LCD Solarcontroller 20A Version

LCD Solarcontroller mit Atmel Controller ATMEGA8

    • multifunktionales Anzeige- Mess- und Aufzeichnungsgerät
    • mit dem Relais ist zusätzlich eine Ladereglerfunktion möglich
    • Messung von Strom, Spannung, Leistung und Datenlogger fr 248 Tage
    • Anzeige der Ertragswerte von heut, gestern und der kompletten letzten Woche
    • Messbereich -20…+20A / Aufloesung: 2mA
    • mit einem externen Shunt kann 200A bei 20mA Aufloesung gemessen werden
    • Akkuspannungsmessung bis 100 Volt / Aufloesung 0,1 Volt
    • die Eigenstromaufnahme liegt unter 15 mA
    • kann direkt aus dem Akku versorgt werden oder …
    • kann auch mit externer Stromversorgung (12-50 Volt DC) betrieben werden
    • für 12 und 24 Volt Solarsysteme
    • grosses und beleuchtetes 4 Zeilen LCD Display
    • Anzeige und Aufzeichnung des erzeugten, verbrauchten und vorhandenen Stroms (Akkurestkapazität)
    • Anzeige der erzeugten, verbrauchten und vorhandenen Leistungen und Erträge in Watt
    • der Datenlogger arbeitet mit einem EEPROM – die stündlich aufgezeichneten Daten gehen bei abgeschalteter Spannung nie verloren
    • eine interne Uhr steuert die Speicherfunktionen des Datenloggers
    • die Daten des Datenloggers können über Excel verarbeitet werden
    • wählbare Power Management Funktion steuert LCD-Hintergrundbeleuchtung
    • Strom- und Spannungswerte werde in einem seriellen EEPROM gespeichert und können über RS232 an einen PC übertragen werden.
    • die Leistungsanzeige kann bei grossen Anlagen auf KWh umgestellt werden – Messbereich dann 0-99999 KWh / 1 Watt Auflösung
    • zuschaltbare serielle Minutenausgabe der kompletten Displaydaten
    • programmierbares 16A Relais mit frei wählbarer Schalthysterese
    • ein I2C Bus ermöglicht externe Hardwareerweiterungen
    • Controller wird direkt in der Schaltung über die SPI Schnittstelle programmiert
    • Selbstentladung des Solar-Akkus kann programmiert werden (0-255mAh)
  •  

neue Software Version V1.40 – Solarcontroller mit 4 Zeilen LCD-Display (15.03.2004)

1.Zeile – geladene, entladene und Restkapazität in Ah
2.Zeile – geladene, entladene und Restleistung des Akkus Wh
3.Zeile – Uhrzeit, Akkusspannung und aktueller Strom
4.Zeile – Ertragskapazität der letzten 7 Tage, letzter Tag, heutiger Tag in Ah


der externe Shunt ist nur beim 200A Messbereich nötig


satte Schraubklemmen, isolierte Montageplatte, 0,5 Prozent Genauigkeit 150A/150mV = 1mOhm

…ab Version 1.40 – Displayumschaltung von Wh auf KWh und 200 A Messung mit externem Shunt von 1 mOhm

download PDF Anleitung / Beschreibung / Schaltung (691 KB)
download Schaltung (118 KB)
download Leiterplattenlayout 100x80mm (103 KB)
download Bestückung der Leiterplatte (31 KB)

 


 

Version V1.20 – Solarcontroller mit 2 Zeilen LCD-Display (2004)

bei dieser 2004’er Version werden über eine Laufschrift Entladestrom, Ladestrom, Reststrom, Entladeleistung, Ladeleistung, Restleistung angezeigt

 

Solarcontroller ohne LCD Display (Hardware beider Versionen ist identisch)

 

Loggfunktion des Solarcontrollers (15.08.2004 – 03.12.2005)
es werden die erzeugten Ah je Tag (pink) und der Durchschnitt von 30 Tagen (blau) dargestellt und der Jahresdurchschnitt (schwarz)

0,548 Ah aus Akku verbraucht (Radio als Verbraucher)
1,432 Ah Solarstrom wurde in den Akku geladen
0,011 A positiver Strom = zur Zeit wird der Akku geladen
17,2 Volt aktuelle Akkuspannung

Historie des SOLAR-Projekts

30.09.2003 Versuche mit Solarzelle – Handy Akku sollte geladen werden
05.10.2003 Solarmodul sollte die geladenen Ströme anzeigen
06.10.2003 ein kleiner Atmel-Controller (AT90S4433) soll verwendet werden
10.10.2003 Prototyp auf Lochrasterplatte entsteht, SPI Schnittstelle – erspart Controllerwechsel
15.10.2003 Probleme mit schwankender (+ und-5…10mA) Stromanzeige
17.10.2003 negative 12Volt-Spannung verstärkt, gleichbleibendes Problem
20.10.2003 2 OPVs weniger – Dank neuer Stromrichtungserkennung, Anzeige fast konstant
22.10.2003 Glättung für Analogreferenz an Controller – Anzeige ist nun konstant
25.10.2003 Entscheidung für neueren ATMEGA8 – mehr Speicher + Multiplikation im Kernel
26.10.2003 Code läuft nach kleinen Schwierigkeiten auch im ATMEGA
30.10.2003 Idee variablen Anzeige – mit 5 Displaystellen, höchste der 8 ASCII-Stellen anzeigen
02.11.2003 Kapazitätsberechnung fertig, die Schaltung + Layout wird gezeichnet
08.11.2003 4 Tage Dauertest Hardware & Software – mit A5 Solarzelle = 1,89 Watt/Tag
14.11.2003 Schaltung und Layout sind fertig, eine erste Leiterplatte wird gefertigt
17.11.2003 Leiterplatte bestückt, umschaltbare Strommessung getestet, Schaltungsänderungen
19.11.2003 Software Verstärkungsumschaltung (Strommessung) eingebunden 1mA-9,99A
23.11.2003 erste Zeile mit Laufschrift für die 3 Strom-Werte
25.11.2003 Berechnung aller Leistungen und Anzeigewerte in Watt
26.11.2003 auch Leistungen werden in Zeile 1 (54 Zeichen) Laufzeile angezeigt
28.11.2003 Layoutänderung, Controller kann -12V und LED Licht abschalten = I kleiner 12mA
30.11.2003 alle Daten können im EEPROM gespeichert und wieder eingelesen werden
01.12.2003 IDLE SLEEP Modus reduziert Controllerverbrauch von 6 auf 1mA (in Nachtstunden)
03.12.2003 Offset wird per Software berichtigt, Bauteile der Schaltung entfallen
21.12.2003 4 Stufen Software Power Management verringer automatisch den Stromverbauch
26.12.2003 automatisches Softwarereset (Brown-out Detection) bei 4,1 Volt VCC eingefügt
29.12.2003 Relaisfunktion fertig, schaltet bei einprogr. Spannung und/oder Capazität
30.12.2003 Sonderzeichen zeigen Power Management Funktion im Display an
04.01.2004 Menü für Einstellung Selbstentladung Akku und Korrektur im Power Management
07.01.2004 neue Power-Save-Funktion, jederzeit nur 13mA Eigenstromverbrauch
08.01.2004 16A Relaisfunktion i.o. – Verbraucher aus bei Unterspannung und/oder -capazität
09.01.2004 Menü für Akku Selbstentladung (0-255mAh), trotz alter Akkus – immer richtige Werte
23.01.2004 12V entfällt, neues Schaltnetzteil für 5V, Stromverbrauch minimale 6mA
24.01.2004 neues Leiterplattenlayout entsteht, neuer Strommessbereich bis 20A geplant
26.01.2004 Layout mit ATMEL 512Kbit I2C-EEPROM Speicher für Solar – Logdaten
05.02.2004 neues Layout+Leiterplatte fertig, Messbereich auf 20A erweitert
09.02.2004 neuer OPV -> kleinerer Offset, angezeigte Akkuspannung justierbar
12.02.2004 Software für EEPROM Datenlogger und Softwareuhr entsteht, je h ein Datensatz
22.02.2004 I2C lesen/schreiben o.k. und Uhr Software fertig, Datenlogger angefangen
24.02.2004 Datenlogger fertig, speichert 1/4 Jahr jede Stunde die wichtigsten Daten
27.02.2004 Datenkompression erweitert Seicherkapazität auf 248 Tage
28.02.2004 Software nun komplett fertig
01.03.2004 neues Layout und Schaltung zum downloaden, Dauertest…
20.04.2004 je nach Quarz geht die Systemuhr bis zu 3 Sekunden pro Tag falsch
21.04.2004 Software und Menü zum Justieren der Systemuhr
23.04.2004 Menü zum Justieren der angezeigten Spannung eingefügt
22.05.2004 PDF Aufbau- und Justageanleitung erstellt
09.01.2005 in wenigen Tagen werde ich eine 200 Tage Solar-Aufzeichnung darstellen
19.01.2005 Tastenprellen beseitigt, täglich werden Daten im EEROM gesichert
21.01.2005 gesicherte Daten werden nach Reset wieder eingelesen
05.02.2005 neues 80 Zeichendisplay (4 Zeilen mit je 20 Zeichen)
06.02.2005 Ertragsanzeige aktueller Tag, letzter Tag, letzte Woche
12.02.2005 Spannungshysterese (0,0-9,9 Volt) beim Relais programmierbar
16.02.2005 Langzeitaufzeichnung mit Excel aufgearbeitet – Diagramm erstellt
14.08.2005 Langzeitaufzeichnung aufgearbeitet – Diagramm mit Jahresdurchschnitt erstellt.
21.08.2005 mit externem Shunt 0,001 Ohm = Messbereichserweiterung auf 200A
04.09.2005 Langzeitaufzeichnung aufgearbeitet – Jahresdiagramm
05.09.2005 aktuelle Displaydaten des Solarcontrollers werden über mein LAN Board per FTP ins www gesendet
27.02.2006 neues Diagramm der Logdaten bis 03.12.2005
05.03.2009 neue Software V1.40 – alle Speicherzellen und Berechnungen um 3 Stellen erweitert (Wattumschaltung auf KWh , serielle Minutenausgabe der Displaydaten)
12.06.2010 Hochstromshunt für den 200A Bereich getestet
Nahaufnahme Hochstromshunt 150A / 150mV = 0,001 Ohm