簡介

這實(shí)際上不是任何產(chǎn)品或公共項(xiàng)目（！）-它是我設(shè)計(jì)用來幫助我評估太陽能電池板以及它們在何時(shí)工作的方式的給電池充電。通常，這需要大量的萬用表，如果您必須不斷更換面板，這會(huì)有些麻煩。因此，我決定建立一個(gè)可以幫助我的專業(yè)工具。這就是我想要的！

可攜帶！很難測試內(nèi)部的太陽能電池板

能夠登錄到SD卡進(jìn)行長期數(shù)據(jù)分析（稍后添加）

保持太陽能電池板電壓的跟蹤

》

保持電池電壓

保持流經(jīng)面板到充電器的電流量

我想過是否必須構(gòu)建此電池，有人可能會(huì)覺得我的筆記有用。但是，本文檔的主要目的是演示如何使用adafruit商店中隨附的機(jī)柜。

此設(shè)計(jì)適用于?6V面板，單個(gè)鋰聚合物電池和充電器。它可以很容易地適應(yīng)任何類型的面板和充電器，您只需要調(diào)整電阻分壓器等等！

請注意，該項(xiàng)目不是太陽能數(shù)據(jù)記錄器。您確實(shí)需要使用電池為它供電，這僅用于分析面板！

零件列表

Arduino，外殼和顯示器：

Adafruit Metro 328P（與Arduino Uno兼容）

Arduino的外殼

16x2 LCD

0.1“接頭和電位計(jì)與LCD配套使用，如果您從Adafruit商店購買，則包括在內(nèi)

數(shù)據(jù)記錄屏蔽或原型屏蔽（在本教程中我們實(shí)際上并未進(jìn)行任何數(shù)據(jù)記錄，因此，如果您只想查看而不跟蹤，則原型屏蔽就可以了。）

高級母跳線（您也可以只需使用普通線，但我們希望能夠輕松拆卸LCD。）

模擬電子設(shè)備！

3 x 10K電阻器

1 x 47K電阻

1 x 15K電阻

1 x 1.0K電阻

3 x 3.5mm接線端子

0.1 ohm（電流檢測）電阻器

8引腳DIP雙軌至軌輸入/輸出運(yùn)算放大器（TS922正常工作）

用于運(yùn)算放大器的8引腳DIP插座

3 x單聲道3.5毫米唱機(jī)插孔

3 x單聲道3.5毫米唱機(jī)插頭

然后，當(dāng)然是要記錄的東西。您可以替代其他類型的電池和充電器。

6V 1W太陽能電池板

Lipoly充電器

鋰聚合物電池

如果要將它帶到外面，則需要便攜式電源，我們喜歡AA的電源，但是如果不打算長時(shí)間使用，也可以使用9V。

6 x AA電池座

帶開關(guān)的9V座

9V電池夾

模擬物

有一些模擬的東西。最容易理解的兩個(gè)部分是由 R1 和 R2 和 R3 和 R4 制成的分壓器。 R1 和 R2 取6V太陽能電池板電壓并將其除以2（只需使R1 = R2），以使模擬轉(zhuǎn)換器的輸入低于3.3V。同樣， R3 和 R4 采用高達(dá)4.2V的限制電壓并將其除以3/5，以使其降至3.3V以下，因此我們可以跟蹤該電壓

更復(fù)雜的部分是用于測量電流消耗的運(yùn)算放大器。我們在太陽能電池板的負(fù)極線和地面之間插入一個(gè)0.1歐姆的電阻，這樣我們就可以通過測量跨過電阻的電流來測量流過電池板的電流。 1 A的電流變?yōu)?00mV（我們的面板的電流不能超過300mA，也就是30mV）。足夠低，不會(huì)影響太陽能電池板的充電能力。但是，30mV確實(shí)很低，這是我們期望的面板最大值。我們使用同相放大器將電壓放大到更大且更易于管理。特別是。該放大器將電壓乘以 1 + R6/R7 = 48x！這會(huì)將我們的30mV最大信號變?yōu)?.5V。我們不進(jìn)行更多放大的原因是，我希望能夠使用更大的面板，該面板可以提供500mA或更高的電流，因此會(huì)有一些裕量。

通常，我使用的電阻器在我的桌子上（0.1歐姆除外，這個(gè)值很重要），因此請隨時(shí)調(diào)整這些值。

如果我今天要構(gòu)建此項(xiàng)目，則應(yīng)使用合適的高端電流傳感器，例如精確的INA219，可以測量高壓，并且易于使用！

可悲的是，當(dāng)我最初設(shè)計(jì)此項(xiàng)目時(shí)，它并不在手邊

現(xiàn)在可以使用烙鐵了！這實(shí)際上是最煩人的部分。如果您不需要數(shù)據(jù)記錄-僅需LCD反饋，則將其焊接到Protoshield上會(huì)感到更加高興，因?yàn)橛懈嗟目臻g。單擊圖片以放大照片。要進(jìn)行焊接，我們在導(dǎo)線上彎曲并在鉗夾之前仔細(xì)焊接在一起。有時(shí)很難遵循，所以要慢慢檢查每一步的工作。

請注意，我們將 ARef 綁定到3.3v以獲得更穩(wěn)定的模擬讀數(shù)-特別是在使用電池時(shí)動(dòng)力的便攜式記錄儀！

套管

我將從準(zhǔn)備案件開始。對于底部，將部件咬合起來以覆蓋兩個(gè)孔。

放置Arduino，使其與安裝孔對齊。

附加！使用兩個(gè)螺釘，第三個(gè)螺釘不合適，因?yàn)锳rduino鉆頭太小。

LCD

從包裝中取出LCD。您將需要某種10K電位器。我們將使用一些插頭和高級插座跳線，但您可以跳過該部分而僅焊接直接導(dǎo)線。

將標(biāo)頭焊接進(jìn)去，然后裁剪未使用的數(shù)據(jù)引腳以避免混淆。

將LED背光燈線連接到LCD邏輯電源線。

接地RW引腳（未使用）。

并除去該引腳以及引腳＃1和＃2（它們靠近安裝柱，因此我們將進(jìn)行連接而不是針腳＃15和＃16）。

將10K電位器連接到5V，引腳3和接地。

和固定銷3。

現(xiàn)在，我們有從左到右使用的8個(gè)引腳：接地，電源，D7至D4，RS和EN。連接套接字。

并剪裁

LCD連接和測試

從接通電源開始，紅色變?yōu)? 5V，黑色變?yōu)榻拥?。在LCD教程中執(zhí)行測試以驗(yàn)證對比度電位計(jì)是否正常工作。

這樣連接其余電線：

EN→數(shù)字＃2

RS→數(shù)字＃3

D4→數(shù)字＃4

D5→數(shù)字＃5

D6→數(shù)字＃6

D7→數(shù)字＃7

然后嘗試通過上傳草圖將其顯示出來。即使它什么也不顯示，您也應(yīng)該使LCD正常工作。

下載：Project Zip 或 solartrack.ino | 在Github上查看

復(fù)制代碼

/*

Portable solar panel efficiency tracker. For testing out solar panels！

See https://learn.adafruit.com/portable-solar-charging-tracker for more information

Code is public domain， MIT License by Limor “Ladyada” Fried

*/

// include the library code：

#include

#include

// initialize the library with the numbers of the interface pins

LiquidCrystal lcd（2， 3， 4， 5， 6， 7 ）;

#define aref_voltage 3.3 // we tie 3.3V to ARef and measure it with a multimeter！

int lipoPin = 3; // the battery

float lipoMult = 1.666; // how much to multiply to get the original voltage

int PVPin = 2; // the cell

float PVMult = 2; // how much to multiply to get the original voltage

int currentPin = 1;

float currentMult = 208; // how much to multiply to get the original current draw

void setup（void） {

// We‘ll send debugging information via the Serial monitor

Serial.begin（9600）;

// set up the LCD’s number of rows and columns：

lcd.begin（16， 2）;

lcd.clear（）;

// Print a message to the LCD.

lcd.print（“Solar logger”）;

delay（2000）;

lcd.clear（）;

// If you want to set the aref to something other than 5v

analogReference（EXTERNAL）;

byte delta［8］ = {

B00000，

B00100，

B00100，

B01010，

B01010，

B10001，

B11111，

B00000

};

lcd.createChar（0， delta）;

}

void loop（void） {

int adcreading;

adcreading = analogRead（lipoPin）;

Serial.println（adcreading）;

float lipoV = adcreading;

lipoV *= aref_voltage;

lipoV /= 1024;

lipoV *= lipoMult;

lcd.clear（）;

Serial.print（“LiPo voltage = ”）;

Serial.println（lipoV）; // the raw analog reading

lcd.setCursor（0， 0）;

lcd.print（“LiPo=”）;

lcd.print（lipoV）;

lcd.print（‘ ’）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

adcreading = analogRead（PVPin）;

float PVV = adcreading;

PVV *= aref_voltage;

PVV /= 1024;

PVV *= PVMult;

lcd.print（（int）（（PVV-lipoV） * 1000）， DEC）; // in mV

lcd.print（“mV”）;

Serial.print（“PV voltage = ”）;

Serial.println（PVV）; // the raw analog reading

lcd.setCursor（0， 1）;

lcd.print（“PV=”）;

lcd.print（PVV）;

adcreading = analogRead（currentPin）;

float currentI = adcreading;

currentI *= aref_voltage;

currentI /= 1024;

currentI *= currentMult;

Serial.print（“Current （mA） = ”）;

Serial.println（currentI）; // the raw analog reading

lcd.print（“ I=”）;

lcd.print（（int）currentI）;

lcd.print（“mA”）;

delay（1000）;

}

/*

Portable solar panel efficiency tracker. For testing out solar panels！

See https://learn.adafruit.com/portable-solar-charging-tracker for more information

Code is public domain， MIT License by Limor “Ladyada” Fried

*/

// include the library code：

#include

#include

// initialize the library with the numbers of the interface pins

LiquidCrystal lcd（2， 3， 4， 5， 6， 7 ）;

#define aref_voltage 3.3 // we tie 3.3V to ARef and measure it with a multimeter！

int lipoPin = 3; // the battery

float lipoMult = 1.666; // how much to multiply to get the original voltage

int PVPin = 2; // the cell

float PVMult = 2; // how much to multiply to get the original voltage

int currentPin = 1;

float currentMult = 208; // how much to multiply to get the original current draw

void setup（void） {

// We‘ll send debugging information via the Serial monitor

Serial.begin（9600）;

// set up the LCD’s number of rows and columns：

lcd.begin（16， 2）;

lcd.clear（）;

// Print a message to the LCD.

lcd.print（“Solar logger”）;

delay（2000）;

lcd.clear（）;

// If you want to set the aref to something other than 5v

analogReference（EXTERNAL）;

byte delta［8］ = {

B00000，

B00100，

B00100，

B01010，

B01010，

B10001，

B11111，

B00000

};

lcd.createChar（0， delta）;

}

void loop（void） {

int adcreading;

adcreading = analogRead（lipoPin）;

Serial.println（adcreading）;

float lipoV = adcreading;

lipoV *= aref_voltage;

lipoV /= 1024;

lipoV *= lipoMult;

lcd.clear（）;

Serial.print（“LiPo voltage = ”）;

Serial.println（lipoV）; // the raw analog reading

lcd.setCursor（0， 0）;

lcd.print（“LiPo=”）;

lcd.print（lipoV）;

lcd.print（‘ ’）;

lcd.write（（uint8_t）0）;

adcreading = analogRead（PVPin）;

float PVV = adcreading;

PVV *= aref_voltage;

PVV /= 1024;

PVV *= PVMult;

lcd.print（（int）（（PVV-lipoV） * 1000）， DEC）; // in mV

lcd.print（“mV”）;

Serial.print（“PV voltage = ”）;

Serial.println（PVV）; // the raw analog reading

lcd.setCursor（0， 1）;

lcd.print（“PV=”）;

lcd.print（PVV）;

adcreading = analogRead（currentPin）;

float currentI = adcreading;

currentI *= aref_voltage;

currentI /= 1024;

currentI *= currentMult;

Serial.print（“Current （mA） = ”）;

Serial.println（currentI）; // the raw analog reading

lcd.print（“ I=”）;

lcd.print（（int）currentI）;

lcd.print（“mA”）;

delay（1000）;

}

機(jī)械

現(xiàn)在可以連接外部面板和電池等。接線端子還可以，但不是很優(yōu)雅。相反，我將使用可插拔連接器。音頻連接器在這里可以很好地工作，每個(gè)連接只需要2個(gè)引腳（接地和信號），因此3.5毫米單聲道耳機(jī)插頭和插孔是一種廉價(jià)且易于獲得的解決方案。一定要獲得面板安裝插孔！

從連接充電器輸出的JST電纜開始（以測量脂質(zhì)）。松開插頭，穿過電線，然后將每個(gè)引腳焊接到壓接處。通常，您應(yīng)始終使“套管”或“環(huán)”接地，并向“尖端”發(fā)出正信號。保持事物易于跟蹤！

壓接，確保不使電線短路。這可能有點(diǎn)挑戰(zhàn)，因此請使用萬用表進(jìn)行測試！

下一步，剝?nèi)iniB usb電纜，并拔出紅色和黑色電線。我們還使用一些熱縮來保護(hù)電纜的末端。

壓接

熱縮！

接下來是千斤頂。如圖所示，將任何絞合線連接到套管和末端連接。

我們喜歡熱收縮！

將插孔連接到端子塊。

在完成所有步驟之前，現(xiàn)在是測試的好時(shí)機(jī)！確認(rèn)從面板和鋰聚合物電池獲得了合理的電壓。如果您可以靠近窗戶，請查看是否可以給電池充電。

完成

當(dāng)然，我們希望將面板安裝插孔安裝在面板上。抓住盒子的末端。它是由ABS制成的。

意味著它們非常容易鉆孔或加工！

我們有一個(gè)標(biāo)簽制造商，所以我們做了漂亮的小標(biāo)簽！

另一個(gè)一側(cè)獲得了覆蓋Arduino電源和編程插槽的預(yù)切盒。

準(zhǔn)備出發(fā)！在這里，我展示了如何通過連接鱷魚皮來嘗試不同的面板。脂質(zhì)輸入來自充電器上的直通連接。當(dāng)面板為電池充電時(shí)，我可以跟蹤電壓和電流。

責(zé)任編輯：wv