Система моніторингу літієвих акумуляторів на основі IOT для сонячної установки за допомогою esp8266

Метою цього проекту є дистанційний контроль за літієвим акумулятором у сонячній установці. Він відстежує струм окремо для кожної батареї. Він також взаємодіє із сонячним зарядним пристроєм і обчислює реальні значення енергії, що надходить додому та акумулятора. Він включає веб-сервер з діаграмами, внутрішніми історичними даними, а також додатково може завантажувати дані до Thingspeak та Blynk.

Цей проект IoT є частиною експерименту з перевірки поведінки та терміну служби літій-іонних акумуляторних батарей (BMS включені), паралельно підключених на сонячній установці. Тут використовується хімія літієвих акумуляторів - це не LiFePo4 3,65 В / елемент, що зазвичай рекомендується для сонячних установок, а звичайні літій-іонні акумулятори 4,2 В / елемент, з більшою ємністю та експлуатаційними ризиками. Як видно на фотографії вище, акумуляторні батареї розміщені внизу запобіжних мішків та аналізатора акумуляторів, і все знаходиться в даху. Тут використовується сонячний контролер Tracer 2206AN.

Використовуване обладнання:

Повна електрична схема цієї системи контролю літій-іонних батарей наведена нижче

Плата NodeMCU (D-duino) живиться від перетворювача постійного струму постійного струму, який перетворює вихідну напругу акумуляторної батареї на 5 В. Вихідний штифт постійного струму на платі 3,3 В використовується для живлення датчиків DS18B20 і RHT03. На схемі також показано, як 5 літієвих батарей (кожна 24 В) підключаються через датчик струму ACS712 для контролю струму через кожну батарею. Вихідні аналогові значення цих датчиків струму вимірюються модулями ADS1115 ADC для більш високої роздільної здатності, одержаний результат потім передається на плату ESP через I2C-зв'язок. Ви також можете звернутися до цього проекту моніторингу енергії, де ACS712 використовувався подібним чином. Ми також використовували модуль датчика напругидля контролю напруги акумулятора. Цей проект контролює лише повну напругу акумуляторної батареї. Ви можете перевірити цей проект контролю напруги комірок, якщо вам потрібно контролювати напругу кожної батареї.

Ви можете відзначити, як сонячна панель (24 В 500 Вт) пов’язана з акумуляторною батареєю через сонячний контролер MPPT, щоб зарядити акумуляторну батарею від сонячної енергії. Сонячний контролер здійснює зв'язок через RJ45, тому ми використовували перетворювач XY-017 TTL в RS485 для зв'язку між контролером сонячної батареї та платою ESP8266.

Програма для ESP8266:

У цьому моніторі літій-іонних акумуляторів ESP8266 (D-duino) запрограмований зчитувати струм і напругу акумуляторної батареї, а також взаємодіяти із сонячним зарядним пристроєм для обчислення реальних значень потужності, що надходить додому та акумуляторної батареї. Ми також створили веб-сервер для графіку історичних даних та візуалізації параметрів. Ми також запрограмували можливість завантаження цих значень у ThingSpeak та Blynk для віддаленого контролю за ними через Інтернет. Якщо ви не знайомі з ThingSpeak та Blynk, ви можете звернутися до наведених нижче двох проектів.

• Моніторинг температури та вологості за допомогою Thingspeak
• Керування RGB світлодіодом за допомогою Blynk

Після того, як основи зрозумілі, програма сама собою пояснюється. Повну програму цього проекту можна завантажити за посиланням нижче. Ви можете використовувати IDE Arduino для безпосереднього завантаження цього коду на вашу плату ESP.

• Код для системи моніторингу літієвих батарей на основі IoT

Примітки щодо програми

Перед компіляцією коду переконайтеся, що ви включили наступні пакети бібліотек у свою IDE Arduino

• Adafruit_ADS1015 (аналогові входи)
• NtpClientLib (клієнт NTP з підтримкою літнього часу)
• TimeLib (функції часу)
• Adafruit SSD1306 - драйвер дисплея OLED
• RemoteDebug - журнали налагодження Telnet
• Modbus Master - для зв'язку MODBUS

Для зв’язку Modbus RS485 з Tracer ці посилання від dpoulson та jaminNZx були дуже корисними

Вбудований веб-сервер ESP8266:

Сторінка веб-сервера показує необроблені показники поточних лічильників та значення, отримані від MODBUS Communication with charger. Він надає можливість безпосереднього управління твердотільним реле змінного струму та вихідним навантаженням постійного струму в сонячному зарядному пристрої. Він також надає можливість увімкнути / вимкнути зв'язок Blynk або Modbus. Повна сторінка веб-сервера системи моніторингу літій-іонних батарей наведена нижче

На зображенні нижче показано значення розподілу потужності від фотоелектричних панелей до будинку, акумуляторної батареї та блоків:

Дані в реальному часі, побудовані як діаграма на веб-сервері, показані нижче

Також можна переглянути історичні дані, вибравши необхідні дані та час. Це дозволяє контролювати систему віддалено в будь-який момент часу.

Спілкування з мобільним додатком (Blynk)

Як вже говорилося раніше, програма для цього монітора з літієвою батареєю також дозволяє нам спілкуватися з мобільним додатком під назвою Blynk для віддаленого моніторингу. Ви можете завантажити програму з магазину Play або Appstore. Знімок мобільного додатка показаний нижче

Після завантаження програми Blynk ви можете відсканувати цей QR-код нижче, щоб отримати готову до тестування налаштування проекту.

Спілкування з ThingSpeak

ThingSpeak - це популярна платформа аналітики IoT. Ми також запрограмували наш ESP для надсилання відстежуваних значень до ThingSpeak. ThingSpeak панель показана нижче.

Повний код цього монітора з літієвою батареєю можна завантажити звідси.

Сподіваюся, ви зрозуміли проект і скористаєтесь ним під час побудови своїх систем. Якщо у вас виникли запитання, залиште їх у розділі коментарів або скористайтесь нашими форумами для інших технічних питань.