2013年10月29日

遠隔監視装置を設置する(その8)

試作した日照センサーに使用した抵抗値の決定には、ESEN15のV-I特性を測定した上で0-10mVや0-5Vでの出力を想定して決定していますが、思ったようにはいかないようです。

前回の記事では、5.1kΩ+7.5Ωのシステムにおいて、
0-10mV 0-2,000W/m2
0-5V 0-1,500W/m2
にアサインできると予想しましたが、実際に計測してみると、
0-10mV 0-1,000W/m2
0-10V 0-1,500W/m2
となってしまいました。

参考までに、3kΩ+5.1Ωのシステムでは、
0-10mV 0-2,000W/m2
0-5V 0-1,700W/m2
にアサインできると予想しましたが、実際には、
0-10mV 0-5,400W/m2
0-5V 0-6,400W/m2
となっています。

V-I特性を吟味して抵抗値を決定しているので、予想と実際が乖離した理由は正直よくわかりません。こんなに違うのですから、予測はほとんど大外れということで、何のためにV-I特性を調べたのかわからなくなってしまいます。5kΩと3kΩでは、異なるESEN15を使っていますので、ESEN15の個体差が原因かもしれません。
日照特性曲線が、市販させている日照センサーと異なることは、前回の記事中のグラフに示した通りです。この傾向は、3kΩ+5.1Ωのシステムでも大きく変わることはありませんが、出力電圧(0-5V)がロガーWDR-7のアナログ入力の範囲に収まるので、結局、3kΩ+5.1Ωのシステムを採用することにしました。
いずれにしても、ESEN15を改造しても、市販の日照計に類似した計測データを得ることは難しいということです。晴れと曇りの違いを判別することくらいできるのではないかと安易な気持ちで実験を進めましたが、確かに昼と夜は判別できるものの、晴れと曇りを判別することは、どうにもうまくいかないことがわかりました。
結局、発電所には、3kΩ+5.1Ωのシステムから出力される0-5Vを0-5,400W/m2にアサインして使用しています。数百円のコストで作ったものなので、これでいいのだと割りきっています。

日照センサーの試作についての記事は一段落させて、次回からは、DTI Serverman SIM LTE 100により、プライベートなIPアドレスを付与されたルータの傘下のロガーWDR-7をどうやって遠方から保全するのか、リアルタイムの計測値を得る方法などについて記載したいと思います。
posted by bmasterna at 23:46| Comment(1) | 遠隔監視装置

2013年10月28日

遠隔監視装置を設置する(その7)

日照センサーについて(その2)

正規に販売している日照計と今回ESEN15で作った日照センサーとの比較を行いました。
前回の記事に改造後の回路図を掲載している。R1=5.1kΩ R2=7.5Ωで7.5Ω側の電圧降下を測定したグラフを示します。スケーリングは、0-10mVを0-1000W/m2にアサインしています。

graph1_cloudy.jpg

sunny.jpg

上側の測定日は、曇りがちな日で、下側は晴れ時々曇りの天候でした。どちらの日も日照計は、日照量の変化がスムーズで、晴れと曇りと夜間を区別できそうですが、ESEN15による日照センサーは、夜間と昼間は区別できるのですが、晴れと曇りの違いは、うまく検知できないようです。
それでも、非常に安価なので、どれくらい使えるものか、試験していきたいと考えています。
参考までに、5.1kΩ+7.5Ωの電圧降下で使用する場合のスケーリングは、0-10Vで0-1500W/m2程度になります。
0-10VではロガーWDR-7の電圧入力のスケールオーバーになるので、直接入力する場合には、もう少し工夫が必要のようです。(続く)
posted by bmasterna at 23:56| Comment(0) | 遠隔監視装置

2013年10月20日

遠隔監視装置を設置する(その6)

日照センサーについて

以前ブログに記載しているように、ESEN15というソーラー発電付きLEDライトを改造して、日照センサーを作りました。市販の日照計は非常に高価(6万円〜)なので、日差の有無や快晴と曇り、雨が変わる程度のセンサー目的の場合には、高級すぎると言えると思います。したがって、ESEN15の改造センサーによる計測値は、日照量の目安であって、その計測値にはほとんど意味を持ちません。
ESEN15は、展示会などのノべルティーでしばしば配布されているので、購入されなくても、持っておられる方も多いと思います。
このLEDライトを分解します。非常に小型のPVパネルと制御基板が現れます。制御基板上の部品は、ダイオード以外を全て取り除き、抵抗器を2つ取付します。抵抗器はひとつでもいいのですが、市販の日照計を意識して、0-10mVでの日照量出力もできるようにしようとして、このような回路を作ることにしました。
2013-09-30 13.09.17.jpg
回路図.jpg
kibansetsumei.jpg

今回は、0-10mVの出力は使用せずに、0-5Vの出力を直接WDR-7のアナログ入力に接続しました。

このようなセンサーを作る過程でかわったことは下記の通りです。
(1) ESEN15に付属するPVモジュールに関係なくLEDライトは内臓の電池により発光する。したがって、内蔵電池が消耗するとLEDは点灯しなくなる。PVモジュールによる充電はほぼ不可能。
(2) ESEN15の基板とPVモジュールは、両面テープで接着されている。基板とPVモジュールは正常でも、PVモジュールから出力される電圧信号は、基板に伝達されない場合がある。見た目には、PVモジュールと基板はハンダ付けされているように見えるが、実は両面テープの力で接合しているだけ。
(3) 見た目にPVモジュールと基板はハンダ付けされているように見えるハンダの塊(正極、負極共に)をできるだけ、ハンダゴテで崩さないようにする必要あり。一度、崩すと、回復は不可能で、基板とPVモジュールを繋ぐことができなくなる。

このようなことから、まず、基板とPVモジュールを接着剤を利用してしっかりと接合させます。さらに、基板に対して、PVモジュールの開放電圧4〜5Vがしっかり伝わってくることをテスター等で確認します。さらに、PVモジュールを手で覆うなどして、出力電圧が日照量によって変化することを確認します。
(続く)




posted by bmasterna at 22:19| Comment(0) | 遠隔監視装置