ストリング電流モニタの製作2

グラフを取ってみると影になってるストリングがよくわかります。CT2の系統が朝から9時頃まで下がっていますが、屋根の影が5直の内の1枚にかかっていました。太陽が南に移動してくると解消されます。各ストリングの差も少しあります。CT1,2の系統は西向き5度ぐらい、その他は南向き20度ぐらいで設置してあります。今日は曇天だったので発電量も低く、日射量との差が小さくて見にくいですが、西向きのCT1,2系統が思ったより健闘していることが分かりました。晴れの日のデータが楽しみです。

StringLoggerGraph

 

ストリング電流モニタの製作

自宅の系統連系太陽光発電システムのストリング電流モニタを製作しました。我が家のシステムは6ストリングを並列にしてパワコンに入れてあり、設置角度が2種類になっていたり、3時以降には屋根の影ができたりするので、どのような挙動なのか楽しみです。ついでに念願の日射計も付けてみました。

DCCTはLEM製HO6P/SP33、マイコンATMEGA328P、12bitADのMCP3208、通信にはESP8266を使いました。余りもの基板の寄せ集めですが、これだけでWiFi接続できるので通信線が不要で便利です。電源はプラボックスの中に小容量のバッテリーを入れてソーラー充電するようにしました。

ストリングモニタ基板

ストリングモニタ基板

DCCT

DCCT

 

バッテリーの内部抵抗測定2

90AhのCCAが600台のまだ使えそうなバッテリーの充放電時に同時に内部抵抗をIW7817-ISで測ってみました。充電時は直流電源の出力を太陽光用チャージコントローラーに入れてバッテリーを充電しています。バルク充電時や放電時は問題なく測定できているようですが、吸収充電に入ると電圧がすっと上昇しますが、内部抵抗は一旦10mΩあたりまで上昇したあと0mΩになってしまいました。DE-5000+電池内部抵抗測定アダプタだと0にはならなかったので測定方法の違いがあるのではないかと思います。吸収充電時に電圧が急激に上昇する原因が内部抵抗の変化ではないかと思ったのですが、これではわかりませんでした。

充放電試験器+内部抵抗測定

mΩまで測れる専用測定器で測ればいいんでしょうが、結構な値段なので、この測定基板で当面データを取る予定です。今回はマイコンもUSB-Serialもブレッドボードで行ったので、ユニバーサル基板にしてケースに入れないといけません。

 

バッテリーの内部抵抗測定

LCRテスターDE-5000に電池内部抵抗測定用アダプタを付けて100Ahのバッテリーの内部抵抗を測ってみたところCCAが400~600にばらついているもの全て4mΩ程度だった。このLCRテスターの測定限界なのでもう少し分解能が高いセンサを探したところ東京デバイセズのIW7817-ISというセンサが見つかったので購入することにした。

以前製作したバッテリー充放電試験器に付けて充電中の内部抵抗のデータも取れるようにする予定。

充放電試験器のグラフ

充放電試験器のグラフ

それまで手動でデータを取ってみることにする。

 

人気のESP8266を使ってみました。

自宅オフグリッドシステムのデータをパソコンに保存するために、500円WiFiモジュールESP8266を使ってみました。オフグリッド1号機はXBeeWiFiで、自宅APに接続して使っているので、今回はいままでデータを記録していない2号機用です。

Serial-Ether透過にはそれ用のファームを使わないといけないということらしく、いろいろ探した結果、サーバー機能のESP_BN2_oaというものを使いました。説明にある通りにして固定IP、AP接続をすると、次からは電源ONで自動接続してくれますので、外付けSerial-Ether透過アダプタとして使えます。設定はXBeeのような専用ソフトでは無く、シリアルから設定するのですが、その方が簡単なような気もします。

引っかかったのはパソコン側のソフトです。TeraTermではうまくいくのに、VBのTCP/IP通信では受信に失敗するのでいろいろ試行錯誤の結果、接続をしてから100msほど待ってからコマンドを送ると受信に成功することがわかりました。XBeeWiFiは半日ほどで通信が切れたのでリセットするようにしたのですが、ESP8266はどうでしょう。これから連続運転して確かめることにします。

 

HIOKI9018ACクランプのノイズ

HIOKI9018ACクランプはBNCタイプとバナナプラグタイプがありますが、オシロで観察していたらノイズの出方がずいぶん違うことに気付きました。

HIOKI9018バナナプラグ

HIOKI9018バナナプラグタイプ

上がBNCタイプで下がバナナプラグタイプ+BNCアダプタです。

試しに手持ちのBNC付き同軸ケーブルに付け替えてみたところノイズがずいぶん減りました。

HIOKI9018BNCに付け替え後

HIOKI9018BNCに付け替え後

HIOKI3193POWER HITESTERで波形を見る

古いHIOKI3193POWER HITESTERを愛用していますが、最近アナログ出力が付いていることを発見しました。後ろのアンフェノール50ピンソケットに出ているので、古いSCSIケーブルを購入して半分に切り、ジャンク測定器から部品どりしたBNCコネクタを付けてタカチのPFタイプのケースに入れました。中身は配線だけです。

HIOKI3193アナログ出力

HIOKI3193アナログ出力

HIOKI3193アナログ出力波形

HIOKI3193アナログ出力波形

上がHIOKI9018-10、下がHIOKI3193につないだ9278の波形です。9555で見るよりノイズが少ないのでフィルターが入っているように見えます。波形も少し波打っていますが、これで波形も一緒に観察できるのでまた活躍してくれそうです。

 

オシロ観察用DCCT製作2

もう一台のHIOKI9001クランプセンサを使ってオシロ観察用DCCTの実験をしています。今度は元々付いているホールセンサを使ってみましたが、どのようなものかわからないので、とりあえず5mA定電流駆動としてみました。回路はCQ出版社メカトロセンサ活用ハンドブックP.29、P.40の回路を使い、だいたい0.02V/Aになるように200倍程度に増幅しています。秋月電子で売っている高精度オペアンプを何個か買って一番波形がきれいだったOPA2277の波形です。

OPA2277

上:HIOKI9001クランプ+A1324LUA-TホールIC

中:HIOKI9001クランプとホールセンサ+OPA2277

下:HIOKI9018ACクランプ(10Aレンジ)

これは商用なので高周波電流を流すにはどうすればいいんでしょうね。今度、仕事で作っている最中のコンデンサ充放電器の電流を測ってみることにします。

追加

200倍は何dBになるのかと考えていたら遠い昔の入社試験の面接でdBを説明してくださいと言われてできなかったことを思い出しました。なぜか失敗したことはずーと覚えていますが、みんなそうなんでしょうかね。試験官の偉い方もあきれて入社させていただけました。おかげさまで良い会社に入れてたくさんのことを教えていただきました。わからんときはわからんというものです。(^^;

 

LTC6102HVでローサイド電流測定

シャント抵抗方式でローサイド電流測定するいい方法はないかと調べていたら、ストロベリーリナックスで販売しているLTC6102HV高精度アナログ電流測定モジュールをローサイドに使うことができそうだったので試してみました。データシートのP.17に載っている「V+を超える電圧のモニタとレベル変換」という方法です。

基板上の電源ジャンパはオープンにして、アイソレートされた15V(5V以上あればいいはず)の電源のプラスを基板の(V+)とLOADにつなぎ、マイナスを基板のGNDにつなぎます。これでV+-LOAD間に流れる電流が測れます。出力電圧は15V電源のマイナス側基準となります。

試される方は自己責任でお願いします。

 

オシロ観察用DCCTの製作

HIOKIの古いDCCT 9001にホールICを取り付けてみました。

古いDCCTのHIOKI9001だけ入手したので、使えていなかったのですが、内部のホール素子の電源に5Vを供給して出力をオシロで見たら何か波形が出て使えそうでした。ただ、平均値は電流によって変化しているのですが、外部磁界の影響を除去する回路を入れないとオシロ観察することはできなさそうでした。そのため、すでにそういう回路が組み込まれたホールICに交換してみることにしました。

秋月電子で売っているホールIC A1324LUA-Tを購入してクランプのギャップに置いて波形を見たとことろ、電流に比例した波形が出力されました。このICのバンド幅は17kHzとのことです。クランプが開く根元の部分にギャップがあり、その間にホール素子が付いています。元々付いていたホール素子の上にホールICを接着剤で貼り付けました。

改造したDCCT

改造したDCCT

このホールICは2.5V中心に出力するので、オシロで観察するためにゼロVにシフトする回路を付けました。トランジスタ技術2010年3月号別冊付録の中の「差動アンプを使ったセンサ用インターフェース回路」をほとんどそのまま使いました。倍率はx10に変更しました。

電流波形

電流波形

CH2:改造DCCT、0.2V/A

CH4:HIOKI9278、0.01V/A(帯域320kHzに制限)

これで12V用インバータの入力電流を測ってみました。負荷は小型の計測器です。この波形では0.2V/Aに調整してあります。手持ちの HIOKI9278との比較ではけっこう見やすい波形が出ています。150円のホールセンサでこんなに簡単に直流電流が測れるんですね。基板化して小さい電流観察用に使ってみることにします。

ケースに入れました。DCCTはもう一つあるので別のホールICを探して比較してみることにします。

DCCTアンプ部

DCCTアンプ部