Serwis wykorzystuje pliki cookies. Korzystając z forum wyrażasz zgodę na używanie cookies. Więcej informacji w regulaminie.
StacjePogody.waw.pl

Autor Wątek: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego  (Przeczytany 7914 razy)

Offline kriu

  • Nimbostratus
  • ****
  • Wiadomości: 496
  • Otrzymał podziękowań: 21
  • Płeć: Mężczyzna
    • Moja stacja na Wunderground
  • Miejscowość: Rzeszów
  • Typ stacji: Velleman WS1080, Evolve Pilot 6", Conrad W263, inne układy pomiarowe 1-wire
Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« dnia: 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

Forum Użytkowników Stacji Pogodowych

Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« dnia: 24 Wrzesień, 2012, 21:56:37 »

Offline wiatromen

  • Cumulonimbus
  • *****
  • Wiadomości: 786
  • Otrzymał podziękowań: 32
  • Płeć: Mężczyzna
    • ikonka GG
    • Aktualne warunki pogodowe ok. Gołdapi
  • Typ stacji: WH 1080 ( Viking ART 02041 ), WS9162 IT, "no name -- market" Bioterm 174320
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #1 dnia: 24 Wrzesień, 2012, 22:56:17 »
Gratuluje pomysłu :) fajnie to wygląda. ciekawe jak będzie sprawować się w słoneczne dni. ( od rana do wieczora )

Offline kriu

  • Nimbostratus
  • ****
  • Wiadomości: 496
  • Otrzymał podziękowań: 21
  • Płeć: Mężczyzna
    • Moja stacja na Wunderground
  • Miejscowość: Rzeszów
  • Typ stacji: Velleman WS1080, Evolve Pilot 6", Conrad W263, inne układy pomiarowe 1-wire
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #2 dnia: 26 Wrzesień, 2012, 09:47:03 »
Jeszcze pokażę jak wygląda konwerter magistrali 1-Wire na port szeregowy RS232. Całość to 4 diody i rezystor.

Offline jezjacek

  • Stratus
  • ***
  • Wiadomości: 121
  • Otrzymał podziękowań: 1
  • Płeć: Mężczyzna
  • Typ stacji: Auriol H13726
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #3 dnia: 01 Październik, 2012, 16:47:50 »
Nie działa link do układu pomiarowego  :'(

Offline kriu

  • Nimbostratus
  • ****
  • Wiadomości: 496
  • Otrzymał podziękowań: 21
  • Płeć: Mężczyzna
    • Moja stacja na Wunderground
  • Miejscowość: Rzeszów
  • Typ stacji: Velleman WS1080, Evolve Pilot 6", Conrad W263, inne układy pomiarowe 1-wire
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #4 dnia: 01 Październik, 2012, 21:17:13 »
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

Offline farfami1

  • Cirrus
  • *
  • Wiadomości: 8
  • Otrzymał podziękowań: 0
    • domowe stacje pogody
  • Typ stacji: elektroniczna RB502
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #5 dnia: 19 Lipiec, 2013, 11:31:08 »
Kurczę niezłe ! Też myślałem o czymś takim, ale nie jestem pewien czy stać mnie na zrobienie tego samemu :) Dobra robota !

Offline szopler

  • Stratus
  • ***
  • Wiadomości: 198
  • Otrzymał podziękowań: 9
  • Płeć: Mężczyzna
  • Radioaktywny
    • Brak...
  • Miejscowość: Siedlce
  • Typ stacji: WS 2800 w rozsypce
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #6 dnia: 19 Lipiec, 2013, 18:15:34 »
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 :)

Offline geofinder

  • Stratus
  • ***
  • Wiadomości: 215
  • Otrzymał podziękowań: 5
  • Płeć: Mężczyzna
    • Stacja meteo - Rososz
  • Miejscowość: Rososz
  • Typ stacji: Viking 02041, Renkforce WH2600
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #7 dnia: 13 Styczeń, 2016, 00:41:02 »
[...] 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.
« Ostatnia zmiana: 13 Styczeń, 2016, 01:44:23 wysłana przez geofinder »

Offline kriu

  • Nimbostratus
  • ****
  • Wiadomości: 496
  • Otrzymał podziękowań: 21
  • Płeć: Mężczyzna
    • Moja stacja na Wunderground
  • Miejscowość: Rzeszów
  • Typ stacji: Velleman WS1080, Evolve Pilot 6", Conrad W263, inne układy pomiarowe 1-wire
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #8 dnia: 13 Styczeń, 2016, 08:36:04 »
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

Offline mati211p

  • Nimbostratus
  • ****
  • Wiadomości: 479
  • Otrzymał podziękowań: 15
  • Płeć: Mężczyzna
    • ikonka GG
    • MeteoSerwis24
  • Miejscowość: Świdnik Duży Drugi
  • Typ stacji: WS3600 - 11
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #9 dnia: 13 Styczeń, 2016, 15:05:27 »
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.

Offline kriu

  • Nimbostratus
  • ****
  • Wiadomości: 496
  • Otrzymał podziękowań: 21
  • Płeć: Mężczyzna
    • Moja stacja na Wunderground
  • Miejscowość: Rzeszów
  • Typ stacji: Velleman WS1080, Evolve Pilot 6", Conrad W263, inne układy pomiarowe 1-wire
Odp: Układ do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego
« Odpowiedź #10 dnia: 13 Styczeń, 2016, 17:46:34 »
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.