- Hardware usado:
- Programa para ESP8266:
- Servidor da Web incorporado ESP8266:
- Comunicação com aplicativo móvel (Blynk)
- Comunicando-se com o ThingSpeak
O objetivo deste projeto é monitorar um Banco de Baterias de Lítio remotamente em uma instalação solar. Ele rastreia a corrente individualmente para cada bateria. Ele também se comunica com o carregador solar e calcula os valores ao vivo da energia que vai para casa e para o banco de baterias. Inclui um servidor web com gráficos, dados históricos internos e, opcionalmente, também pode carregar dados para Thingspeak e Blynk.
Este projeto de IoT é parte de um experimento para verificar o comportamento e a vida útil de baterias de íon-lítio (BMS incluídas) conectadas em paralelo em uma instalação solar. A Química da Bateria de Lítio usada aqui não é LiFePo4 3,65V / Cell, o que normalmente é recomendado para instalações solares, mas as baterias Li-ion regulares 4,2V / Cell, com mais capacidade e riscos operacionais. Como pode ser visto na foto acima, os Packs de Baterias são colocados dentro de bolsas de segurança abaixo e do Analisador de Bateria e tudo está no teto. O controlador solar usado aqui é o Tracer 2206AN.
Hardware usado:
O diagrama de circuito completo para este sistema de monitoramento de bateria de íon de lítio é mostrado abaixo
A placa NodeMCU (D-duino) é alimentada por um conversor DC-DC buck que converte a tensão de saída da bateria para 5V. O pino de saída CC regulado de 3,3 V na placa é usado para alimentar os sensores DS18B20 e RHT03. O esquema também mostra como as 5 baterias de lítio (cada 24 V) são conectadas através do sensor de corrente ACS712 para monitorar a corrente através de cada bateria. Os valores analógicos de saída destes sensores de corrente são medidos pelos módulos ADS1115 ADC para maior resolução, o resultado obtido é então transferido para a placa ESP através da Comunicação I2C. Você também pode consultar este projeto de monitoramento de energia, onde o ACS712 foi usado de maneira semelhante. Também usamos um módulo sensor de tensãopara monitorar a tensão da bateria. Este projeto monitora apenas a tensão completa da bateria. Você pode verificar este projeto de monitoramento de tensão de célula se tiver que monitorar a tensão de cada bateria.
Você pode observar como o painel solar (24 V 500 W) é conectado à bateria por meio de um controlador solar MPPT para carregar a bateria a partir da energia solar. O controlador Solar se comunica por meio de RJ45, portanto, usamos o conversor XY-017 TTL para RS485 para a comunicação entre o controlador Solar e a placa ESP8266.
Programa para ESP8266:
Neste monitor de bateria de íon de lítio, o ESP8266 (D-duino) está programado para ler a corrente e a voltagem da bateria e também se comunicar com o carregador solar para calcular os valores vivos da energia que vai para casa e da bateria. Também configuramos um servidor Web para traçar dados históricos e visualizar os parâmetros. Também programamos uma opção para fazer upload desses valores para ThingSpeak e Blynk para monitorá-los remotamente pela Internet. Se você é novo no ThingSpeak e no Blynk, pode consultar os dois projetos abaixo.
- Monitoramento de temperatura e umidade usando Thingspeak
- Controlando RGB LED usando Blynk
Uma vez que o básico é entendido, o programa é autoexplicativo. O programa completo para este projeto pode ser baixado do link abaixo. Você pode usar o IDE do Arduino para carregar esse código diretamente na placa ESP.
- Código para sistema de monitoramento de bateria de lítio baseado em IoT
Notas sobre o programa
Certifique-se de incluir os seguintes pacotes de biblioteca em seu Arduino IDE antes de compilar o código
- Adafruit_ADS1015 (entradas analógicas)
- NtpClientLib (cliente NTP com suporte DST)
- TimeLib (funções de tempo)
- Adafruit SSD1306 - Driver de exibição OLED
- RemoteDebug - registros de depuração Telnet
- Modbus Master - para comunicação MODBUS
Para comunicação Modbus RS485 com Tracer, essas referências de dpoulson e jaminNZx foram muito úteis
Servidor da Web incorporado ESP8266:
A página do servidor web mostra as medidas brutas dos medidores atuais e os valores obtidos na comunicação MODBUS com o carregador. Ele oferece uma opção para controlar diretamente um Relé de Estado Sólido CA e uma saída de carga CC no carregador solar. Ele também fornece uma opção para ativar / desativar as comunicações Blynk ou Modbus. A página completa do servidor da web para o sistema de monitoramento de bateria de íon de lítio é mostrada abaixo
A imagem abaixo mostra os valores de distribuição de energia de painéis fotovoltaicos para casa, banco de baterias e pacotes:
Os dados ao vivo plotados como um gráfico no servidor da web são mostrados abaixo
Também é possível visualizar os dados históricos selecionando os dados e o tempo necessários. Isso permite que o sistema seja monitorado remotamente a qualquer momento.
Comunicação com aplicativo móvel (Blynk)
Como dito anteriormente, o programa para este monitor de bateria de lítio também nos permite comunicar com um aplicativo móvel chamado Blynk para monitoramento remoto. Você pode baixar o aplicativo da Play Store ou Appstore. O instantâneo do aplicativo móvel é mostrado abaixo
Depois de fazer o download do aplicativo Blynk, você pode escanear este código QR abaixo para obter a configuração do projeto pronto para teste.
Comunicando-se com o ThingSpeak
ThingSpeak é uma plataforma analítica de IoT popular. Também programamos nosso ESP para enviar os valores monitorados para ThingSpeak. O painel do ThingSpeak é mostrado abaixo.
O código completo para este monitor de bateria de lítio pode ser baixado aqui.
Espero que você tenha entendido o projeto e possa usá-lo durante a construção de seus sistemas. Se você tiver alguma dúvida, fique à vontade para deixá-la na seção de comentários ou usar nossos fóruns para outras questões técnicas.