IOT – Internet Of Things

 


Projeto CoMoSisFog

Controle e Monitoramento de um Sistema Fotovoltaico off grid


Sistema fotovoltaico off grid


O sistema é constituído por 8 painéis “Canadian CS6K-270” de 270Wp cada. Eles estão interligados de forma a estabelecer dois conjuntos iguais de 4 painéis. Cada conjunto tem cada 2 painéis interligados em série e por sua vez interligados em paralelo. Cada conjunto alimenta um controlador “Controlador de Carga MPPT Epsolar Tracer-4210A 40A 12/24V” através de um stringbox de proteção. Os 2 controladores fazem a carga de um banco de baterias constituído de 6 baterias estacionarias “Heliar Freedom DF4100” de 240Ah cada. Estas baterias estão interligadas de forma a obter um banco de 24V. Os controladores estão interligados ao banco de baterias através do stringbox de proteção de forma invertida entre eles (um controlador alimenta o + da 1ª bateria e o – da última bateria e o outro controlador alimenta o – da 1ª bateria e o + da última bateria). Ao banco de baterias está ligado, via um disjuntor DC de 80A, um “Inversor Senoidal Epsolar SHI2000-22 – 2000VA / 24Vcc / 220Vca” que alimenta os refletores LED (tipo1 e tipo2) do jardim (~ 550W) em 220Vca através de disjuntores de proteção. O controle e monitoramento deste sistema é feito através de um “controlador dos refletores” e um “monitor dos parâmetros elétricos de carga e descarga do banco de baterias”. O controlador e o monitor estão integrados no projeto CoMoSisFog que usa técnicas de IOT.


Descrição do Projeto CoMoSisFog


Monitor dos parâmetros elétricos de carga e descarga do banco de baterias – MoPel V1.1

O MoPel (ESP32placa TTGO com display OLED e bateria anexa –  eeprom I2C  24LC256) faz a monitoração da voltagem, corrente, potência e energia fornecidas ao banco de baterias por cada um dos controladores de carga e consumidas pelo inversor através de 3 sensores INA226 e um RTC SD3231M. Além disso ele monitora o estado de carga do banco de baterias. Os dados coletados são mostrados, em intervalos de tempo configurados, em um display OLED local, enviados para um Broker externo (CloudMQTT) para serem acessados via celular, para o ThingSpeak para serem plotados e analisados via Matlab e para um AT Xmega 128A1 local via serial (que também faz parte do controlador dos refletores) para serem armazenados em SD para análise posterior. Todos os componentes do MoPel são alimentados em 5vdc obtidos via o banco de baterias (12vdc) através de um regulador de tensão step down buck Xl4015-5a .

Sketch  MoPel V1.1

 

Serial Xmega

ThingSpeak

ThingSpeak

Matlab

MQTT Dash

ESP32 – placa TTGO

 

 

Monitor serial

Monitor serial

CloudMQTT

 

 

 

 

 

 


Controlador dos refletores – CoRef


O controlador é formado por duas partes. A parte local fica junto ao monitor dos parâmetros elétricos e faz o acionamento dos refletores LED individualmente ou em conjuntos considerando as configurações estabelecidas via a parte remota ou localmente. Ele se comunica com o monitor dos parâmetros elétricos via serial (UART) e com a parte remota (outro AT Xmega 128A1) via Xbee (a comunicação via Xbee é para garantir o funcionamento do controlador dos refletores mesmo na ausência de sinal WiFi e quando a distância for grande). A parte remota do controlador dos refletores (com microcontrolador AT Xmega 128A1) é portátil com bateria recarregável, LCD, teclado, Xbee, faz todas as configurações do sistema e controla os refletores LED.

Pergunta que não quer calar: porque AT Xmega 128A1 e Xbee?  Resposta: porque tenho vários ociosos, então vou aproveitá-los. O  AT Xmega 128A1 está numa plaquinha excelente (CrumbX128A1) da Chip45 . Para programá-lo uso: AVR ATmega Xmega Bootloader – chip45boot2, CodeVisionAVR Compiler by HP Infotech e XCTU . A programação é em ANSI C.


Controlador dos refletores  CoRef-local

O CoRef-local é composto de:

Hardware

Software