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Topic: Solar panel + Ni-MH (Read 2466 times) previous topic - next topic

maubarzi

... con i moduli a 433 facevo 1/2 metri e poi basta oltre al fatto che smettevano di funzionare all improvviso.
Lascia perdere sono delle porcate!!!!
Non lo metto in dubbio, ma per 1 euro voglio scottarmi da solo. In questo modo quando li butterò via avrò imparato e capito dettagliatamente il perchè.
A causa di questi modulini mi rinfrescherò tutta la parte relativa alle antenne, ecc. ecc. ecc.

Poi, prima, ci faccio una foto da incollare sopra a quelli nuovi, così gpb01 non se ne accorge ;)



Ecco, questo invece potrebbe influire un po sulla durata delle batterie ... le mie lampade sono incassate dentro le scatole degli interruttori (non parlo della circuiteria per non violare il regolamento), per cui temperatura ed umidita' sono praticamente costanti ... un'applicazione come la tua, prevede invece di lasciare tutto quanto all'esterno, anche se protetto dalla pioggia, avrai umidita' variabile di parecchio (che non dovrebbe influire piu di tanto, a parte rischiare di far arrugginire le connessioni se non protette bene), ed escursioni di temperatura dall'estate all'inverno anche di parecchio (cosa che invece potrebbe degradare in parte le batterie, dato che il loro rendimento dipende in modo discreto dalla temperatura di utilizzo) ... con questo non voglio dire che si scassano in sei mesi, ma che rischi di doverle cambiare ogni pochi anni, magari anche solo 6 o 7 ...
Si, questo lo so, dovrò studiare bene come fare, male che vada ci porto via cavo un condizionatore ;)
A parte gli scherzi, il problema che dici è corretto, ma è anche un opportunità per verificare bene anche questo aspetto.

Un progetto di questo tipo si porta dietro varie insidie su vari aspetti.

La cosa su cui conto di più è sul basso consumo usando le varie modalità di Arduino, sonno, ibernazione, morte apparente, ecc. Risvegliandolo periodicamente per fare le misure e poi di nuovo a nanna.
Misure che serviranno principalmente di giorno, di notte dovrebbe restare abbastanza quieto.

Comunque, ottimi gli spunti di riflessione che stanno uscendo solo discutendo.
Nessuna buona azione resterà impunita!

Preistoria -> medioevo -> rinascimento -> risorgimento -> rincoglionimento!

maubarzi

#46
Dec 12, 2018, 06:26 pm Last Edit: Dec 12, 2018, 06:27 pm by maubarzi
Rispolvero questa discussione perchè ora mi sono arrivati i primi pezzi per poter montare il circuito e mi sono imbattuto in una cosa molto strana che mi ha fatto sobbalzare.

Ho fatto qualche prova con il primo convertitore step-up step-down.
Si tratta di questo, uno di quelli consigliati da @Etemenanki

Ho provato a stabilizzare un pacco di 4 batterie NiMh da 1,2 non del tutto cariche, così da vedere come funzionava.
Ho collegato le batterie, misurato la tensione a vuoto, tarato il convertitore per avere una uscita a 5V, fin qui tutto bene.
Poi ho scollegato e dopo alcuni minuti ho ricollegato il tutto e in uscita mi sono trovato 18V.
Da qui, ogni volta che facevo una taratura e poi ritestavo le tensioni trovavo cose diverse.
Ad un certo punto sono riuscito a rimettere circa 5V e ho visto che lentamente calava.
Questo è stato il risultato che mi sono spiegato di più, visto che le batterie erano quasi scariche, quello che non mi spiego è perchè ogni tanto mi trovato 18V o giù di li.

E' normale?
Succede solo perchè ho fatto misure senza attaccarci un carico?
Cioè se non ci attacco un carico con ingresso vicino alla soglia minima si ott iene un risultato un po' casuale?

Non vorrei avere questa fluttuazione strampalata quando ci connetterò tutto assieme.

Ho provato anche a collegare il pannello fotovoltaico da 6V 3,5W ma ormai era buio per cui la tensione erogata era ben sotto i 6V.
Il risultato è stato analogo, uscita strampalata e non sono nemmeno riuscito a portarla sotto i 10V agendo sul trimmer.

Questa cosa un po' mi inquieta.
L'unica speranza è che questo risultato derivi dal fatto che non c'era un vero carico in uscita dal convertitore.

Io pensavo che scendendo sotto la soglia minima di ingresso del convertitore, semplicemente si "spegnesse" non riuscendo più a dare nulla in uscita.

Ormai non c'è più luce per provare con il pannello e le batterie sono completamente scariche per cui non riesco a fare ulteriori prove, ma vorrei una parola di conforto perchè se mettendo un carico domani funzionerà tutto bene mi resterà comunque il dubbio che prima o poi mi troverò in uscita tensioni da friggitrice.
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maubarzi

Ho fatto una ulteriore prova.
Ora ho le batterie cariche, ne ho messe 4 * 1,2V = 4,8V (la misura da 5,3V visto che sono appena state caricate è più del nominale) e ho regolato l'uscita per avere 6V.
Ho messo un led con resistenza come carico in uscita.

Ho provato ad eliminare una batteria passando a 3 * 1,2 = 3,6V
L'uscita è passata a 11V

Ho rimisurato l'ingresso e ora da 3,3V con l'uscita che è passa a quasi 14V, in realtà in questa situazione l'uscita è molto variabile, sul tester cambia continuamente da 8V a 14V.

Se rimetto la quarta batteria torna stabile a 6V

Qualcuno ha una spiegazione da darmi?
Nella mia ignoranza pensavo che dovesse rimanere stabile questo aggeggio.
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Triko93

Dovendo ancora provare non saprei dirti. Ho bloccato il progetto per studio, penso di riprenderlo i primi giorni di vacanze siccome devo ancora comprare la scatola da mettere all esterno e progettare il supporto per i pannelli, oltre al fatto che i diodi che dovevano arrivarmi si son persi in Cina da Aliexpress chissa' dove
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maubarzi

Io sto iniziando con calma facendo le prime prove.
Ma mi sono arenato subito per questo motivo.
Ho anche già saldato il circuito teorico discusso sopra, pareva troppo facile ma alla prima prova dei fatti è cascato l'asino.
Se il convertitore in ingresso non fa quello che pensavo devo rivedere il tutto.

I convertitori che ho visto hanno una tensione minima abbastanza alta per il mio scopo.
Quello che ho preso io, dicono: Input Range:3.8V ~ 32V
Ora ne ho ordinati altri di simili con ic diverso per provare anche con quelli, li si arriva a 3,2V di minima.

Dubito che il pannello riesca a stare sempre sopra i 3,8V o alla meglio a 3,2V e se scendendo produce uscite incontrollate rischio di trasformare il tutto in una friggitrice serale/notturna.

Lo vedo già, accendo, provo, funziona... passa una nuvola... KABOOM.
Sto cercando un caricatore ad arduini per sostituirlo al volo dopo ogni nuvola...
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Triko93

Non penso che se la tensione e' sotto la solgia succeda qualcosa, al massimo non si accende e non succede nulla!
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maubarzi

E' proprio quello che non mi succede.
Con il sole che c'è ora il mio pannello mi da una tensione di 3,2V, in uscita al convertitore ho 11V.
Lo avevo tarato per fornire 6V.
Se invece del pannello ci metto le 4 batterie da 1,2 in serie, ottengo in ingresso 4,8V (un po' di più visto che le pile sono pienamente cariche) nominali e in uscita 6V misurati.

Il led messo come carico nel primo caso (pannello) oscilla da piena luminosità a quasi spento, casualmente e molto velocemente ma con ciclo casuale.
Nel secondo caso è acceso normalmente e stabile

mah.
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Triko93

Ma scusa il LED non dovrebbe trimmarsi cosi'.
Secondo me hai sbagliato qualcosa nel collegamento perche' le batterie devono dar in uscita una tensione stabile.
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maubarzi

fermo, stavo solo cercando di testare il primo convertitore.

In ingresso ho provato prima a metterci il pannello e poi le batterie vedendo cosa uscita.

In uscita ci ho messo il led come carico per non fare misure a vuoto.
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Triko93

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Etemenanki

Significa che quel convertitore non ha un controllo di minima ... oppure che cerca di caricare "ad impulsi" la batteria, ma in quel caso non riesce a farlo in modo stabile ... hai provato a mettere in parallelo all'ingresso un condensatore elettrolitico di alto valore, tipo 1000 o 2200 uF (almeno 35/40V), e vedere se il led passa da "casuale" ad "impulsi" (cioe' a "flash" regolari e con la tensione ai suoi capi stabile) ...

Se si, puoi usarlo cosi, con tensioni piu basse carichera' ad impulsi sfruttando anche la poca luce ... se no, il convertitore non ha controllo di minima, quindi la cosa migliore e' farsi un circuitino con un paio di transistor ed un rele' che stacca il pannello sotto una certa soglia, prima che il convertitore diventi instabile ... andra' ovviamente alimentato dal pannello, in modo da collegarlo quando la tensione e' sufficente e scollegarlo quando non basta piu ...
"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.

maubarzi

Il positivo del pannello arriva ad un diodo shottky e poi ad un elettrolitico verso massa da 4700 uF prima di entrare al convertitore.
Questo dovrebbe addolcire tutte le oscillazioni ad una certa frequenza.
L'uscita è irregolare con ciclo lento e casuale, sarà sicuramente mitigata dall'elettrolitico ma talmente lenta da essere ben percepibile ad occhio nudo e da vanificare il condensatore.

Ti ringrazio per la risposta che ti confesso speravo arrivasse ;) perchè su queste questioni riesci sempre a dare delle imbeccate mooolto interessanti.
Con questa mi hai dato due conferme:

La prima che il comportamento potrebbe dipendere dal convertitore e che forse cercando si può trovare qualcosa di meglio, in effetti ho già ordinato due diversi modelli per fare altre prove.
Però non ho abbastanza esperienza e competenza per capire se questi altri due siano effettivamente migliori dal punto di vista circuitale. Sono quelli che avevi suggerito tu in uno dei primissimi post.

La seconda è che, essendo una situazione possibile, la strada è di proteggersi da queste situazioni attaccando o staccando il pannello a seconda di quanto eroga e di farlo con un relè, non con componenti attivi o circuiti particolari. Quindi un relè collegato in modo che connetta il pannello solo quando questo eroga abbastanza energia e quindi, come dici tu, comandato da un transistor o mosfet o altro pilotato direttamente dal pannello. Pannello off circuito off.
Con questa imbeccata mi hai indirizzato su una sola strada, così evito di scervellarmi su altri sistemi di controllo/protezione sicuramente più sofisticati e forse per me ancora fuori portata.

Ora mi viene un dubbio, ho visto dei convertitori step-up che accettano tensioni in ingresso più basse, circa 1,2V o giu di li, dando uscite fisse a 5V.
Invece di staccare il pannello potrei switchare su un diverso convertitore. Se questo non fa gli stessi scherzi bene altrimenti dovrei prevedere 3 soglie, pannello < 1,2V circuito totalmente off, 1,2 < pannello <3,8 circuito su step-up, > 3,8 circuito su sepic o step-up step-down (se non sono proprio sinonimi la differenza si dovrebbe basare su come vengono implementati ma il risultato è il medesimo)

Il transistor (o mosfet) per instradare su un dato ramo, lo posso mettere in sostituzione al diodo shottky vero? Se dimensionato correttamente fa già lui da filtro per eventuali tensioni inverse gusto?

Se ho scritto castronerie fatevi pure avanti, non mi offendo ad imparare dai miei errori e so di essere ignorante ;)
grazie mille
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maubarzi

#57
Dec 16, 2018, 12:31 pm Last Edit: Dec 16, 2018, 03:42 pm by maubarzi
Ci ho ragionato un po' su e se non è troppo disturbo e visto che il mio intento è di imparare sperimentando più che creare un prodotto finito, vorrei esplorare le varie possibilità.

Sono partito da uno schema iniziale che avevo ricavato elaborando tutto quanto detto nei precedenti post:



SCENARIO A

Vorrei esplorare ora l'opzione di scollegare il pannello quando fornisce poca energia per evitare i problemi che ho incontrato.

Mi sono inventato il seguente schema (i nomi dei componenti che ho messo sono quelli che ho già in casa ma non sono vincolanti):



E' una castroneria o può funzionare?
Ci sono schemi migliori?

P.S.
Non ho ancora calcolato il valore delle resistenze perchè vorrei prima capire se la strada è quella giusta.
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maubarzi

#58
Dec 16, 2018, 03:47 pm Last Edit: Dec 16, 2018, 04:00 pm by maubarzi
SCENARIO B
Caricare ad impulsi, quindi sfruttando comunque il comportamento che ho notato.

Per seguire questa strada mi sa che devo fare due modifiche allo schema iniziale:
1) sostituire il secondo convertitore da STEP-UP a SEPIC in modo da regolare l'uscita verso ARDUINO a 5V anche in presenza dei picchi a tensione maggiore.
2) Aggiungere una protezione in uscita perchè se capita la fluttuazione anche sul secondo SEPIC, questa volta potrei davvero friggere ARDUINO. Immagino ad es. la situazione serale con batterie scariche.

Lo schema potrebbe diventare il seguente:



Uno zener dal valore commerciale di 5,1V dovrebbe fare al caso mio.
Giusto?

In questo caso, però, potrei avere una oscillazione accendi spegni sull'ARDUINO che sarebbe comunque da correggere perchè bruttina.
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Etemenanki

#59
Dec 16, 2018, 04:56 pm Last Edit: Dec 16, 2018, 04:56 pm by Etemenanki
Per i convertitori che accettano tensioni molto basse in ingresso, considera che il 95% (o piu) di essi e' progettato per il "low-power", quindi hanno anche una massima tensione di ingresso di 5.5V o poco piu ... comunque e' normale che i circuiti sotto una certa soglia non funzionino piu ... se non gli dai da mangiare abbastanza, scioperano (scusa, non ho resistito :D ... ma il concetto e' valido comunque )

Per il rele', dipende dal pannello che hai, magari e' sufficente il solo rele' ... considera che i rele' di solito hanno una tensione "di aggancio", ed una diversa tensione, piu bassa, "di sgancio" ... trovandone uno con i giusti valori e collegandolo direttamente all'uscita del pannello (sempre con il diodo in antiparallelo sulla bobina), quando il pannello supera la soglia "di aggancio" il rele' si attacca, e finche' poi non scende sotto la tensione "di sgancio" rimane attaccato ...

Consideriamo il pannello da 6V 3.5W massimi di cui parlavi prima (anche se personalmente lo prenderei con tensione maggiore, ma se hai gia quello, vediamo quello) ... significa che "al massimo" potra' darti 6V o poco piu a circa 600mA, ma che in condizioni "medie" ti puoi aspettare un'uscita di circa il 60/70% del massimo, diciamo sui 4V e massimo 220/230mA ... (i vari convertitori sono un po al limite con quei valori, non puoi proprio mettere due pannelli in serie ?) ... comunque con quei valori, potresti usare uno di questi rele' ... se vedi il suo datasheet, la versione a 5V aggancia a 3.5V circa, e sgancia a circa 0.6V, ed ha una bobina con resistenza di circa 500 ohm, per cui assorbe una corrente abbastanza bassa ... con 3 diodi ed un condensatore potresti cavartela con un circuito tipo questo (da provare con il pannello, ovviamente, non posso farlo io perche' non ho ne il tuo pannello ne quel rele' in casa) ... 



Quando e' a riposo, il contatto bypassa i due diodi (normali diodi silicio qualsiasi, a quelle correnti anche i vari 1N4148 vanno bene) collegando il positivo del pannello direttamente alla bobina, per cui una volta che la luce e' sufficente a fargli dare sui 3.5V, il rele' dovrebbe scattare ... a quel punto il contatto (mettili entrambi in parallelo, per aumentare la corrente commutabile) connette il pannello al convertitore (dovrai eliminare il condensatore da 4700uF, altrimenti il picco di corrente rischia di incollarti i contatti) e scollega la bobina, che rimane collegata attraverso i due diodi in serie, che dovrebbero causare una caduta di circa 1.5V, sulla bobina rimangono comunque circa 2V, che dovrebbero essere sufficenti a mantenerlo agganciato ... quando la luce diminuira' abbastanza da far scendere l'uscita del pannello sotto i 2V, il rele' dovrebbe staccarsi (il condensatore in parallelo alla bobina dovrebbe introdurre sufficenti ritardi per stabilizzare il tutto) ...
"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.

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