blog.ijacek007.cz

V létě jsem psal článek o měření teploty a vlhkosti ve fóliovníku, který jsem složil pomocí baterií ze staré power banky, solárního panelu a UPS modulu. Zapojení jsem doplnil o měření proudu a napětí, jak na bateriích, tak na solárním panelu, a tak si můžeme prohlédnout, jak celý systém funguje.

Abychom mohli zaznamenávat napětí na panelu a také napětí na bateriích, musel jsem do zapojení přidat další obvody, které budou provádět měření. Přidal jsem tedy měřící obvod INA219. Tento modul může měřit napětí do 26 voltu s maximálním proudem 3,2 A v obou směrech, což se na naše zapojení náramně hodí. Abychom mohli ale opravdu efektivně zaznamenávat zisk energie z panelu je dobré vědět, jak moc slunečních paprsku na něj vlastně dopadá a jakou měl sluneční svit intenzitu. Proto jsem do obvodu ještě přidal obvod na měření světla BH1750. Ten stejně jako předchozí modul INA219 komunikuje pomocí I2C sběrnice. Zapojení je možné si prohlédnout na obrázku výše.

Zapojení ze začátku fungovalo několik dní, naprosto v pořádku. Já mohl zaznamenávat opravdu pěkný graf proudu z panelu a baterii a také intenzitu slunečního světla. Z grafu je tak velmi pěkně vidět jednak, jak má intenzita světla vliv na samotný solární panel, ale také jak krásně se UPS modul vyrovnává se zdrojem napětí na druhém okruhu. Je totiž moc pěkně vidět na modré křivce, která patří baterii, že jakmile začne svítit sluníčko, UPS modul začne z baterie brát čím dál méně energie. Jakmile pak velikost energie dodávaná z panelu vzroste natolik, že je schopna plně pokrýt náklady na napájení celého systému je proud vracen zpět do baterií. Proto je modrá křivka v – hodnotách. Ty ve skutečnosti představuji nabíjení samotných baterií.

Jenže v zápětí přišel opět kolaps. Před čtvrtou ráno baterie začali ztrácet napětí a záhy se celý systém opět zasekl. Jak jsem již popisoval, toto chování má a svědomí UPS modul, který pokud na bateriích naměří příliš malé napětí, přestane do baterií pouštět proud, jakmile jej dostane ze solárního panelu. Vzhledem k tomu, že ve 4 ráno panel ještě energii nedodává, dojde k vybití baterií a celý systém zamrzne.

Hledal jsem tedy důvod, proč baterie kolabují a napadlo mě, že by na vině mohl být solární panel. Ten sice dle popisu má dodávat v ideálním případě až 10W, což je při 5V téměř 2A. Z grafu, je ale jasně vidět, že maximální dodávaný proud je maximálně 600 mA. Což je do 25 % popisovaného maxima. Měl jsem tedy teorii, že tento proud nestačí nabýt úbytek napětí, který systém odčerpá z baterií po dobu, co sluníčko nesvítí, a proto dojde nakonec k vybytí baterií.

Pro otestování teorie jsem do systému přidal ještě jeden panel a později jsem si objednal z Číny ještě panel jiný. Nakonec jsem do systému dodával energii pomocí laboratorního zdroje místo solárních panelů a zjistil jsem, že UPS modul si prostě více než energie nevezme. I když je napětí na bateriích už menší a je potřeba baterie dobýt více jak 600mA, prostě UPS obvodem neproteče.

Výsledek měření tak docela pěkně ukázal, jak efektivně UPS modul pracuje, jak dokáže doplňovat energii z druhého zdroje i jak pouští energii do baterií. Bohužel je limit, který přes něj může protéct zhruba 500mA. Pokud se baterie vybijí pod snesitelnou mez, pak má modul za to, že baterie je vadná a nabíjet už jej nezačne. Pak je tedy nutné celý obvod rozpojit, baterie nabít a znovu systém zprovoznit. Také jsem kontrolér nenaprogramoval na žádný šetřící režim, a tak je vidět, že při aktivním Wi-Fi spojení spotřebuje docela hodně energie, v našem případě průměrně 130 mA.

Aby systém fungoval správně, asi by bylo nutné hlídat napětí na bateriích a pokud poklesne napětí k 3.4V, odpojit zátěž, tedy kontrolér, aby se zastavilo další vybíjení baterie a UPS modul mohl baterky znovu dobít. Poté by bylo potřeba opět zátěž připojit. Další možností by mohlo být, místo trojice baterií, přidat ještě jednu a tím zvýšit celkovou kapacitu baterií a tím překlenout problematickou noc, ale i dny kdy například svítí sluníčko mnohem méně. Také by bylo asi vhodné použít nějaký úsporný mód samotného kontroléru, aby se ušetřila spotřeba. V tomto zapojení je totiž kontrolér připojený k Wi-Fi síti celou dobu a čeká na požadavky serveru, který informace sbírá.

Mohlo by Vás zajímat

Měření teploty a vlhkosti ve fóliovníku pomocí desky NODEMCU s čipem ESP8266

I2C sběrnice a jak ji využít

Teploměr a vlhkoměr s ESP8266

elektronika | myslenky | programovani |
Autor Ijacek.007 28.11.2018 Opravil(a) sokorka zobrazeno 4 679x Arduino MAX7219 8x8 LED Displej ovládání jednotlivých bodů
Arduino elektronická hrací kostka pomocí Nodemcu a 8x8 Led displejem