Солнечный регистратор. Версия 1.0

September 19, 2012 by admin Комментировать »


Это устройство было разработано для измерения ежедневной инсоляции. В устройстве применены микроконтроллер PIC18F458 и флеш-карта памяти MMC на 128 Мб. Солнечное излучение измеряется солнечным элементом карманного микрокалькулятора. Микроконтроллер управляет картой памяти через SPI интерфейс. Интервал между записями установлен в одну минуту. Микроконтроллер автоматически определяет наличие карты памяти, открывает файл и начинает запись. На ЖК-дисплее в режиме реального времени индицируется имя файла, текущий номер записи и измеренное значение данных АЦП. Использование флеш-карты памяти позволило регистрировать большой объем данных и быстро их просматривать на персональном компьютере.

Регистратор солнечной энергии с картой памяти 128 Мб

Показан датчик, изготовленный из солнечного элемента микрокалькулятора.
Введение
Для оценки солнечной энергии в исследуемой местности мы регистрируем инсоляцию (Вт/м2). На рисунке 2 представлен график значений инсоляции на временной шкале (интервал 5 мин). Ежедневное количество солнечной энергии может быть легко вычислено интегрированием графика. Для точного измерения солнечного излучения мы используем дорогие пирометры. Однако, для упрощения и удешевления измерений, вполне можно обойтись небольшой ячейкой от калькулятора. Особенностью данного устройства является использование PIC микроконтроллера и карты памяти Multimedia Card для измерения и хранения данных.

Пример графика солнечного излучения за день. Полная инсоляция равна 4777 Вт×час/м2.
Принципиальная схема
Принципиальная электрическая схема устройства показана на рисунке 3. Микроконтроллер PIC18F458 работает на тактовой частоте 4 МГц. Его выводы RC2…RC5 используются для организации SPI интерфейса с картой MMC. Поскольку карта памяти питается напряжением +3.3 В, для трансляции уровней от +5 В к +3.3 В мы использовали КМОП микросхему CD4050. Команды передаются к карте через вывод RC5, тактовый сигнал – через вывод RC3, а данные из карты памяти считываются через RC4. Символьный ЖК-дисплей подключен к порту PORTB микроконтроллера в 4-битном режиме. Микросхема U2 TLV2451 используется, как преобразователь тока в напряжение. Она преобразует ток короткого замыкания солнечной батареи в напряжение. С помощью триммера R5 можно согласовать размах сигнала с 5-вольтовым диапазоном входных сигналов АЦП. Сигнал подается на аналоговый входной канал 0 микроконтроллера. Канал 1 используется для подключения термистора. Микросхема U4 является стабилизатором напряжения +5 В. +3.3 В получается из +5 В за счет падения напряжения на диодах D3 и D4.

Принципиальная схема.

Надписи на схеме

PIC loader

PIC программатор

Voltage Divider

Делитель напряжения

Termisor

Термистор

Current-to-voltage converter

Преобразователь ток-напряжение

Solar Cell Sensor

Датчик – солнечный элемент

Calculator Solar Cell

Калькулятор солнечного элемента

+9V DC Input

Входное напряжение +9 В

MMC Socket

Гнездо для карты памяти ММС


Гнездо для карты памяти предоставлено компанией из Китая.

Термистор соединен с аналоговым каналом 1.

Программа контроллера обнаруживает карту памяти автоматически.

Когда карта памяти была вставлена в гнездо, программа присвоила новому файлу имя DATA_010, и началась запись. На индикаторе отображается номер текущей записи (00 027) и значения сигналов на аналоговых входах в реальном времени: каналы 0, 1 и 2.
Перечень элементов

№ п/п Количество Обозначение Значение
1 1 C1 0.1

2

2

C2, C3

30 пФ

3

1

C4

10 мкФ

4

1

C5

10 мкФ 16 В

5

1

C6

1000 мкФ 16 В

6

3

C7, C8, C9

0.1 мкФ

7

2

C10, C11

0.1 мкФ

8

3

D1, D3, D4

1N4148

9

1

D2

Солнечный элемент калькулятора

10

1

D5

1N4007

11

1

J1

CON10AP

12

1

J2

16×2 текстовый ЖК-дисплей

13

2

J3, J4

CON2

14

1

J5

Гнездо карты MMC

15

1

J6

Гнездо входного питания +9 В

16

3

R1, R2, R5

10 кОм

17

2

R3, R4

4.7 кОм

18

1

U1

PIC18F458

19

1

U2

TLV2451

20

1

U3

4050

21

1

U4

LM2490

22

1

Y1

4 МГц

Автор: Нет данных

Связь с автором: Нет данных

Веб сайт автора: Нет данных

Прислал: Нет данных

Источник: http://www.rlocman.ru

Доп материалы, файлы к устройству (схеме):

Прошивка

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты