一方、使用電力量の多い器具に繋いだままにすると、過放電によってバッテリーの寿命が短くなります。
この問題を解決するために、バッテリーが満充電になったら電力使用利用の多い器具を動かし、電圧が下がったら器具の動作を停止する装置を作りました。
今回はこの装置の作り方を説明します。
使用したもの
ソーラーチャージコントローラ
MPPTチャージコントローラー Tracer-2210RN
インバーター（COTEK SK1500-124）
COTEK(コーテック) 正弦波インバーター 出力1500W/24V 周波数50/60Hz 歪み率3%以下 SKシリーズ SK1500-124
電気温水器
新品はこちら: LIXIL(リクシル) INAX ゆプラス 洗髪用・ミニキッチン用 スタンダードタイプ EHPN-H25N2
スーパー フレキ管ツバ出し工具(ギアレンチ式) TH1320G
スーパー ステンレスフレキ管専用カッター TC105NF
TOTO 浴室用 壁付サーモスタットシャワー金具 スパウト長170mm TMGG40E
SK11 シールテープ 15M巻 13mm幅×0.1mm厚 SST-1315
SK11 スーパーワイドモンキーレンチ 最大口幅 38mm SWM-38S
分岐継ぎ手
ステンレス巻フレキパイプ
フレキ用ゴムパッキン
フレキ用袋ナット
Arduino
Ａｒｄｕｉｎｏ Ｎａｎｏ
到着に1週間以上かかりましたが、今回は5個セットで安い互換機を使ってみました。
5Pcs ATmega328P Nano V3 Controller Board Compatible Arduino Improved Version
ブレッドボード
ブレッドボード
ピンソケット
あると便利です。
分割ロングピンソケット（細ピン用） １ｘ４０ （４０Ｐ）
ジャンパワイヤ
ブレッドボード・ジャンパーワイヤ
リレー
コードはノーマリーオープンにハンダ付けし、信号側はピンソケットを付けしました。
大電流大型リレーモジュールキット
延長コード
4芯モジュラーケーブル 2本
2芯はダメですが、6芯は大丈夫です。
チャージコントローラはLANケーブルでも良いです。
モジュラージャックDIP化キット 2個
６極６芯モジュラージャックＤＩＰ化キット
チャージコントローラにLANケーブルを利用する場合は、LANのDIP化キットが必要です。
ＬＡＮコネクタＤＩＰ化キット
3.3V500mAスーバー三端子レギュレーター
3.3Vを使うとArduinoの消費電力量を減らせるらしいので、5Vではなく3.3Vを選択しています。
スーパー３端子レギュレータ ３．３Ｖ５００ｍＡ Ｒ－７８Ｅ３．３－０．５
RS232レベル変換基板
３V・３．３V・５V系－ＲＳ２３２レベル変換基板
接続方法
チャージコントローラ
チャージコントローラ EP Solar Tracerシリーズのケーブルにおけるピンの役割は、それぞれのこうなっています。| Pin Number | Role |
|---|---|
| 1 | +12V |
| 2 | GND |
| 3 | +12V |
| 4 | GND |
| 5 | TXD(3.3V) |
| 6 | RXD(3.3V) |
| 7 | GND |
| 8 | GND |
Arduinoにはこのように接続します。
+12v -> 3.3v レギュレーター -> Arduino 3.3v
GND -> Arduino GND
TXD -> Arduino D10 (SoftwareSerial RX)
RXD -> Arduino D11 (SoftwareSerial TX)
インバーター
インバータのケーブルにおけるピンの役割は、それぞれこうなっています。| Pin Number | Role |
|---|---|
| 1 | Not used |
| 2 | GND |
| 3 | RXD |
| 4 | TXD |
| 5 | Remote Control |
| 6 | VCC |
Arduinoにはこのように接続します。
TXD -> RS232 レベル変換 -> Arduino D8 (SoftwareSerial RX)
RXD -> RS232 レベル変換 -> Arduino D9 (SoftwareSerial TX)
GND -> Arduino GND
リレー
信号端子はこのように接続します。VCC -> チャージコントローラのケーブルから取れる12V
SIG -> Arduino D14
GND -> Arduino GND
ArduinoのD14がONになると、リレーが動作します。
電源コードは下記のように接続します。
オス -> インバーター
メス -> 電気温水器
Arduinoのプログラム
メインプログラム
#include <SoftwareSerial.h>
#include "TracerSolarChargeController.h"
#include "CotekInverter.h"
int RELAY_PIN = 12;
int LED_PIN = 13;
CotekInverter inverter(8, 9); // RX, TX
TracerSolarChargeController charge_controller(10, 11); // RX, TX
int i;
void setup() {
//Serial.begin(57600);
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
// init status
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
digitalWrite(LED_PIN, LOW);
inverter.power_off();
}
void loop() {
digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
charge_controller.update();
digitalWrite(LED_PIN, LOW);
//charge_controller.serial_out(&Serial);
if ( charge_controller.battery > 26.4 ) {
digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
inverter.power_on();
} else if ( charge_controller.battery < 24.8 ) {
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
inverter.power_off();
}
delay(5000);
}
5秒に1回チャージコントローラからバッテリーの電圧を取得しています。電圧が26.4Vを超えたら、リレーとインバータをONにし、電圧が24.8Vを下回ったらリレーとインバータをOFFにするようにしています。
チャージコントローラの出力をArduinoのシリアル通信で確認したい場合は、下記のコメントアウトを外してください。
Serial.begin(57600); charge_controller.serial_out(&Serial);
ライブラリ
下記ライブラリのzipファイルをダウンロード・解凍して、Arduinoのlibrariesフォルダに置いてください。TracerSolarChargeController
チャージコントローラから情報を取得するプログラムは、既に作られている方がいらっしゃったので、それを参考に再構成しました。zipファイル: TracerSolarChargeController-1.0.2.zip
github: asukiaaa/TracerSolarChargeController
CotekInverter
COTEKのSシリーズとSPシリーズの説明書を元に、電源のON OFFができるコントローラを作成しました。zipファイル: CotekInverter-1.0.1.zip
github: asukiaaa/CotekInverter
動作確認
全ての装置を接続します。
チャージコントローラのケーブルを接続すると、Arduinoの電源が入るはずです。
電気温水器とインバーターの電源を入れます。
Arduinoのリセットボタンを押します。
Arduinoから信号が送られて、インバーターがoffになります。
Arduinoの取得した電圧が上限値（26.4V）を超えると、インバーターとリレーがonになります。
Arduinoの取得した電圧が下限値（24.8V）を下回ると、インバーターとリレーがoffになります。
以上です。
面白がってもらえたり、何かの参考になれば幸いです。
参考
Communication Interface for Tracer MT-5Use Arduino to Communicate with Tracer MT5 Charge Controller
S1500_Manual_Aug2009.pdf
sp-series-manual.pdf
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