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Topic: Alimentar 4 arduinos con placas solares  (Read 739 times) previous topic - next topic

cotarejo

Buenas... tengo un sistema de riego que funciona bastante bien con un arduino MEGA, pero ahora un amigo que tiene tres invernaderos me pide que le haga el sistema de riego, por triplicado, y él en sus invernaderos no tiene electricidad, por lo que hay que alimentarlo con energía solar, de lo cual no tengo ni idea.

Mi sistema de riego funciona con tres alimentadores... uno de 9V y 1A para el arduino MEGA, otro de 12V y 1A para la electroválvula, y otro de 9V y 1A para el relé "aislo el relé del arduino para que no me cree perturbaciones cuando entra en funcionamiento, sólo uno las masas"

Por lo que tendría que alimentar en total para hacerlo por triplicado, seis alimentadores de 9V y 1A, y tres de 12V y 1A.

A parte tiene un contenedor de esos de obra donde guarda todos las herramientas de labranza, y ya le han intentado entrar a robar... y quiere a ver si puedo ponerle otro arduino con un PIR "Sensor de movimiento" y cuando algo se mueva, que encienda un foco y suene una alarma por un altavoz.... Aún no sé qué potencia tendrá el foco, pero imagino que eso lo haga con un arduino nano


¿Alguno sabría orientarme de qué me haría falta para alimentar esos tres sistemas de riego y el sistema disuasorio de ladrones??

He leido por internet que necesito el o los paneles solares, un regulador, una batería y no sé si un inverter?? estoy un poco atascado ya que es un mundo muy grande y ando pez en el asunto...


Gracias

victorjam

Hola Cotarejo,

Lo primero que debes analizar es el consumo real que tienes.

Por ejemplo el arduino o "arduinos" (si usas varios) posiblemente quieras que esté encendido todo el tiempo para controlar todo, incluido el sistema de movimiento. Ya hace tiempo que solo utilizo el atmge328p solo sin la placa arduino y este suele rondar los 20mA, sin sensores conectados.

En el caso del relé/electroválvula el consumo dependerá del tiempo de riego. Por ejemplo una electroválvula consume alrededor de 400mA mas el relé unos 30 mA, redondeando al alza 500mA. Ahora hay que determinar el tiempo que van a estar encendido por ejemplo 5 horas. Asi la bateria ha de poder suministrar usos 0.5A por hora, con lo que una bateria ha de tener una capacidad minima de 2.5AH.

A esto hay que sumarle el consumo de Arduino+sensores+sensor de movimiento y el consumo del foco/alarma por tiempo de encendido.

Ya que tienes montado el tuyo, puedes comprobar con el polimetro el consumo de corriente que tienes total cuando está funcionando para hacerte una idea.

Una vez que sabes el consumo estimado, hay que elegir la bateria. La bateria debe ser capaz de dar ese consumo sobradamente. Si tienes un consumo de 1A a la hora, durante 6 horas, la bateria deberia tener una capacidad superior a las 6Ah, ya que la capacidad real de la bateria es menor. En vez de 6Ah pondria 10Ah.

Con la capacidad de la bateria hay que elegir el panel. Aquí hay que saber las horas de sol. No es lo mismo estar en Jaén que estar en Londres. Por lo menos, como es para riego, será para que funcione en primavera-verano y en invierno mucho menos. Y también hay que tener en cuenta la ubicación. Si estas debajo de un cerro que tiene sombra tendrás menos radiación solar, por ende, menos energia.

Siendo positivos, imaginemos que estás en la mancha, no hay cerros ni obstaculos y tienes al menos 6 horas de sol. Lo suyo es que en esas seis horas se cargue la bateria. Capacidad=10Ah / 6 Horas de sol = 1.6A por 12V nos da una potencia de 20W. Así que el panel al menos debería tener 20W, mejor un poco mas.

El regulador se elige por la corriente de panel, no se necesita un regulador mppt ni cosas raras, uno normal PWM de los que valen 20€ y pueda trabajar con una corriente de 5A va de sobra.

A no ser que tu amigo quiera enchufar algo a 220VAC (una tele, un frigorifico para las cervezas o otra cosa), no es necesario poner un inverter. Todo lo que vas a poner generalmente funcionará a los 12v de la bateria.

No sé si has notado que he redondeado y exagerado los consumos y lo generado, pero soy de la opinión que más vale que sobre que no que falte.
Estamos hablando de unos 100€ de instalación solar. Aunque conozco a alguien que te dirá que una placa de 250W, una bateria de coche de 60Ah y a funcionar :P

cotarejo

Joer victorjam muchísimas gracias por tu súper-post!!! me dejas las cosas bastante más claras... de hecho yo pienso igual que tú, siempre mejor que sobre a que falte, no vaya a ser que quiera poner a cargar un símple teléfono móvil y ya no pueda por haberlo hecho tan ajustado todo!!

Me surge  la duda de cómo medir con el polímetro el consumo que tengo en mi sistema de riego.. porque tengo pinza amperimétrica, pero son tres alimentadores como he comentado y cada alimentador, alimenta a una cosa distinta, por lo que no sé cómo obtener el total de consumo que tengo, y aunque fuese medir uno a uno y luego sumarlos... ¿cómo se mide uno?imagino que en amperios ¿no?, como verás estoy más que perdido ya que yo soy carpintero y estoy aprendiendo esto como un hobby.... No obstante creo que con lo que me has comentado tendré de sobra para alimentar los tres sistemas de riego y el sistema disuasorio de "alarma" así que voy a ir mirando por aliexpress para adquirirlo todo e ir probando.. una duda que también me surge...

si luego resulta que es poca intensidad y se necesita más... se podrá ampliar con una batería más potente o tendré que cambiar todo el sistema incluidas las placas solares?

Vivo en Cantabria y en principio está bien orientado hacia el sur sin nada que tape el sol "fuera parte de las nubes que aquí son constantes"

El chico de los invernaderos me decía que a ver si le podía salir el sistema de paneles solares con todo funcionando en menos de 1.000 euros, así que ver eso de sobre 100 es más que bueno, y si son 200 o 300 tampoco pasa nada... ;)

¿Alguien que haya montado algo similar me podría decir exáctamente qué componentes ha comprado y que tal le funciona?

Gracias!!!

cotarejo

Estoy viendo baterías y tengo otra duda... si pongo una batería más potente... como la de un coche por ejemplo, no sería mejor ya que aquí hay muchos días que no hay sol y así poder tener unas "reservas" de electricidad?????


Como kit solar estoy viendo este:

Kit solar 100W

¿¿Qué os parece?? ese kit valdría ponerle una batería de coche???


Gracias!

victorjam

#4
Jul 09, 2018, 07:49 am Last Edit: Jul 09, 2018, 08:01 am by victorjam
Para medir tendrás que buscar los cables que salen directamente de fuente de alimentación para cada uno de los sistemas. Sacas un solo cable, el del positivo por ejemplo y cruzas la pinza. Tal y como te muestro en esta imagen:



Lo mismo tendrás que hacer con la fuente de Arduino y la de relés.

Lo malo que le veo es que las pinzas para corrientes altas, por encima del amperio miden bien, pero por debajo dejan mucho que desear. Por lo menos la mia (una fluke) así lo hace. Y para corrientes de menos de 10A tengo varios polimetros que miden mejor.

Y no hay problema, cuando lo tengas en marcha, mide la intensidad que sale de cada una de las fuentes y sumalas. Ya tienes el total. Y eso a multiplicar por el número de veces que haga falta. Será una orientación, que luego hay que redondear al alza.

La placa no tiene mala pinta. Lo de la bateria del coche, depende siempre de la corriente que entra y sale. Si tienes mucha capacidad significa que va a tardar mas en cargar, si tienes mucho consumo significa que se va a descargar antes. Y lo malo de las baterias es que si están descargadas mas tiempo que cargadas su vida útil decae mucho. Un ejemplo, si coges el coche para ir a trabajar y tardas 5 minutos, y siempre andas arrancando y parando lo mas probable es que te quedes sin bateria muy a menudo y le tengas que cambiar la bateria cada 2 o 3 años al coche. En cambio si arrancas y te tiras horas conduciendo, te puede durar la bateria casi 10 años. Así que se trata de que la bateria no ande siempre descargada o bajo minimos.


cotarejo

victorjam muchísimas gracias por tu explicación tan ilustrativa!!!!  he ido al invernadero y a medir los amperios como me indicas en el post, pero creo que me pasa lo que me comentas ya que como es muy poco no sé si es capaz de leerlo mi pinza amperimétrica "y eso que me costó 55€"! ya que midiendo los tres alimentadores me marca uno de ellos 0.004, otro 0.006 y el último 0.003... por lo que sumándolo todo da un total de 0.013 y no sé si eso estará bien, a parte decirte que no he sabido diferenciar cual es el + "positivo" en los cables que van de los transformadores a los dispositivos, pero probaba uno y luego otro y me daba la misma lectura...y todo esto lo he hecho lógicamente con la electroválvula, el arduino y el relé en funcionamiento.

¿¿Debería de comprarme otro aparato que mida los amperios cuando son tan pequeños???

O por el contrario con esas placas solares que publiqué en el post, y una batería de unos 20Ah "que no sea de coche ya que me ha quedado muy claro lo que me has explicado" me puede valer para todo lo que necesito?

Para los sistemas de riego os recuerdo que son tres alimentadores en cada uno de ellos, y que me han medido 0.013 amperios con la pinza amperimétrica, por lo que imagino que haya que multiplicarlo por tres sistemas de riego" y para el sistema disuasorio para los ladrones, será un arduino UNO o quizás un arduino NANO, un PIR "Sensor de movimiento", un foco de LED de 12V y 50W "que pongo ahora el enlace para que puedan verlo" y una sirena también de 12V. "También pongo el enlace para que puedan verlo"

Sirena 12V

Foco 12V y 50W



Gracias y perdón por el tostón!! ;)

victorjam

La pinza se ve afectada por todos los campos magneticos que hay cerca y por eso mide tan poco ¡¡¡ 0.00x !!! ¡¡¡ una electroválvula !!! ¡¡¡ ni en sueños !!! Que sea en el positivo o en el negativo da igual, en teoria fluye la misma corriente, en el positivo que en el negativo. Revisa que no te hayas equivocado pero lo mas facil es desconectar el cable del positivo de la fuente y poner un trozo de cable largo, lo alejas lo suficiente y mides. Si te sigue midiendo tampoco hay que medir con otro.

Yo tengo varios y el ultimo me costó 8€ y mide hasta 10A. En los chinos los hay. No es una herramienta de precisión pero vale. Y no te quejes que mi fluke cuesta 180€ y casi no lo uso.

Si te quedas con la placa de 100W y el regulador de 10A deberias ir sobrado. Es una potencia bastante alta y no creo que el consumo sea mucho, lo que mas consume son las electroválvulas seguro, de media un relé consume unos 40 mA y no creo que riegues las 24 horas del dia. La elección de la bateria deberemos ver lo que sale de corriente.

El foco y la sinera si tienen consumo pero al ser una alarma es muy dificil saber el tiempo que va a funcionar: nunca, dios lo quiera, o estar encendido toda la noche ¿?¿?¿?

Pero centremonos. Consigue medir el consumo de la electrovalvula y vamos paso a paso.





cotarejo

Ok, voy a pillar por aliexpress un dispositivo que me mida los amperios aun que sean pocos... pero tendré que investigar porque si con el polímetro que tengo no me vale... tendré que pillar otro, y no sabré si mide bien o mal hasta que no le tenga aquí, a menos que me recomendéis uno que sepáis que mide los amperios cuando son pocos....

La placa y el regulador ya creo que está sentenciado a esa que publiqué y la batería la compraré cuando mida el consumo con el futuro dispositivo que compraré.

La alarma, cuando se active funcionará cosa de uno o dos minutos con la luz encendida y la sirena sonando...luego parará, pero si vuelve a notar movimiento, volverá a saltar todo. Espero que nunca haga falta, aunque estoy pensando que cuando lleguemos por la mañana sonará y habrá que desconectarla y cuando marchemos por la noche habrá que conectarla de nuevo, quizás le ponga un sensor infrarojo para poder activarla estando ya a cierta distancia cuando vamos a marcharnos, y desactivarla cuando estemos llegando por la mañana, o un LDR y que cuando oscurezca se active y cuando salga la luz se desactive.... eso ya veré.

En resumen... ¿¿qué dispositivo me recomiendas para medir amperios bajos??

Gracias!

surbyte

Corrientes bajas se leen con un multímetro. No necesitas una pinza amperométrica para hacerlo porque no mide bien en corrientes bajas.
El multimetro tiene rangos hasta 10A pero comienzas en decenas de mA AC/DC hasta los 2000mA AC/DC
y luego debes cambiar las puntas de prueba con cuidado y leyendo el manual y puedes usarlo hasta 10A o mas según el modelo.

victorjam

#9
Jul 10, 2018, 07:35 am Last Edit: Jul 10, 2018, 07:46 am by victorjam
Para el aficionado a la electrónica creo que este tipo de polimetro es más que de sobra:



Lo vas a encontrar en muchos sitios sin tener que recurrir a aliexpress, lo he visto en sitios de bricolage como el Aki o Leroy Merlín, en grandes supermercados e incluso en los chinos. Y para nada son caros, menos de 10€.

Tiene lo básico: tensión AC/DC, resistencia, comprobador de continuidad, de diodos y transistores. En corriente continua (sólo en corriente continua) tiene una escala pequeña hasta los 200mA y luego una escala grande de 10A.

El único "pero" es que para medir corriente hay que abrir el circuito, sacar el cable y pasar por el polimetro:



Ya te digo que tengo además de la pinza, tengo uno de estos, otros dos más pequeños, y uno de gama media. La pinza rara vez la cojo, trabajo con este y el de gama media.

cotarejo

Buenas!! y como siempre! mil gracias por tu explicación ilustrativa! así es imposible perderse @victorjam ;)

He cortado un cable a cada fuente de alimentación y puesto el tester para medir amperios como me indicabas, y la verdad que fuera parte del tema de tener que cortar el cable para medir y luego volver a unirle soldando con estaño y ponerle un poco de cinta aislante, por lo demás ha ido genial... Os comento

El relé de la electroválvula consume 0.08 amperios con la electroválvula cerrada "sin paso de agua" y 0.01 con la electroválvula abierta "pasando agua".

El arduino MEGA me consume 0.13 amperios con la electroválvula tanto abierta como cerrada.

La electroválvula consume 1.30 amperios estando abierta "con paso de agua" y 0.00 estando cerrada "sin paso de agua".

Por lo que la suma de 0.08 + 0.13 + 1.30 = 1.51 amperios de consumo con todo funcionando. Imagino que si necesito para tres sistemas de riego iguales me harán falta 4.53 amperios, a esto habrá que sumarlo lo que me consuma el sistema disuasorio de alarma... que eso hasta que no lo tenga no sé lo que va a consumir, aunque sea lo que sea que consuma será poco tiempo... al rededor de un minuto, además hay que tener en cuenta que creo que nunca se usarán a la vez los sistemas de riego con el sistema de alarma, ya que el riego será al atardecer o al amanecer, mientras que la alarma podría ponerse en funcionamiento por la noche "los ladrones no suelen intentar robar por el día, esperan a tener nocturnidad y alevosía".


¿¿qué tipo de batería podría hacerme falta con estos datos??

Gracias!!

victorjam

Vamos a hacer numeros, calculemos las potencias involucradas. Para ello calculamos la potencia de cada elemento ( Intesidad * voltage ), por el número que haya y por las horas de funcionamiento:

Code: [Select]

ELEMENTO CANTIDAD AMPERIOS POTENCIA HORAS WhD
Mega     1        0.13     1.56     24    37.44
Rele     3        0.08     2.88     8     23.04
Válvula  3        1.30     46.8     8     374.40

Total                                     438.88


He estimado unas 8 horas de uso de riego. 4 a la mañana y 4 a la tarde, hay tienes que ver el numero de horas que vas a regar.

Tu consumo rondará los 438.88 WhD ( Wattios Hora por Dia ).

Pongamos que el sistema tiene un rendimiento del 75% lo que nos dará una potencia de 579.84 Wattios al dia, que será la energia que mas o menos consumira el sistema.

La bateria hemos de calcularla teniendo en cuenta los dias de autonomia que queremos y lo que queremos que se descargue. Hay una formula que dice:

Capacidad = ( Energia * dias de autonomia ) / (tension * nivel de profundidad de la descarga )

Pongamos que no necesitamos muchos dias de autonomia (esta nublado, no hace calor y no regamos tanto) y que la bateria la podemos descargar al 60%, entonces:

(578.84 * 1)/(12*0.6) = 48.3 Ah.

Una bateria de 60Ah vendría de perlas.

Esto es orientativo, ten en cuenta que debes calcular las horas de funcionamiento mas o menos exactas, si te pasas de horas la bateria será mas grande, si te quedas corto, lo mismo te quedas sin bateria.

Aunque hay algo de la electrovalvula que no me encaja, 1.3 Amperios lo veo mucho, según las especificaciones que he visto de alguna por la red, el consumo es de 0.35 A... claro que no sé como es la electroválvula...

Creo que mas o menos deberia ser así, aunque el dia es largo y con la calor me amorro como las ovejas y seguro me he equivocado en algo.

Te paso un articulo que me gusto en su tiempo cuando lo lei:

ENLACE

cotarejo

#12
Jul 11, 2018, 11:45 am Last Edit: Jul 11, 2018, 11:56 am by cotarejo
Buenas! darte las gracias una vez más victorjam por tu ayuda tan bien explicada... comentarte que voy a modificar alguna cosilla del cuadro de consumo:

Code: [Select]


ELEMENTO CANTIDAD AMPERIOS POTENCIA HORAS WhD
Mega     3        0.13     4.68     24    112.32
Rele     3        0.08     2.88     4     11.52
Válvula  3        1.30     46.8     4     187.20

Total                                     311.04



Como podrás observar, he modificado el número de arduinos mega, ya que son 3, uno en cada caja de riego... sé que se podría controlar todo con uno solo mega, pero por distancia ente un invernadero y otro es más sencillo poner tres sistemas de riego individualizados, con su arduino mega cada uno de ellos... a parte también comentarte que regará 4 hora al día como muchísimo "que será menos" pero está bien tener un poco más de batería por si quiere encender una bombilla por un rato ,ya que en la caseta de aperos de labranza no tiene ni una luz y cuando llegue el invierno será idóneo tener una bombilla para entrar a coger o dejar cosas y no tropezar con todo, y quizás hasta para cargar un teléfono móvil. Por lo que creo que con la batería de 12V 60ah tendré más que suficiente.

Por lo que al final si me das el visto bueno "no hago responsable a nadie de que luego no sea suficiente o no funcione bien" sólo necesito que me digas si crees que está bien, compraré el kit que comenté de panel solar:

kit solar 100W

Y la siguiente batería:

Batería 12V 60ah

A parte te dejo el link del sistema de riego que hice para mi, "con tensión eléctrica normal" para que puedas ver lo que necesito triplicar ahora para un amigo...

Sistema de riego


Muchas gracias por todo!

victorjam

Tienes mi beneplácito :D

Es más yo no habría comprado una bateria "varta", me habría ido a por la mas barata sin marca...

Si el consumo es menos, con una de 60Ah deberia ser suficiente. Me dijiste que erás Cantabria, ¿cómo estamos en el norte de sol? Yo soy Andaluz y estoy en Cuenca... así que problemas de sol... lo que se dice problemas, que estamos "torraos".

No se las horas de radiación solar que vas a tener, pero bueno, no creo que sea muy problematico. Si en verano tienes la placa bien orientada (ese será otro tema) al menos esas seis horas que eche a ojo estarán.


cotarejo

#14
Jul 12, 2018, 12:34 am Last Edit: Jul 12, 2018, 12:34 am by cotarejo
@victorjam una vez más reitero mi agradecimiento por tu inestimable ayuda!!! has seguido el post día tras día para ayudarme hasta tenerlo todo depurado! GRACIAS!

En Cantabria ahora en verano si tenemos algo de sol... aunque puede estar lloviendo meses sin cesar, pero es algo a lo que ya estamos acostumbrados, por suerte la finca donde irán los invernaderos está orientada al sur - oeste, por lo que tendremos muuuchas horas de sol "el día que salga", ya me dirás tu dirección y te mando unos tomates de esos buenos norteños! jejejej

De momento no dejo el tema "cerrado" porque cuando reciba todo y vaya a instalarlo puede que aún me surja alguna duda... pero en principio está todo perfecto!


Mil gracias Victor, he aprendido muchas cosas y eso siempre es divertido! ;)

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