Jakiś czas temu na łamach portalu Mikrokontroler.pl, wraz z Kamami.pl oraz firmą Digilent, organizowaliśmy konkurs dotyczący wykorzystania przystawki pomiarowej Digilent OpenScope MZ w aplikacjach IoT. Dziś prezentujemy pierwszy wyróżniony projekt konkursowy – „Digilent OpenScope MZ w przydomowej elektrowni wiatrowej” Autorem projektu jest Sławomir Kabat.

Przydomowe elektrownie wiatrowe zazwyczaj wykorzystują nieduże, pojedyncze wiatraki o mocy kilku, kilkudziesięciu kilowatów. Moim pomysłem jest umieszczenie płytki OpenScope MZ wewnątrz takiego wiatraka. Samo urządzenie połączone będzie z automatyką domową, a jego peryferia podłączone do:

1-kanał oscyloskopu

Pierwszy kanał oscyloskopu podłączony zostanie bezpośrednio do uzwojeń generatora. Dzięki temu można obserwować napięcie z generatora oraz jego częstotliwość. Na podstawie częstotliwości sygnału możemy określić jak szybko wiatrak się kręci, a przez to oszacować jak mocno wieje wiatr. Jeśli wiatr przekroczyłby pewną wartość, można by poprzez automatykę domową np. zamknąć rolety w oknach w celu ochrony przed unoszonym przez wiatr kawałkami drzew. Dodatkowo można wygenerować ostrzeżenie o zebraniu prania z zewnątrz – automatyka domowa może wykryć skończenie pracy pralki oraz wysoką temperaturę na zewnątrz, co potencjalnie może znaczyć o wywieszonym praniu.

2-kanał oscyloskopu

Drugi kanał oscyloskopu podłączony jest przez szeregowo wpięty rezystor do wyjścia generatora. Kanał oscyloskopu jest podłączony w ten sposób, aby mierzyć spadek napięcia na rezystorze, a tym samym zbierać informację o prądzie chwilowym wytworzonym przez wiatrak. W połączeniu z wartością napięcia z kanału 1 oscyloskopu możemy obliczyć wygenerowaną moc. Wartość tą można przesłać bezprzewodowo do automatyki domowej, która na podstawie generowanej mocy z wiatraka oraz np. temperatury w zbiorniku dla wody użytkowej może zadecydować, czy wygenerowaną energię użyć do ogrzania wody za pomocą grzałki elektrycznej czy np. oddawać energię do publicznej sieci energetycznej. Przy małej generowanej mocy bardziej ekonomiczne może się okazać grzanie wody użytkowej, natomiast przy większej mocy oddawanie jej do sieci energetycznej.

Kanały cyfrowe 1÷4

Kanał 1 i 2 działają jako wejścia cyfrowe, do których podłączone są 2 fotodiody z dodatkowymi elementami, reagującymi na światło LED. Kanały 3 i 4 jako wyjścia cyfrowe, do których podłączone są 2 diody LED, które świeciłyby na fotodiody. Korzystając z wejść/wyjść cyfrowych z diodami i fotodiodami, w połączeniu z enkoderem przymocowanym do obrotowego korpusu, można ustalać kierunek z którego wieje wiatr. Po wysłaniu informacji bezprzewodowo, przy silnym wietrze automatyka domowa może zamknąć rolety tylko z kierunku z którego wieje wiatr, a nie wszystkie. Przy silnym wietrze i kierunku, z którego jest umiejscowiona np. czerpnia powietrza dla rekuperatora, automatyka domowa mogłaby wyłączać rekuperator, który przy odpowiednim wietrze i kierunku może działać naturalnie dzięki pędowi powietrza.