用于太陽能電池板的線性電機(jī)物聯(lián)網(wǎng)控制器

隨著能源成本的增加，太陽能電池板顯然是減少這些費(fèi)用的一條途徑。

即使有一對(duì)面板在一串(兩個(gè)串聯(lián))，和一個(gè)電網(wǎng)限制電流逆變器(如優(yōu)秀的SUN-1000GTIL2和SUN-2000GTIL2系列)，你可以節(jié)省很多錢-即使在冬天!后面的文章將詳細(xì)介紹各種具有成本效益的選項(xiàng)和經(jīng)驗(yàn)。

LMIC

LMIC(線性電機(jī)物聯(lián)網(wǎng)控制器)，安裝在兩個(gè)直流線性電機(jī)上，控制太陽能電池板傾斜機(jī)制。這個(gè)測試設(shè)置現(xiàn)在由我的Tasmota控制。

歷史

我一直在研究太陽能電池板和能源監(jiān)測，這導(dǎo)致了其他項(xiàng)目，如GTEM和GTIE，我決定重新利用一個(gè)舊的項(xiàng)目，控制躺椅和電動(dòng)床，稱為WREN。這個(gè)小的插入式裝置是為了安全控制24V直流直線電機(jī)和即插即用安裝而設(shè)計(jì)的。

LMIC項(xiàng)目的想法是采用我經(jīng)過驗(yàn)證的WREN設(shè)計(jì)，更新它并允許板控制面板上的線性電機(jī)-完成太陽能跟蹤。這些要求是：

需求

?柔性直流電動(dòng)機(jī)控制器

?寬輸入電壓范圍10V至38dc(允許12V， 24V-29V電源模塊)

?內(nèi)置電氣安全功能，如過電流和溫度

?輸出電機(jī)電壓復(fù)制輸入電壓

?Ai-Thinker基于ESP12S (ESP8266)

?可以O(shè)TA更新的嵌入式固件

?直流電源直通

?輸出峰值電流5.6A直流

?并聯(lián)運(yùn)行(增加對(duì)單個(gè)電機(jī)的電流)

?5.6A直流均方根通道

?溫度傳感器

?車載穩(wěn)壓3V3(內(nèi)部使用)

?UART閃爍端口。Wemos D1兼容。

The LMIC Board

現(xiàn)在修改后的規(guī)范已經(jīng)確定，LMIC板被設(shè)計(jì)和測試。

安全

環(huán)顧市場，我可以看到一系列的太陽能電池板直線電機(jī)控制器，但對(duì)我來說，最重要的方面，當(dāng)激勵(lì)這些直線電機(jī)，是安全的。繼電器控制不是我認(rèn)為安全控制直線電機(jī)!

直線電機(jī)具有令人難以置信的扭矩，加上極端天氣，重新利用我的舊WREN項(xiàng)目是唯一的出路。直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，已被證明是非?？煽康腟T L6205雙DMOS全橋驅(qū)動(dòng)IC。

軟件保護(hù)，作為主要的方法，在我?guī)啄昵白龅囊幌盗袦y試中被證明不是理想的，所以一個(gè)專用的硬件安全電路包含在板上，在警報(bào)旅行中設(shè)置一個(gè)標(biāo)志到GPIO。根據(jù)這個(gè)警報(bào)信號(hào)，你可以根據(jù)需要采取行動(dòng)——最好是停止!

與硬件安全相關(guān)的示例代碼可以在LMIC-1_Test_Code_Bring_Up_Hardware_Test中找到

安全要求：

?防止過流，如干擾

?過熱保護(hù)，熱關(guān)閉

?交叉?zhèn)鲗?dǎo)保護(hù)

?欠壓閉鎖

?穩(wěn)健的直流驅(qū)動(dòng)器

OLED顯示器

該板的一個(gè)簡潔功能是OLED I2C頭，因此您可以輕松地將顯示器直接連接到板上。

其他需求

在控制太陽能電池板方面，一個(gè)很好的功能不僅是集成到家庭自動(dòng)化系統(tǒng)中，而且還可以最大限度地利用陽光并防止強(qiáng)風(fēng)。這實(shí)際上是太陽追蹤。

1)有了陽光，顯然可以測量面板輸出，但在你有許多面板串，那么這可能不是完全可靠的。一個(gè)解決方案是在控制器中增加一個(gè)光電晶體管或二極管輸入。

太陽能跟蹤工作OK與單光二極管。多取點(diǎn)平均值是不錯(cuò)的，但一個(gè)能走多遠(yuǎn)呢?無論哪種方式，都需要在兩者之間添加一段時(shí)間(駐留)，這樣面板就不會(huì)不斷地前后移動(dòng)-不必要地給直線電機(jī)施加壓力。理想情況下，代碼中可以包含一些遲滯。這些都是實(shí)驗(yàn)的一部分。

2)在大風(fēng)、夜間或其他情況下，可以通過家庭自動(dòng)化系統(tǒng)和氣象站的風(fēng)速計(jì)來控制面板并安全下降，這是可行的。

設(shè)計(jì)

重新設(shè)計(jì)的WREN在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了改進(jìn)，稱為LMIC(線性電機(jī)物聯(lián)網(wǎng)控制器)。

L6205已配置為全并聯(lián)橋接，輸出為三路連接。

對(duì)alpha板進(jìn)行了一些更改，這些是OPTO輸入和用戶控制的附加按鈕-例如手動(dòng)上下，強(qiáng)制已知狀態(tài)等。

LMIC SDK被設(shè)計(jì)成適合防水外殼。

測試

LMIC beta通過兩個(gè)線性電機(jī)連接到面板上，結(jié)果工作得很好。它已經(jīng)服務(wù)了大約一個(gè)月，與Domoticz集成，并被證明是可靠的。

測試控制兩個(gè)直線電機(jī)的LMIC。

可用性

LMIC板現(xiàn)在可以使用SMT完成并準(zhǔn)備使用。單板采用0805組件。

代碼

示例代碼和一個(gè)新的Tasmota集成頁面，可以在GitHub上找到。

這個(gè)Tasmota集成目前將提供：

配置GPIOs

?配置web界面上下開關(guān)

?控制直線電機(jī)輸出

?配置直線電機(jī)控制器L6205使能線路，EN1

?預(yù)置周期(~60s)配置web交換機(jī)

?設(shè)置自動(dòng)計(jì)時(shí)器

?在1300打開直線電機(jī)，在1800關(guān)閉

如果需要，允許LMIC板是獨(dú)立的，并且不連接到代理/服務(wù)器

未來

包括檢查安全標(biāo)志：

由于我在一些水平面板上使用兩個(gè)直線電機(jī)(一端一個(gè))，為了安全起見，我還計(jì)劃包括一個(gè)MPU-6050陀螺儀/加速度計(jì)，給我一個(gè)“數(shù)字精神水平”(通過I2C)。然后，如果一個(gè)電機(jī)停止/堵塞，例如，面板將有效地開始傾斜/輕微扭曲，電機(jī)將立即停止!(保存我的面板)-好吧，這是理論-只需要做代碼，我只有36個(gè)小時(shí)的一天…

本文編譯自hackster.io