Novinka:Solární wattmetr
(Kategorie: Konstrukce)
Napsal hns
01.01.1970

Kolega Hns vytvořil zajímavý solární wattmetr, který rádi publikujeme (název neznamená wattmetr napájený sluneční energií, ale wattmetr určený na měření dodávaného výkonu ze solárního panelu). Za zaslání konstrukce děkujeme!



Úvod (mard)

Konstrukce je to sice zajímavá, ale má jednu vadu na kráse - takto jí asi nebudete moci využít Důvodem je to, že kolega má v domě řízení jako na kosmické lodi, takže si svůj wattmetr připojil na vstup tohoto řízení (proto potřebuje předávat hodnotu napětí a proudu jako napěťový výstup 0-10V a dodávané watty zase počtem pulzů. Ale můžete se zapojením inspirovat a místo předávání údajů místnímu systému elektronického řízení třeba připojit jednoduše LCD zobrazovač. Zapojení je rozumné, jediné, co mě překvapilo je použití toho DC-DC měniče. Nyní už dám slovo autorovi:


Od autora

Mám doma solární panely o kapacitě cca 55Wp. A zajímá mě, jakou energii tyto panely dodávají.
Vyrobil jsem si proto, tento modul. Srdcem modulu je ATTINY85, malý MCU s 8kB flash. Jediný co jsem měl v šuplíku. Tento procesor se stará o samotné měření hodnot a o generování PWM výstupu 0-10V pro měření napětí a proudu ze solárních panelů.


Schéma


Klikni pro zvětšení



Jako měřící prvek je zde použita sada paralelně spojených 10ks 1R 5W odporů a OZ LM358. Trimrem R19 lze doladit výstupní napětí pro daný rozsah měření. Já počítal s měřením do 5A.
Mám tedy převodník 0-5A na 0-5V pro MCU. Je tam ještě osazena zenerova dioda 5V1 pro ochranu vstupu MCU.
Měření napětí se provádí klasickým odporovým děličem. Můj je nastaven pomocí trimru R13 na převod 0-30V na 0-5V. Zase je zde zenerova dioda pro ochranu vstupu.
Napájení MCU i OZ je přes galvanicky oddělený DC/DC měnič NMV1212S. Je to jediná součástka, která kolem sebe nepotřebuje další součástky. Je sice dražší, než kdybych si stavěl vlastní měnič, ale je to jeden zapouzdřený kus. Což přidává na jednoduchosti celé konstrukce. Za tímto měničem je lineární stabilizátor 78L05 pro napájení MCU.
Výstupem z modulu jsou 2 analogové signály v rozsahu 0-10V a jeden pulzní signál o délce pulzu 1s pro počítání Wh. Analogové signály jsou galvanicky odděleny přes optočleny (PC817). První analogový signál je pro signalizaci velikosti napětí, druhý pro velikost proudu.
Galvanické oddělení od programovatelného automatu jsem chtěl proto, že automat má společný GND pól, kdežto solární regulátor má společné plus. Mohlo by tedy dojít ke zkratu.

Konstrukce je řešena jako sandwich. Tedy 2 desky na sobě, kde deska s odpory je vespod a měřicí část je vrchní.



Je to kvůli zjednodušení desky a kvůli prostorové náročnosti. Nemám totiž moc prostoru na panelu, kde mám programovatelný automat umístěn.
O propojení desek se postarají 3ks dutinek a delších kolíku. Rozpěry jsou distanční sloupky o výšce cca 18mm.
Celkové rozměry jsou cca 110 x 50 x 50 mm.

Program v MCU provádí měření v nekonečné smyčce. Jedenkrát za sekundu provede výpočet Wh a případně nahodí/shodí pulz, pokud byla dosažena celá Wh.
PWM signál se generuje na frekvenci 1kHz.
MCU běží na interním oscilátoru na 8MHz. Program bez optimalizace má asi 4556B. S optimalizací by se možná dalo vejít i do 4kB, takže by bylo možno použít klidně i ATTINY45.

Jenom pro upřesnění. Tento modul mám pouze pro informační měření. Není nijak závratně přesný, nehrál jsem si s přesným časováním. Součástky jsem volil z toho co bylo doma tzv "baj voko"


Odkazy

Zdrojový kód pro ATtiny a schéma+DPS v Eagle6 si můžete stáhnout zde.
Kolega Hns již zde publikoval řízení intenzity světel pomocí PWM a článek naleznete zde.
Rovněž má svůj web, který naleznete zde.





Tato novinka je z -MCU Mikroelektronika - Community Site
( http://mcu.cz/news.php?extend.3159 )