如何正确利用阳光为电子设备或物联网项目供电

如何构建太阳能物联网项目：一步步指南

你是否曾打造过一个很棒的项目，却因为电池频繁更换、不断寻找电源插座，以及桌面上那些杂乱纠缠的线缆而感到烦恼?我有解决方案!

想象一下，你的项目可以持续运行数月之久——完全独立于能源供应，彻底脱离电网。在本指南中，我们将利用太阳能的力量，为你的电子设备打造一个微型、自给自足的“发电站”。

为了保持电路简单，我们将制作一个经典项目：使用Arduino Nano搭建一个独立的气象站。虽然气象站可能有点老套，但它正是帮助我们专注于电源管理的完美简单项目。让我们开始吧!

你需要准备的物品

在开始连接线路之前，先准备好我们的元件。

•你的系统：任意，我使用了带有内置传感器的Arduino Nano，但你可以自由选择任何你想要的板子(甚至可以使用树莓派!)

•太阳能板：

- 用于低功耗系统(5-10mA)：小型2V面板

- 用于中等系统(几百毫安)：中型面板(本文教程将使用此款)

- 用于高功率工具(>0.5A)：大型高容量面板

•备用电池：标准的18650电池(与电动汽车所用的相同类型)，但你可以直接重复使用旧的电子烟电池。

•太阳能电源管理器：一个电源控制板。我正在使用DF Robot 5V太阳能管理器

为什么不直接将面板连接到Arduino呢?

如果你已经拥有太阳能板，可能会想直接将其连接到Arduino上。但不要这么做。原因如下：

•电压不匹配：根据面板的参数，电路板可能完全无法唤醒，更严重的是，可能会因电压突变而烧毁。

•云的问题：即使电压完全匹配，只要云遮挡太阳哪怕一秒钟，你的整个系统就会立即关闭。

要解决这个问题，我们需要一个“中介”系统。

测试系统

组装完成后，将代码上传到Arduino。在我们的气象站示例中，Arduino被编程为每10秒广播一次温度和湿度数据。

使用笔记本电脑上的 Chrome 网络蓝牙 API，你可以立即找到 Arduino、进行配对，并实时查看数据流——这一切都由太阳能提供动力!

数字：值得吗?

你实际能产生多少电能?这取决于你的地理位置、温度、太阳光入射角以及其他许多因素(你可以访问globalsolaratlas.info等网站查看区域估算值)。不过，让我们来看看我们这套系统的具体计算过程：

•功耗：通过睡眠优化，Arduino电路平均功耗约为20mA。

•生产：在晴天，5V面板每小时可产生超过300mA的电流。

这意味着，不到2小时的阳光照射就足以提供系统每日全部所需的能量!

值得一提的是，即使在阴天，太阳能板仍然可以发电(只是发电量有所减少)。

成本与价值

这样的设置大约只需十几美元。花这笔钱，你完全可以轻松支付Arduino五年墙插电的电费。那还值得折腾吗?

关键在于位置。如果你需要监控温室、阳台或树屋，使用延长线既不切实际又存在安全隐患。而太阳能正是解决这一问题的理想选择。

结论

太阳能板是一种独特的能源来源。它们不会冒烟，不会转动，也不会发出噪音。尽管像这样的小型装置存在诸多限制，但为物联网项目尝试使用太阳能却令人无比满足，而且充满乐趣。

本文编译自hackster.io