Ich möchte den Strom und die Spannung von einer Reihe kleiner Solarmodule (ca. 10 V und 100 mA, aber noch nicht festgelegt) mit einem Raspberry Pi messen. Es wird zwischen 4 und 6 Panels geben.
Dieses Projekt muss über einen angemessenen Zeitraum ohne viel Wartung ausgeführt werden. Es sollte Teil einer interaktiven Museumsausstellung zum Thema Solarenergie sein.
Teil eins:
Spannung: Verwenden Sie einen Spannungsteiler vom Pluspol.
Strom: Verwenden Sie einen 1-Ohm-Widerstand und messen Sie den Spannungsabfall. Ich möchte einen 1 Ohm verwenden, damit er den Messwert basierend auf dem Kopf oder verschiedenen anderen Faktoren nicht beeinflusst.
Planen:
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Zweiter Teil:
Da es auf dem PI keinen ADC gibt, würde ich gerne einen MCP3008 verwenden, teilweise weil ich weiß, dass er mit dem PI unterstützt wird, und teilweise weil er in einer SOIC- und DIP-Version verfügbar ist. Die endgültige Version davon wird eine benutzerdefinierte Leiterplatte sein. Und es hat 8 Kanäle, so dass ich 4 Panels anschließen kann.
Wird es Probleme geben, einen zweiten MCP3008-Chip hinzuzufügen, wenn ich mehr als 4 Panels hinzufügen muss? Ich habe noch nie GPIO-Programmierung auf einem PI gemacht.
Gibt es eine bessere Möglichkeit, den Strom zu messen? Ich habe mich auch mit der Verwendung eines PMIC wie dem INA212-214-Q1 von Texas Instruments beschäftigt, aber es schien viel komplizierter zu sein, als nur den 1-Ohm-Widerstand zu verwenden.
Gibt es etwas, das ich vermisse?
Ihr R1 ist mit GND verbunden und wird nichts messen. Sie möchten wahrscheinlich so etwas:
Dies funktioniert, wenn Sie nicht benötigen, dass ein Ende der Last mit Masse verbunden ist. In diesem Fall muss der Messwiderstand auf die High-Side verlegt werden und erfordert zusätzliche Schaltungen.
Ihre Schaltung ist falsch, weil Ihr Strommesswiderstand nirgendwohin führt.
Es sollte so etwas sein.
Besser lesbarer Schaltplan:
Der "Current Sense" -Ausgang von diesem gibt Ihnen den gesamten Solarpanelstrom (einschließlich Spannungsteilerstrom).
Der Ausgang "Voltage Sense" gibt Ihnen Spannung unter Last, jedoch ohne Spannungsabfall am Strommesswiderstand. Sie können dies in der Software kompensieren, indem Sie einfach Spannungen von "Current Sense" zu "Voltage Sense" hinzufügen.
Bei 100 mA tritt ein Abfall von 0,1 V am 1-Ohm-Strommesswiderstand auf, daher denke ich, dass ein 1-Ohm-Widerstand in Ordnung ist, aber 1-kOhm-Widerstände im Spannungsteiler könnten höhere Werte haben, z. B. 5 k.
Sie können auch die Verwendung von ADC mit höherer Auflösung in Betracht ziehen.
Ich verwende den 4-Kanal-MCP3424 im 14-Bit-Modus für ähnliche Zwecke. Es funktioniert gut mit RPi, wenn Sie dafür eine Python-Bibliothek benötigen - fragen Sie einfach.
Barry
TD Hofstetter
Kamil