Arduino Energiezähler

Spannung Messen

In diesem Schritt wird erklärt wie wir die Spannung des Solar-Moduls und der Batterie mit Hilfe eines Voltage-Divider mit Arduino messen können.

Arduino Verschaltung

Arduino kann nur bis max 5V messen. (Vout)

Da Solaranlage bis zu 21,5V (Vin – Leerlaufspannung) liefern kann muss die Spannung vor dem Messen mithilfe eines Voltage Divider verringert werden.

Vin 21,5 V (entspricht Voc des Solarpanels)

Z1 45000 Ohm

Z2 10000 Ohm

Vout 3,909091 V

Vin/Vout 5,5

–> Z1 = 45 kOhm und Z2 = 10 kOhm gewählt

(je näher Vout an 5 V liegt, desto höher wird die Auflösung der Messung)

(je höher die Widerstände gewählt werden, desto geringer werden die Verluste durch Abwärme)

Arduino Kalibrierung

Um den von der Arduino gemessenen Wert in die ursprüngliche Spannung umzurechnen muss zuerst das Arduino Signal bei einer bekannten Spannung gemessen werden.

Vbatterie 4 bekannte Eingangsspannung der Batterie [V]

Vin/Vout 5,500 Verhätniss zwischen Eingangs- und gemessener Spannung

Vin 0,727273 berechnete Spannung an der Arduino (Vin = Vbatterie * Vout / Vin)

150,9 gemessenes Arduino Signal [#]

Faktor 0,00482 V/#

4,820 mV/# Umrechnungfaktor von Arduino Signal auf gemessene Spannung

Arduino loop() Code

Um das Eingangssignal zu glätten wird die Messung von sampleV 250 mal im Abstand von 5ms durchgeführt, und anschließend mit dem Mittelwert weiter gerechnet.

Der gesamte Quellcode ist im „Arduino Quellcode“ Schritt zu finden.

Die Spannung wird an zwei Stellen gemessen.

1: Spannung des Solar Panels zur Berechnung der momentanen Leistung und gesamt Arbeit und

2: Spannung der Batterie als Anzeige des Ladungszustandes.

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