- Phần cứng được sử dụng:
- Chương trình cho ESP8266:
- Máy chủ Web nhúng ESP8266:
- Giao tiếp với Ứng dụng di động (Blynk)
- Giao tiếp với ThingSpeak
Mục tiêu của dự án này là giám sát Ngân hàng Pin Lithium từ xa trong việc lắp đặt năng lượng mặt trời. Nó theo dõi dòng điện riêng lẻ cho từng Bộ pin. Nó cũng giao tiếp với bộ sạc năng lượng mặt trời và tính toán giá trị trực tiếp của điện năng đến nhà và ngân hàng pin. Nó bao gồm một máy chủ web với các biểu đồ, dữ liệu lịch sử nội bộ và tùy chọn cũng có thể tải dữ liệu lên Thingspeak và Blynk.
Dự án IoT này là một phần của thử nghiệm, nhằm kiểm tra hoạt động và tuổi thọ của các gói pin Li-ion (bao gồm BMS) được kết nối song song tại nơi lắp đặt năng lượng mặt trời. Hóa chất pin Lithium được sử dụng ở đây không phải là LiFePo4 3,65V / Cell thường được khuyến nghị cho các lắp đặt năng lượng mặt trời, mà là pin Li-ion thông thường 4,2V / Cell, với nhiều dung lượng hơn và rủi ro vận hành. Như có thể thấy trong ảnh trên, Gói pin được đặt bên trong túi an toàn ở phía dưới và Máy phân tích pin và mọi thứ đều ở trên nóc. Bộ điều khiển năng lượng mặt trời được sử dụng ở đây là Tracer 2206AN.
Phần cứng được sử dụng:
Sơ đồ mạch hoàn chỉnh cho hệ thống giám sát pin Lithium ion này được hiển thị bên dưới
Các NodeMCU (D-Duino) bảng được cung cấp bởi một chuyển đổi buck DC-DC mà biến dòng điện áp đầu ra của pin để 5V. Chân đầu ra DC điều chỉnh 3.3V trên bo mạch được sử dụng để cấp nguồn cho cảm biến DS18B20 và RHT03. Sơ đồ cũng cho thấy cách kết nối 5 pin Lithium (mỗi pin 24V) thông qua cảm biến dòng ACS712 để theo dõi dòng điện qua mỗi pin. Các giá trị tương tự đầu ra tạo thành các cảm biến dòng điện này được đo bởi các mô-đun ADC ADS1115 để có độ phân giải cao hơn, kết quả thu được sau đó được chuyển đến bo mạch ESP thông qua Giao tiếp I2C. Bạn cũng có thể tham khảo dự án Giám sát năng lượng này, nơi ACS712 đã được sử dụng theo cách tương tự. Chúng tôi cũng đã sử dụng một mô-đun cảm biến điện ápđể theo dõi điện áp của pin. Dự án này chỉ theo dõi điện áp hoàn chỉnh của bộ pin, bạn có thể kiểm tra dự án giám sát điện áp của ô này nếu bạn phải theo dõi điện áp của mỗi pin.
Bạn có thể lưu ý cách bảng điều khiển Năng lượng mặt trời (24V 500W) được kết nối với bộ pin thông qua Bộ điều khiển năng lượng mặt trời MPPT để sạc bộ pin từ năng lượng mặt trời. Bộ điều khiển năng lượng mặt trời giao tiếp thông qua RJ45 vì vậy chúng tôi đã sử dụng bộ chuyển đổi XY-017 TTL sang RS485 để giao tiếp giữa bộ điều khiển năng lượng mặt trời và bo mạch ESP8266.
Chương trình cho ESP8266:
Trong màn hình pin lithium ion này, ESP8266 (D-duino) được lập trình để đọc dòng điện và điện áp của bộ pin và cũng giao tiếp với bộ sạc năng lượng mặt trời để tính toán các giá trị trực tiếp của nguồn điện đến nhà và bộ pin. Chúng tôi cũng đã thiết lập một Máy chủ web để lập biểu đồ dữ liệu lịch sử và trực quan hóa các thông số. Chúng tôi cũng đã lập trình một tùy chọn để tải các giá trị này lên ThingSpeak và Blynk để giám sát chúng từ xa qua internet. Nếu bạn chưa quen với ThingSpeak và Blynk, bạn có thể tham khảo hai dự án dưới đây.
- Theo dõi nhiệt độ và độ ẩm bằng Thingspeak
- Điều khiển đèn LED RGB bằng Blynk
Sau khi hiểu những điều cơ bản, chương trình sẽ tự giải thích. Chương trình hoàn chỉnh cho dự án này có thể tải xuống từ liên kết dưới đây. Bạn có thể sử dụng Arduino IDE để tải trực tiếp mã này lên bảng ESP của mình.
- Mã cho Hệ thống giám sát pin Lithium dựa trên IoT
Ghi chú về chương trình
Đảm bảo bạn đưa các gói thư viện sau vào IDE Arduino của mình trước khi biên dịch mã
- Adafruit_ADS1015 (Đầu vào tương tự)
- NtpClientLib (Ứng dụng khách NTP có hỗ trợ DST)
- TimeLib (Chức năng thời gian)
- Adafruit SSD1306 - Trình điều khiển màn hình OLED
- RemoteDebug - Nhật ký gỡ lỗi Telnet
- Modbus Master - dành cho giao tiếp MODBUS
Đối với giao tiếp Modbus RS485 với Tracer, những tài liệu tham khảo này từ dpoulson và jaminNZx rất hữu ích
Máy chủ Web nhúng ESP8266:
Trang máy chủ web hiển thị các Số đo thô từ đồng hồ đo hiện tại và các giá trị thu được từ Giao tiếp MODBUS với bộ sạc. Nó cung cấp một tùy chọn để điều khiển trực tiếp Rơ le trạng thái rắn AC và đầu ra Tải DC trong bộ sạc năng lượng mặt trời. Nó cũng cung cấp một tùy chọn để bật / tắt truyền thông Blynk hoặc Modbus. Trang máy chủ web hoàn chỉnh cho hệ thống giám sát pin lithium ion được hiển thị bên dưới
Hình ảnh dưới đây cho thấy các giá trị Phân phối điện từ Bảng quang điện đến Nhà, Ngân hàng Pin và Gói:
Dữ liệu trực tiếp được vẽ dưới dạng biểu đồ trên máy chủ web được hiển thị bên dưới
Cũng có thể xem dữ liệu lịch sử bằng cách chọn dữ liệu và thời gian cần thiết. Điều này cho phép hệ thống được giám sát từ xa bất kỳ lúc nào.
Giao tiếp với Ứng dụng di động (Blynk)
Như đã nói trước đó, chương trình cho màn hình pin lithium này cũng cho phép chúng tôi giao tiếp với một ứng dụng di động có tên Blynk để theo dõi từ xa. Bạn có thể tải ứng dụng từ cửa hàng Play hoặc Appstore. Ảnh chụp nhanh của ứng dụng di động được hiển thị bên dưới
Sau khi đã tải xuống ứng dụng Blynk, bạn có thể quét mã QR này bên dưới để thiết lập dự án sẵn sàng thử nghiệm.
Giao tiếp với ThingSpeak
ThingSpeak là một nền tảng phân tích IoT phổ biến. Chúng tôi cũng đã lập trình ESP của mình để gửi các giá trị được giám sát tới ThingSpeak. Các bảng điều khiển ThingSpeak được hiển thị bên dưới.
Bạn có thể tải mã hoàn chỉnh cho màn hình pin lithium này từ đây.
Hy vọng bạn hiểu dự án và sẽ sử dụng nó trong khi xây dựng hệ thống của bạn. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng để lại chúng trong phần bình luận hoặc sử dụng diễn đàn của chúng tôi cho các câu hỏi kỹ thuật khác.