Регистратор солнечной энергии

Данное устройство используется для логгирования данных солнечной энергии и может применяться в различных комплексах, где используются солнечные батареи и модули. В качестве датчика используется обычный модуль солнечной батареи от старого калькулятора, а в качестве энергонезависимого устройства для хранения данных - MMC флэш-карта.

В качестве микроконтроллера используется PIC18F458. Флэш-карта: 128 МБайт Multimedia Memory Card, MMC. Обмен данными между PIC и MMC реализован при помощи SPI. Интервал измерений - 1 минута. В прошивке реализовано автоматическое обнаружение MMC-карты, создание файла на ней и последующая запись данных в него. На LCD-дисплее отображается имя файла, текущие данные солнечной энергии и данные АЦП в реальном времени.

Т.о. при помощи MMC-флэш-карты, данный логгер позволяет сохранять на ней огромный массив данных, с последующим их анализом на ПК.

Для оценки данных солнечной энергии, мы записываем интенсивность излучения (Ватт/м²). На рисунке выше изображен дневной график зависимости солнечного излучения от кол-ва измерений (интервал измерений - 5 минут). Всего измерений 4777.

В регистраторе используется МК PIC18F458 работающий на частоте 4 МГц. Порты SPI RC2-RC5 используются для интерфейса MMC-карты. Т.к в MMC-карте используются логические уровни +3.3 В, то для преобразования логических уровней МК +5В, используются ОУ CD4050. RC3 - тактовый сигнал. Данные с MMC считываются RC4.
LCD дисплей подключен к portB в 4-х битном режиме. U2 (TLV2451) - преобразователь ток-напряжение, от солнечного модуля. Подстройка R5 позволяет получить уровень +5 Вольт. Напряжение поступает на АЦП нулевого канала МК. Канал 1 микроконтроллера, может быть использован для подключения термистора. U4 - стабилизатор напряжения +5 Вольт. Диоды D3, D4 (КД522Б) служат для преобразования 5В -> 3.3 В.

Фотографии готового устройства:

Список используемых радиоэлементов:
C1 0.1
C2,C3 30pF
C4 10uF
C5 10uF 16V
C6 1000uF 16V
C7,C8,C9 0.1uF
C10,C11 0.1uF
D1,D3,D4 1N4148
D2 модуль солнечной батареи от калькулятора
D5 1N4007
J1 CON10AP
J2 16x2 текстовый LCD
J3,J4 разъемы
J5 разъем под MMC
J6 +9V DC input
R1,R2,R5 10K
R3,R4 4.7k
U1 PIC18F458
U2 TLV2451
U3 4050
U4 LM2490
Y1 4MHz

Оригинал статьи

Теги:

• SD card
• PIC
• Микроконтроллер
• Перевод