Surveillance temps réel de panneau solaire avec Arduino : Acquisition de données bas coût

Composants et fournitures

Arduino UNO	×	1
Panneau PV Electric Imp TDC-M20-36	×	1
Module capteur de tension Adafruit B25 0-25V	×	1
Capteur courant continu analogique Adafruit INA169	×	1
Rhéostat 330 Ω Electric Imp	×	1

Outils nécessaires

Parallax PLX-DAQ (macro Excel pour acquisition)

Arduino IDE

À propos de ce projet

Ce projet propose une méthode bas coût d'instrumentation virtuelle pour la surveillance en temps réel des caractéristiques d'un panneau photovoltaïque : tension, courant et puissance. Le système repose sur une carte d'acquisition Arduino UNO, des capteurs de tension et courant peu coûteux, et les données sont affichées dans Excel via la macro PLX-DAQ.

Ce projet est lié à un article de recherche.

Vidéo explicative disponible.

Code

Acquisition temps réel panneau solaire vers Excel via PLX-DAQ

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 * Auteur : Aboubakr El Hammoumi
 * Projet : Instrumentation caractéristiques panneau PV
 * Fonction : Acquisition temps réel données panneau solaire Arduino + Excel
 * Date : 04/05/2018
 * Email : aboubakr.elhammoumi@usmba.ac.ma
 *****************************************************************************/

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("CLEARDATA");           // Efface données existantes (PLX-DAQ)
  Serial.println("LABEL,t,voltage,current,power"); // En-têtes colonnes
}

void loop() {
  // Lecture capteurs
  float voltage = analogRead(A0) * 5.0 * 5.0 / 1023.0; // Capteur B25 0-25V (diviseur /5)
  float current = analogRead(A1) * 5.0 / 1023.0;       // Capteur INA169
  float power = voltage * current;

  // Envoi vers Excel via PLX-DAQ
  Serial.print("DATA,TIME,");
  Serial.print(voltage);
  Serial.print(",");
  Serial.print(current);
  Serial.print(",");
  Serial.println(power);

  delay(1000); // Période d'échantillonnage 1 s
}

Schéma et résultats

Montage des capteurs

Le capteur de tension est monté en parallèle avec la charge. Le module capteur de courant est placé en série entre le pôle positif du panneau PV et celui de la charge.

Interface PLX-DAQ dans Excel

Après installation de PLX-DAQ, un dossier « PLX-DAQ » est créé avec un raccourci « PLX-DAQ Spreadsheet ». Ouvrez-le, configurez le port série et le baud rate (9600) dans la fenêtre PLX-DAQ, cliquez « Connect ».

Résultats expérimentaux

L'intensité lumineuse est variée manuellement via le rhéostat 0-330 Ω pour tracer les caractéristiques I-V et P-V. Un pyranomètre peut mesurer le rayonnement (optionnel). L'Arduino mesure courant, tension, puissance chaque seconde.

Caractéristiques I-V et P-V obtenues :

Effet du pas de temps (1 s vs 100 ms) :

Avec un pas de 100 ms, des oscillations apparaissent sur les courbes dues à l'imprécision instrumentale, mais l'échantillon est plus grand. Un compromis est nécessaire : pas petit pour changements précis, pas grand pour rapidité.

Test de surveillance puissance/tension/courant :

Puissance max 17,07 W à 15h14min02s (14,15 V, 1,20 A). Puissance min 822,2 mW (18,23 V, 45,1 mA). Le système convient pour la surveillance terrain périodique d'installations PV.