορούν να αλλάξουν εάν απαιτείται. Κάθε σημείο δεδομένων, που μετράται κάθε 5 λεπτά, σχεδιάζεται σε ένα γράφημα με το χρόνο. Αυτό μπορεί να γίνει με τη χρήση της σειριακής συνάρτησης plotter στο πρόγραμμα Arduino.

Στο τέλος της διάρκειας 8 ωρών, ο κώδικας διατρέχει όλα τα προηγούμενα σημεία δεδομένων και υπολογίζει έναν μέσο όρο. Στη συνέχεια, ο κωδικός τρέχει για να ελέγξει εάν υπάρχουν 2 συνεχόμενα σημεία (10 λεπτά) τα οποία είναι λιγότερα από το 60% της μέσης τάσης. Και πάλι αυτή η τιμή κατωφλίου μπορεί να αλλάξει εύκολα.

Τέλος, αν ανιχνεύσει 10 λεπτά συνεχόμενα χαμηλής τάσης έντασης του ήλιου, καταγράφει τον χρόνο στον οποίο συμβαίνει και εξάγει μια συστοιχία με όλες τις εμφανίσεις χαμηλού ηλιακού φωτός.

Ακολουθεί σύνδεσμος προς τον κώδικα σε φάκελο google drive: