Реєстратор сонячної енергії

Цей пристрій використовується для логування даних сонячної енергії і може застосовуватися в різних комплексах, де використовуються сонячні батареї та модулі. В якості датчика використовується звичайний модуль сонячної батареї від старого калькулятора, а в якості енергонезалежного пристрою для зберігання даних - MMC флеш-карта.

В якості мікроконтролера використовується PIC18F458. Флеш-карта: 128 МБайт Multimedia Memory Card, MMC. Обмін даними між PIC і MMC реалізований за допомогою SPI. Інтервал вимірювань - 1 хвилина. У прошивці реалізовано автоматичне виявлення MMC-карти, створення файлу на ній та подальше записування даних у нього. На LCD-дисплеї відображається ім'я файлу, поточні дані сонячної енергії та дані АЦП в реальному часі.

Таким чином, за допомогою MMC-флеш-карти, цей логгер дозволяє зберігати на ній величезний масив даних, з подальшим їх аналізом на ПК.

Для оцінки даних сонячної енергії, ми записуємо інтенсивність випромінювання (Ватт/м²). На малюнку вище зображено денний графік залежності сонячного випромінювання від кількості вимірювань (інтервал вимірювань - 5 хвилин). Всього вимірювань 4777.

В реєстраторі використовується МК PIC18F458, що працює на частоті 4 МГц. Порти SPI RC2-RC5 використовуються для інтерфейсу MMC-карти. Оскільки в MMC-карті використовуються логічні рівні +3.3 В, то для перетворення логічних рівнів МК +5В, використовуються ОУ CD4050. RC3 - тактовий сигнал. Дані з MMC зчитуються RC4.
LCD дисплей підключений до portB в 4-бітному режимі. U2 (TLV2451) - перетворювач струм-напряження, від сонячного модуля. Налаштування R5 дозволяє отримати рівень +5 Вольт. Напруга надходить на АЦП нульового каналу МК. Канал 1 мікроконтролера, може бути використаний для підключення термістора. U4 - стабілізатор напруги +5 Вольт. Діоди D3, D4 (КД522Б) служать для перетворення 5В -> 3.3 В.

Фотографії готового пристрою:

Список використаних радіоелементів:
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 сонячної батареї від калькулятора
D5 1N4007
J1 CON10AP
J2 16x2 текстовий LCD
J3,J4 роз'єми
J5 роз'єм під MMC
J6 +9V DC вхід
R1,R2,R5 10K
R3,R4 4.7k
U1 PIC18F458
U2 TLV2451
U3 4050
U4 LM2490
Y1 4MHz

Оригінал статті