ระบบตรวจสอบแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้ไอโอทีสำหรับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้ esp8266

เป้าหมายของโครงการนี้คือการตรวจสอบธนาคารแบตเตอรี่ลิเธียมจากระยะไกลในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์มันติดตามกระแสแยกกันสำหรับชุดแบตเตอรี่แต่ละชุด นอกจากนี้ยังสื่อสารกับเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์และคำนวณค่าไฟฟ้าที่ส่งไปที่บ้านและแบตเตอรี รวมถึงเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่มีแผนภูมิข้อมูลประวัติภายในและยังสามารถอัปโหลดข้อมูลไปยังThingspeakและBlynkได้อีกด้วย

โครงการ IoT นี้เป็นส่วนหนึ่งของการทดลองเพื่อตรวจสอบพฤติกรรมและอายุการใช้งานของชุดแบตเตอรี่ Li-ion (รวม BMS) ที่เชื่อมต่อแบบขนานที่การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ เคมีแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้ที่นี่ไม่ใช่ LiFePo4 3.65V / Cell ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะแนะนำสำหรับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ แต่เป็นแบตเตอรี่ Li-ionปกติ4.2V / Cell ที่มีความจุและความเสี่ยงในการใช้งานมากกว่า ดังที่เห็นในภาพด้านบนชุดแบตเตอรี่จะอยู่ในถุงนิรภัยร้องและเครื่องวิเคราะห์แบตเตอรี่และทุกอย่างอยู่ในหลังคา ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ที่นี่คือ Tracer 2206AN

ฮาร์ดแวร์ที่ใช้:

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับระบบตรวจสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนี้แสดงไว้ด้านล่าง

NodeMCU (D-Duino) คณะกรรมการขับเคลื่อนโดยแปลงเจ้าชู้ DC-DC ซึ่งแปลงแรงดันของแบตเตอรี่ถึง 5V ขาเอาต์พุต DC ที่มีการควบคุม 3.3V บนบอร์ดใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับเซ็นเซอร์ DS18B20 และ RHT03 แผนผังยังแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ลิเธียม 5 ก้อน (แต่ละ 24V) เชื่อมต่อผ่านเซ็นเซอร์กระแส ACS712เพื่อตรวจสอบกระแสไฟฟ้าผ่านแบตเตอรี่แต่ละก้อนอย่างไร ค่าอะนาล็อกเอาต์พุตจากเซ็นเซอร์ปัจจุบันเหล่านี้วัดโดยโมดูล ADS1115 ADCเพื่อความละเอียดที่สูงขึ้นผลลัพธ์ที่ได้จะถูกโอนไปยังบอร์ด ESP ผ่านการสื่อสาร I2C คุณยังสามารถอ้างถึงโครงการตรวจสอบพลังงานนี้ซึ่งใช้ ACS712 ในลักษณะเดียวกัน เรายังใช้โมดูลเซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่ โครงการนี้ตรวจสอบเฉพาะแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดคุณสามารถตรวจสอบโครงการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์นี้ได้หากคุณต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่

คุณสามารถสังเกตได้ว่าแผงโซลาร์เซลล์ (24V 500W) เชื่อมต่อกับชุดแบตเตอรี่ผ่านMPPT Solar Controllerเพื่อชาร์จแบตเตอรี่จากพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์สื่อสารผ่านRJ45ดังนั้นเราจึงใช้ตัวแปลง XY-017 TTL เป็น RS485เพื่อสื่อสารระหว่างตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์และบอร์ด ESP8266

โปรแกรมสำหรับ ESP8266:

ในจอภาพแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนี้ ESP8266 (D-duino) ได้รับการตั้งโปรแกรมให้อ่านกระแสและแรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่และยังสื่อสารกับเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อคำนวณค่ากำลังไฟฟ้าที่ส่งไปที่บ้านและชุดแบตเตอรี่ นอกจากนี้เรายังได้ตั้งค่าเว็บเซิร์ฟเวอร์เพื่อสร้างแผนภูมิข้อมูลในอดีตและแสดงภาพพารามิเตอร์ เรายังได้ตั้งโปรแกรมตัวเลือกให้อัปโหลดค่าเหล่านี้ไปยัง ThingSpeak และ Blynk เพื่อตรวจสอบจากระยะไกลผ่านอินเทอร์เน็ต หากคุณยังใหม่กับThingSpeak และ Blynkคุณสามารถอ้างอิงสองโครงการด้านล่าง

• การตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้นโดยใช้ Thingspeak
• การควบคุม RGB LED โดยใช้ Blynk

เมื่อเข้าใจพื้นฐานแล้วโปรแกรมจะอธิบายตนเองได้ โปรแกรมที่สมบูรณ์สำหรับโครงการนี้สามารถดาวน์โหลดได้จากลิงค์ด้านล่าง คุณสามารถใช้ Arduino IDE เพื่ออัปโหลดรหัสนี้ไปยังบอร์ด ESP ของคุณได้โดยตรง

• รหัสสำหรับระบบตรวจสอบแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้ IoT

หมายเหตุเกี่ยวกับโปรแกรม

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณรวมแพ็คเกจไลบรารีต่อไปนี้ไว้ใน Arduino IDE ของคุณก่อนที่คุณจะคอมไพล์โค้ด

• Adafruit_ADS1015 (อินพุตแบบอนาล็อก)
• NtpClientLib (ไคลเอนต์ NTP ที่รองรับ DST)
• TimeLib (ฟังก์ชันเวลา)
• Adafruit SSD1306 - ไดรเวอร์จอแสดงผล OLED
• RemoteDebug - บันทึกการดีบัก Telnet
• Modbus Master - สำหรับการสื่อสาร MODBUS

สำหรับการสื่อสาร Modbus RS485 กับ Tracer การอ้างอิงเหล่านี้จาก dpoulson และ jaminNZx มีประโยชน์มาก

ESP8266 เว็บเซิร์ฟเวอร์ในตัว:

หน้าเว็บเซิร์ฟเวอร์แสดง Raw Measures จากมิเตอร์ปัจจุบันและค่าที่ได้รับจาก MODBUS Communication with charger มีตัวเลือกในการควบคุม AC Solid State Relay และเอาต์พุต DC Load โดยตรงในเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกในการเปิด / ปิดการสื่อสาร Blynk หรือ Modbus หน้าเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่สมบูรณ์สำหรับระบบตรวจสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแสดงอยู่ด้านล่าง

ภาพด้านล่างแสดงค่าการกระจายพลังงานจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังบ้านแบตเตอรีแบตเตอรีและแพ็ค:

ข้อมูลสดที่พล็อตเป็นแผนภูมิบนเว็บเซิร์ฟเวอร์แสดงอยู่ด้านล่าง

นอกจากนี้ยังสามารถดูข้อมูลในอดีตได้โดยเลือกข้อมูลและเวลาที่ต้องการ สิ่งนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบระบบจากระยะไกลได้ตลอดเวลา

การสื่อสารกับแอพมือถือ (Blynk)

อย่างที่บอกว่าก่อนหน้านี้โปรแกรมสำหรับการนี้การตรวจสอบแบตเตอรี่ลิเธียมนอกจากนี้ยังช่วยให้เราสามารถสื่อสารกับ app มือถือที่เรียกว่า Blynk สำหรับตรวจสอบระยะไกลคุณสามารถดาวน์โหลดแอปพลิเคชันจาก Play store หรือ Appstore ภาพรวมของแอปพลิเคชันมือถือแสดงอยู่ด้านล่าง

เมื่อคุณดาวน์โหลดแอป Blynk แล้วคุณสามารถสแกนโค้ด QR ด้านล่างนี้เพื่อเตรียมการตั้งค่าโปรเจ็กต์ที่พร้อมสำหรับการทดสอบ

การสื่อสารกับ ThingSpeak

ThingSpeak เป็นแพลตฟอร์มการวิเคราะห์ IoT ยอดนิยม นอกจากนี้เรายังได้ตั้งโปรแกรม ESP ของเราเพื่อส่งค่าที่ตรวจสอบไปยัง ThingSpeak แดชบอร์ด ThingSpeakแสดงอยู่ด้านล่าง

รหัสที่สมบูรณ์สำหรับจอภาพแบตเตอรี่ลิเธียมนี้สามารถดาวน์โหลดได้จากที่นี่

หวังว่าคุณจะเข้าใจโครงการและจะใช้ประโยชน์จากมันในขณะที่สร้างระบบของคุณ หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะทิ้งไว้ในส่วนความคิดเห็นหรือใช้ฟอรัมของเราสำหรับคำถามทางเทคนิคอื่น ๆ