Forum Użytkowników Stacji Pogodowych
Stacje Pogody - hardware => Recenzje, opisy, testy => Wątek zaczęty przez: kriu w 24 Wrzesień, 2012, 21:56:37
-
Niedawno ukończyłem prace przy układzie do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego. Podzielę się z Wami moimi spostrzeżeniami z pracy nad nim.
Wykonam go na bazie malutkiego panelu słonecznego (baterii słonecznej). Bateria jest zamontowana na dachu na takim wysięgniku z pręta ocynkowanego przy kominie. Skierowana jest na południe z malutkim przechyłem od poziomu ok. 20% (może nawet mniej). Zostawiłem mały przechył po to, aby w zimę spadał z panelu śnieg. Baterię przykleiłem na silikonie do takiej płytki pleksi grubości 8mm. Do tej płytki jest natomiast przykręcony wspomniany nagwintowany pręt. Całość jest dobrze zabezpieczona silikonem przed wodą. Z panelu przewodem dwużyłowym sygnał idzie do domu – ok. 8 metrów. Dopiero tutaj mam dopięty układ cyfrowy. Cały układ pomiarowy wykonałem wzorując się danymi ze strony:
http://www.sensorsmag.com/sensors-mag/1-...nitor-1065 (opis mniej więcej w środku strony).
Dobrałem rezystory tak aby napięcie max. na wejście układu wynosiło 0,25V – było z tym trochę zabawy. I tak będę musiał jeszcze to troszkę wyskalować. Dlatego na płytce mam mały potencjometr napłytkowy do dokładnej regulacji. Pierwotnie wszystkie elementy miałem na jednej płytce, ale ponieważ w układzie cyfrowym DS2438 jest też termometr cyfrowy, dlatego wyniki pomiaru temperatury były bardzo zafałszowane. Grzały się rezystory bo panelik ma ok. 0,8W mocy. Dlatego też rezystory dzielnika napięcia przeniosłem i umieściłem oddzielnie. Dodatkowo zastosowałem rezystory znacznie większej mocy po to, aby nie były zbyt ciepłe. Termometr w tym układzie cyfrowym pokazuje mi po prostu temperaturę na biurku, czyli tam gdzie leży układ. Układ zamknąłem w małym pudełeczku plastikowym z dziurkami wentylacyjnymi, podobnie rezystory dzielnika napięcia. W zasadzie można było zastosować mniejsze ogniwo i ew. cały układ zamontować pod panelem. Można by mieć dodatkowo pomiar temperatury panelu do ew. korekcji wskazań. No ale większy „panelik” będzie bardziej odporny na ew. zabrudzenia.
Do odczytów wartości wykorzystuje całkowicie darmowy program LogTemp: http://www.mrsoft.fi/ohj01en.htm
Program działa dobrze, ale ma tylko opcje wyświetlania (rysowania wykresów) nasłonecznienia w procentach względem zadanej wartości maksymalnej, wyniki zapisuje też do pliku. Ta wartość max. ustawiana jest w miliwoltach a więc sygnału na wejście układu DS2438. Chciałbym natomiast tak to poustawiać i wyskalować, aby wartości były np. w watach na metr kwadratowy - W/m2. Niestety nie znam się zbytnio na programowaniu i sam raczej nie napiszę nic do obsługi tego. Tym samym programem mierzę temperaturę z pozostałych termometrów cyfrowych DS18B20. Łącznie mam ich 13 sztuk i 4 w innym urządzeniu.
Poniżej kilka fotek wykonania. "Panelik" słoneczny wygląda tak brzydko, bo jest na nim jeszcze folia ochronna. Na fotkach układ DS2438 jest do góry nóżkami - czyli jest przyklejony na plecach:
http://nwpei.prz.edu.pl/~mgamrac/stacja2/solar1.jpg
http://nwpei.prz.edu.pl/~mgamrac/stacja2/solar2.jpg
http://nwpei.prz.edu.pl/~mgamrac/stacja2/solar3.jpg
http://nwpei.prz.edu.pl/~mgamrac/stacja2/solar4.jpg
http://nwpei.prz.edu.pl/~mgamrac/stacja2/solar5.jpg
http://nwpei.prz.edu.pl/~mgamrac/stacja2/solar6.jpg
Dalej pokazuję pierwsze wyniki pomiaru. Niestety nie było na razie całego dnia słonecznego od rana do wieczora, więc nie mogłem zdjąć pełnej charakterystyki nasłonecznienia, ale na wykresie dość dobrze widać jej kształt. Ta linia przerywana jest z poprzedniego dnia. Drugi wykres jest z dnia deszczowego.
Zauważyłem, że panel musi pracować w punkcie swojej mocy maksymalnej, ponieważ w sytuacji zastosowania większych rezystancji charakterystyka jest płaska na górze – szybko dochodzi do maksimum, potem długo jest stała i następnie szybko opada.
Zapraszam też do poczytania o innym moim układzie do pomiaru temperatury gruntu: http://stacjepogody.waw.pl/index.php?topic=1234.0
-
Gratuluje pomysłu :) fajnie to wygląda. ciekawe jak będzie sprawować się w słoneczne dni. ( od rana do wieczora )
-
Jeszcze pokażę jak wygląda konwerter magistrali 1-Wire na port szeregowy RS232. Całość to 4 diody i rezystor.
-
Nie działa link do układu pomiarowego :'(
-
Nie wiem czemu ale wkleił mi się lin jakiś taki z "wyciętym" środkiem.
Ten jest właściwy:
http://www.sensorsmag.com/sensors-mag/1-wire-addressable-digital-instruments-environmental-monitor-1065
-
Kurczę niezłe ! Też myślałem o czymś takim, ale nie jestem pewien czy stać mnie na zrobienie tego samemu :) Dobra robota !
-
Jeszcze pokażę jak wygląda konwerter magistrali 1-Wire na port szeregowy RS232. Całość to 4 diody i rezystor.
Heh... mój wygląda podobnie tzn. też chinch jako gniazdo do 1Wire :)
-
[...] ukończyłem prace przy układzie do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego. [...]
Bateria jest zamontowana na dachu na takim wysięgniku z pręta ocynkowanego przy kominie. Skierowana jest na południe z malutkim przechyłem od poziomu ok. 20% (może nawet mniej). Zostawiłem mały przechył po to, aby w zimę spadał z panelu śnieg.
Ciekawy temat. Nie znam się za bardzo na pomiarach natężenia promieniowania ze słońca, ale przeczytałem, że panele słoneczne ustawia się pod kątem "szerokość geograficzna +/- 15°", czyli znacznie większym niż 20% (18°). Chociaż w stacji HP1001/3 czujniki promieniowania słonecznego i UV są na górze czujnika zewnętrznego (od północy), w poziomie. Natomiast pod kątem ustawiona jest bateria słoneczna (od południa). Zatem u Ciebie pochylenie pewnie jest ok.
Program działa dobrze, ale ma tylko opcje wyświetlania (rysowania wykresów) nasłonecznienia w procentach względem zadanej wartości maksymalnej, wyniki zapisuje też do pliku. Ta wartość max. ustawiana jest w miliwoltach a więc sygnału na wejście układu DS2438. Chciałbym natomiast tak to poustawiać i wyskalować, aby wartości były np. w watach na metr kwadratowy - W/m2. Niestety nie znam się zbytnio na programowaniu i sam raczej nie napiszę nic do obsługi tego.
Taką kalibrację w jednostkach W/m2 chyba trzeba by wykonać porównując odczyty z Twoich wykresów z wykresem promieniowania jakiejś pobliskiej stacji. Może mógłbym napisać taki program, który by zamieniał wartości procentowe na W/m2.
-
Ciekawy temat. Nie znam się za bardzo na pomiarach natężenia promieniowania ze słońca, ale przeczytałem, że panele słoneczne ustawia się pod kątem "szerokość geograficzna +/- 15°", czyli znacznie większym niż 20% (18°). Chociaż w stacji HP1001/3 czujniki promieniowania słonecznego i UV są na górze czujnika zewnętrznego (od północy), w poziomie. Natomiast pod kątem ustawiona jest bateria słoneczna (od południa). Zatem u Ciebie pochylenie pewnie jest ok.
Tak, mam lekko pochylony panel tak gdzieś ok. 20 stopni - ciężko to precyzyjnie ustawić. Oczywiście skierowany na południe.
Taką kalibrację w jednostkach W/m2 chyba trzeba by wykonać porównując odczyty z Twoich wykresów z wykresem promieniowania jakiejś pobliskiej stacji. Może mógłbym napisać taki program, który by zamieniał wartości procentowe na W/m2.
Tak, ale te wykresy generuje program, który odczytuje pomiary tak więc musiałbym dość dużo kombinować z tym. Ale oczywiście powinno to być zrobione właśnie tak jak piszesz. Dodam tylko, że w lato wskazania maksymalne dochodzą do ok. 90-95 % (nigdy nie doszły do 100%)
Popatrz tutaj: http://stacjepogody.waw.pl/index.php?topic=1240.0
-
Latem pomiary będą na poziomie 1100W/m^2 i pewnie około 1000W/m^2 w okolicy kolegi kriu. Ciekawi mnie czy z czasem osłona panelu nie ulega degradacji pod wpływem promieniowania i nie staje się bardziej matowa, oraz jak duży ma to wpływ na wyniki pomiarów.
-
Latem pomiary będą na poziomie 1100W/m^2 i pewnie około 1000W/m^2 w okolicy kolegi kriu. Ciekawi mnie czy z czasem osłona panelu nie ulega degradacji pod wpływem promieniowania i nie staje się bardziej matowa, oraz jak duży ma to wpływ na wyniki pomiarów.
Panel mam zamontowany od wakacji 2012 roku. Jest lekko matowy ale wydaje mi się, że nie ma to większego wpływu. Może trochę rozprasza światło ale za to nie odbija. Wystarczy go po prostu wypolerować np. taką szmatką do polerowania sreber. Ale wydaje mi się, że wskazania w ogóle nie zmieniły się.