Sonnenlichtintensitäts-Tracker - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Es gibt viele Projekte, die auf die Wärme oder das Licht der Sonne angewiesen sind. Z. B. das Trocknen von Obst und Gemüse. Die Intensität des Sonnenlichts ist jedoch nicht immer konstant und ändert sich im Laufe des Tages.

Dieses Projekt versucht, die Intensität der Sonne während des Tages, etwa 8 Stunden, zu kartieren und festzustellen, ob es längere Zeiträume gab, in denen die Sonne unter dicken Wolken verschwunden war. Dies erweist sich für einige Projekte als sehr entscheidend, die von der Zeit abhängig sind, die ein Objekt im Freien verbringt, z. B. Trocknung. Dies kann dazu beitragen, die Werte zu bestätigen, die Sie mit dem primären Projekt finden.

Mit der Logger-Funktion der Arduino-App können Sie ein Diagramm der Sonnenintensität über den Tag (Uhrzeit) abrufen. Zusätzlich erhalten Sie nach Ablauf der 8 Stunden eine Liste der Zeiten, in denen die Sonneneinstrahlung unter einem bestimmten Schwellenwert lag, den Sie einstellen können.

Diese Informationen können sich für eine Vielzahl von Projekten wie Solar-Tracking oder PV-Systemmanagement als sehr nützlich erweisen. Darüber hinaus kann es aufgrund der Einfachheit des Setups in fast jedes andere Projekt integriert werden. Alles, was benötigt wird, ist ein Arduino, ein Mini-Solarpanel und zwei Widerstände. Der Großteil der Verarbeitung und des schweren Hebens wird durch den Code erledigt.

Lieferungen

1) 1 x Arduino Uno/Nano (Link)

2) 1 x kleines Solarpanel (Link)

3) 2 x 330-Ohm-Widerstände

Schritt 1: Aufbau der Schaltung

Da der Arduino den größten Teil der Verarbeitung übernimmt, ist die Schaltung sehr einfach.

Sie benötigen zwei Widerstände mit dem gleichen Wert. Es wäre besser, wenn der Widerstand niedriger ist, etwa 300 Ohm oder weniger. Dies wird verwendet, um den Potenzialteiler zu machen.

Sie können dem Schema im obigen Bild folgen. Die grüne Platine repräsentiert die Solarzelle. Der Schnittpunkt zwischen den beiden Widerständen wird mit dem Analog 0-Pin des Arduino verbunden. Der rote Draht ist der Pluspol der Solarzelle / des Panels, während der schwarze Draht der Minuspol der Solarzelle / des Panels ist.

Schritt 2: Erklären der Schaltung

Die vom Solarpanel erzeugte Spannung ist proportional zur Sonnenintensität. Somit wird tatsächlich die Spannung des Solarpanels über die Zeit aufgezeichnet, um die Lichtintensität zu bestimmen.

Bei hellem Sonnenlicht überschreitet die Leerlaufspannung einiger Solarmodule jedoch die 5-V-Grenze am analogen Arduino Uno-Pin. Sie müssen also einen Potenzialteiler verwenden, um die Spannung zu halbieren, damit sie noch im Bereich des Arduino liegt.

Dies hat keinen Einfluss auf die Grafik oder den Trend über die Zeit. Darüber hinaus kann es auch längere Zeiträume mit Bewölkung oder fehlendem Sonnenlicht aufnehmen.

Schritt 3: Der Code

Der Code misst 8 Stunden lang alle 5 Minuten die Spannung des Solarpanels. Dauer und Häufigkeit können jedoch bei Bedarf geändert werden. Jeder Datenpunkt, der alle 5 Minuten gemessen wird, wird in einem Diagramm gegen die Zeit aufgetragen. Dies kann durch die Verwendung der seriellen Plotterfunktion des Arduino-Programms erfolgen.

Am Ende der 8-Stunden-Dauer durchläuft der Code alle vorherigen Datenpunkte und berechnet einen Durchschnitt. Dann wird der Code ausgeführt, um zu überprüfen, ob es 2 aufeinanderfolgende Punkte (10 min) gibt, die weniger als 60% der durchschnittlichen Spannung betragen. Auch dieser Schwellenwert kann leicht geändert werden.

Wenn es schließlich 10 Minuten aufeinanderfolgend niedriger Sonnenspannung erkennt, zeichnet es die Zeit auf, in der dies geschieht, und gibt ein Array mit allen Vorkommen von geringer Sonneneinstrahlung aus.

Hier ist ein Link zum Code in einem Google Drive-Ordner: