描述

關(guān)于

有很多傳感器可用于測量各種天氣條件，如溫度、濕度、光照強度等，但沒有簡單的傳感器可用于測量太陽輻射量。這是因為太陽輻射很難測量，即使我們每天都能在皮膚上感受到它。

太陽輻照度是測量儀器波長范圍內(nèi)以電磁輻射形式從太陽接收到的單位面積功率。太陽波長的廣泛范圍是另一個難以測量的因素。

測量太陽輻射的儀器稱為日射強度計。日射強度計的價格從 200 美元到 800 美元不等，甚至來自中國供應(yīng)商，這使得普通愛好者無法獲得它們。

我最近正在考慮為我的家購買太陽能電池板，并想知道它是否值得，因此想估計我住的地方可用的太陽能量。

我對購買日射強度計不感興趣，所以我想我可以通過自己制作來節(jié)省一些錢并同時獲得一些樂趣。

這就是我制作自己的便宜小工具的原因，它可以幫助估計太陽輻射量。它使用一些易于訪問的組件和 Arduino 進(jìn)行計算。我的大部分組件都是從Chinavasion獲得的，但還有很多其他地方可以采購工具和設(shè)備，因為所有這些都是常見的。

設(shè)置

1. 你的太陽能電池應(yīng)該有 2 根電線，一根接地（黑色），另一根帶電（紅色）。如果您有不同的顏色代碼或無法區(qū)分它們，請使用萬用表檢查。將萬用表的探頭連接到兩根線，如果顯示的電壓為正，則黑色萬用表探頭連接的線是接地線，而紅色的是帶電的，如果電壓為負(fù)，則為另一種方式大約。

2. 通過我們選擇的電阻器將太陽能電池的地線連接到 Arduino 地，并將 VCC 線連接到任何模擬引腳。對于這個項目，我們將使用模擬引腳 A0。電阻器對我們的計算非常重要，因為我們預(yù)計它會比電池的內(nèi)阻大很多倍。

這就是我們現(xiàn)在所需要的。轉(zhuǎn)到編碼部分。太陽能電池通過將來自太陽的太陽能轉(zhuǎn)化為電能來產(chǎn)生能量，來自太陽的能量（輻射和光能）越高。產(chǎn)生的電壓越高。我們將使用這種直接的比例關(guān)系來估計太陽輻射。

將需要以下參數(shù)：

• Arduino 模擬參考電壓 = 5V（您的板上可能不同）

• 太陽能電池的最大電壓輸出（這將根據(jù)您使用的太陽能電池板而有所不同，您必須檢查以確認(rèn)這一點，因為這對我們的計算非常重要，對于平均計算器太陽能電池，它約為 5V）。

• 太陽能電池的尺寸。您可以使用尺子（長度以及查找區(qū)域所需的任何參數(shù)）進(jìn)行測量。

因此，我們將通過計算太陽能電池的功率并除以其面積來估算我們的太陽輻射。

• 功率 = pow (analogRead(A0), 2) / 電阻

• 面積 = 長度 * 寬度（假設(shè)我們有一個矩形）

• 太陽輻射=功率/面積

下面是示例代碼：

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
#define ANALOG_PIN A0 // Analog pin
#define RESISTANCE 10 // Resistance in thousands of ohms
#define PANEL_LENGTH 60 // Length of solar cell in mm
#define PANEL_WIDTH 20 // Width of solar cell in mm
volatile float Area;
volatile float Power;
volatile float Radiation;
/*
* Main Setup function
*/
void setup() {
// Begin serial communication
Serial.begin(9600);
while(!Serial);
delay(100);
}
/*
* Main Setup function
*/
void loop() {
Area = PANEL_LENGTH * PANEL_WIDTH / (100*100); // we are dividing by 10000 get the area in square meters
Power = pow(analogRead( ANALOG_PIN ), 2) / RESISTANCE ; // Calculating power
Radiation = Power / Area;
char *msg; 
sprintf(msg, " The Solar Radiation is %f W/M2 ", Radiation); // Generating message to be printed 
Serial.println(msg);
delay(1000);
}
/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

正常一天的平均輻照度值范圍為 150 至 300 W/M2。但這會因您所在的位置而異。在陽光明媚的日子或赤道附近地區(qū)，它可以高達(dá) 900。

要添加互聯(lián)網(wǎng)功能，我們可以使用以太網(wǎng)屏蔽。我們不必進(jìn)行任何其他新連接，只需將屏蔽安裝在 Arduino 上并將引腳放置在屏蔽上的相應(yīng)位置（即 Arduino 上的引腳 1 仍然是屏蔽上的引腳 1）