Real-time data-acquisitie van zonnepaneel met behulp van Arduino

Code

• Real-time data-acquisitie van zonnepaneel met Arduino en Excel

Real-time data-acquisitie van zonnepaneel met behulp van Arduino en ExcelArduino

/********** ********************************************** **************** Aboubakr El Hammoumi****************************** **********************************************//* ********************************************** ************************** PROJECT :Instrumentatie van PV-paneelkarakteristieken Functie :Realtime data-acquisitie van zonnepaneel met Arduino en Excel ** ********************************************** ************************** * * Geschreven door:Aboubakr El Hammoumi Datum:04/05/2018 * * E-mail:aboubakr.elhammoumi@usmba .ac.ma ********************************************* ************************************/*initialisatiefunctie*/void setup() {//setup seriële verbinding// opent seriële poort, stelt datasnelheid in op 9600 bpsSerial.begin (9600);//wis alle gegevens die zijn geplaatst in reedsSerial.println("CLEARDATA");//definieer de kolomkoppen (PLX-DAQ-opdracht)Serial.println("LABEL,t,voltage,current,power");}/*de hoofdcode*/void loop() {//spanning meten met behulp van "B25 0 tot 25V" spanningssensor // stroom meten met behulp van "INA169" stroomsensor // uitlezing van de stroom en spanning van sensorenfloatspanning =analogRead (A0) * 5 * 5.0/1023; // PV-paneel voltagefloat stroom =analogRead (A1) * 5.0/1023; // PV-paneel stroomvlottervermogen =spanning * stroom; // PV-paneelvermogen// staat de seriële poort toe om gegevens in real-timeSerial.print("DATA,TIME,"); // PLX-DAQ commandSerial.print(spanning); // stuur de spanning naar seriële poortSerial.print(",");Serial.print(current); // stuur de stroom naar seriële poortSerial.print(",");Serial.println(power); // stuur de stroom naar seriële poortdelay (1000); //wacht 1s alvorens te herhalen}

Schema's

De spanningssensor wordt parallel aan de belasting geplaatst. Terwijl de stroomsensormodule in serie wordt geschakeld tussen de positieve kant van het PV-paneel en die van de belasting. De PLX-DAQ Excel Macro wordt gebruikt voor data-acquisitie van de Arduino-microcontroller naar een Excel-spreadsheet. We hoeven het alleen maar te downloaden. Na installatie wordt er automatisch een map met de naam "PLX-DAQ" gemaakt op de pc waarin zich een snelkoppeling met de naam "PLX-DAQ Spreadsheet" bevindt. Om vervolgens de communicatie tussen het bord en Excel tot stand te brengen, hoeven we alleen maar de spreadsheet te openen en de verbindingsinstellingen (baudrate en poort) in het PLX-DAQ-venster te definiëren. De microcontroller van het Arduino-bord krijgt de uitgangsspanning en stroom van het PV-paneel die worden gemeten door sensoren en berekent vervolgens de output stroom. Zodra het Arduino-bord via een USB-kabel op de computer is aangesloten, starten we de PLX-DAQ Excel-macro en door in het PLX-DAQ-venster na de weergave de seriële poort te definiëren waar het Arduino-bord op de computer is aangesloten, en de Baud snelheid (9600 bit/sec). Merk op dat de baudrate gedefinieerd in het PLX-DAQ-venster dezelfde moet zijn als die gebruikt in de programmacode die is ingebed in het Arduino-bord. Na het klikken op "verbinden" worden de uitvoergegevens verzameld en in realtime weergegeven op het Excel-spreadsheet. De lichtintensiteit wordt aangedreven door handmatig een variabele weerstand tussen 0 en 330 te variëren (om de I-V- en P-V-kenmerken te volgen). Een pyranometer wordt ook gebruikt om de lichtstraling te meten (indien nodig!). De microcontroller is geprogrammeerd om in elke seconde achtereenvolgens de PV-stroom, -spanning en -vermogen te meten. De I-V- en P-V-kenmerken van het PV-paneel verkregen door onze virtuele instrumentatie worden weergegeven in de onderstaande afbeelding. De resultaten van een test vergelijkbaar met de vorige worden weergegeven in de onderstaande afbeelding, terwijl het verschil betrekking heeft op de tijdstap tussen elke meting, waardoor de stapgrootte wordt verkleind van 1 s tot slechts 100 ms. Zoals te zien is in deze figuur, zijn er oscillaties verschenen op de IV- en P-V-curves vanwege de onnauwkeurigheid van de gegevens die door het instrumentsysteem zijn verkregen, maar met een kleine mate. Een kleine stapgrootte leidt echter tot een grote steekproef van metingen en geeft ons daarom te veel significante resultaten. Als gevolg hiervan is een compromis tussen kleine en grote stapgrootte nodig. Als u precieze veranderingen in de PV-karakteristieken wilt noteren, wordt over het algemeen aanbevolen om een ​​kleinere stapgrootte te gebruiken. Als u zich geen zorgen maakt over de precieze veranderingen en u het instrumentsysteem sneller wilt laten werken, gebruik dan een grote stapgrootte. De resultaten van een bewakingstest voor stroom, spanning en vermogen van het PV-paneel worden weergegeven in de onderstaande afbeelding. Uit de experimentele resultaten blijkt dat het PV-paneel een maximaal vermogen van 17,07 W produceerde bij "15h14min02s" wanneer een spanning van 14,15 V en een stroomsterkte van 1,20 A verschijnen. Vervolgens neigt het uitgangsvermogen naar een minimumwaarde van 822,2 mW bij een spanning van 18,23 V en een stroomsterkte van 45,1 mA. Aangezien het huidige systeem wordt gebruikt als een virtueel instrument om de eigenschappen van het PV-paneel onder de werkelijke bedrijfsomstandigheden te verkrijgen, kan het dus ook worden gebruikt voor periodieke bewakingsactiviteiten in het veld voor PV-systemen.