Arduino Forum

International => Español => Topic started by: curro92 on Sep 30, 2011, 07:29 am

Title: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Sep 30, 2011, 07:29 am
Hola,
estoy dando vueltas a un proyecto donde un Arduino estaría tomando datos durante un año en un lugar montañoso (con tarjeta SD, reloj RTC, sensor de temperatura y humedad, horas de sol (LDR), y un sensor de peso de una báscula de baño). Necesitaría una fuente de alimentación, que aunque no dure todo el año, la tenga que reponer pocas veces. ¿Qué sistema me recomendáis?
Gracias
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: ionhs on Sep 30, 2011, 08:09 am
panel solar + regulador + bateria.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: yopero on Sep 30, 2011, 10:32 am
y si es una montaña que siempre esta nublada? :smiley-roll-sweat:
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: Cheyenne on Sep 30, 2011, 11:20 am
Entonces una batería bien gorda  XD
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: curro92 on Sep 30, 2011, 12:42 pm
Hola,
una batería de plomo de 6V como esta http://cgi.ebay.es/6V-4-5Ah-sealed-lead-acid-battery-/110747760831?pt=UK_ConsumerElectronics_Batteries_SM&hash=item19c914b8bf#ht_2761wt_1139 (http://cgi.ebay.es/6V-4-5Ah-sealed-lead-acid-battery-/110747760831?pt=UK_ConsumerElectronics_Batteries_SM&hash=item19c914b8bf#ht_2761wt_1139) cuántos meses podría durar?
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: flico on Sep 30, 2011, 01:25 pm
No sabría decirte cuanto puede durar una batería de este tipo, tendrias que saber cuanto consume todo lo que vas a conectarla y calcularlo, pero no se como.
En los alcampo habia unas placas solares fotovoltaicas tiradas de precio, se usan para el camping y son de cierto tamaño. Miratelo a ver si tienes suerte y las hay.

... y un sensor de peso de una báscula de baño A que te refieres con esto. Quieres usar una celda de carga para controlar el peso.?
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: Heke on Sep 30, 2011, 01:35 pm
no te dura ni una semana.

Mira este enlace que te puede guiar un poco con el tema de autonomia y demas...

http://blog.dosbotones.com/2011/09/reducir-el-consumo-de-arduino.html (http://blog.dosbotones.com/2011/09/reducir-el-consumo-de-arduino.html)

http://pfcan.wordpress.com/2010/11/14/sobre-el-consumo-de-bateria-del-arduino/ (http://pfcan.wordpress.com/2010/11/14/sobre-el-consumo-de-bateria-del-arduino/)

A modo de curiosidad historica, te pongo un fragmento del primer post que puso nuestro apreciado compañero Igor R en el foro Arduino alla por el año 2008. Un saludo  Igor R

Quote
Re: ALIMENTAR ARDUINO CON BATERIA
Reply #8 - 16.12.2008 at 18:00:35 
Pues al final, he hecho la prueba con una pila PP3 de 9 voltios.

En concreto he usado una Sony Stamina PLUS 6AMB-B1A (Alcalina).

El Diecimila + LCD Displaytech 162 B lleva más de 9 horas continuas de funcionamiento, y el voltaje de la pila esta a unos 7 voltios.
Ha estado funcionando adquiriendo un dato de un sensor y mostrando en pantalla el valor en mV en la primera linea y el convertido en la segunda. El refresco es aproximadamente 350 ms.
El consumo total es de 32mA.

Los resultados han sido:
Start.- 9,23 voltios
1h.- 8'41 v
2h.- 8'07 v
3h.- 7'82 v
4h.- 7'61 v
5h.- 7'46 v
6h.- 7'32 v
7h.- 7'22 v
8h.- 7'11 v
9h.- 7'03 v

No he encontrado las curvas de esta pila en concreto, pero viendo el funcionamiento, se asemeja mucho a las duracell http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/01b2/0900766b801b2da8.pdf
Por si alguien quiere hacer estimaciones en su diseño.

Para mi aplicación, que será no continuada, me da una autonomía suficiente y me facilita mucho la vida el poder poner este tipo de pila por temas de tamaño, cajas, y peso. Ya que a este paso serán más de 10 horas, hasta que llegue a 6,5 voltios, aunque como se ve en las curvas de este tipo de baterias, hay un momento que caen en picado (cuidado si se requiere de más corriente, que puede cambiar mucho).

Gracias Eduardo por tus post y dejo expuestos mis resultados por si alguien los puede aprovechar.  Wink

Igor R.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: curro92 on Sep 30, 2011, 04:31 pm
Hola, flico,
Intento seguir la evolución del peso de una colmena, y he pensado utilizar el cuerpo y la parte analógica (4 células de carga) de una báscula de baño, como lo hace Joe Desbonnet con su báscula de cocina http://jdesbonnet.blogspot.com/2010_10_01_archive.html (http://jdesbonnet.blogspot.com/2010_10_01_archive.html)
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: curro92 on Sep 30, 2011, 04:39 pm
flico,
cuando dices "alcanpo" te refieres a los supermercados? No he estado nunca en uno de ellos, creía que vendían  cosas de comer.

Y qué tamaño (o potencia) debería tener un panel para cargar una batería para alimentar Arduino +  tarjeta SD + reloj RTC + sensor de temperatura y humedad + LDR  + sensor de peso (4 células de carga) de una báscula de baño?
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: JMN on Sep 30, 2011, 07:06 pm
Lo primero es montar el circuito y medir el consumo para saber lo qué necesitas, una vez que lo conoces es cálculo es simple, probablemente te tengas que ir a panel solar nada más que consuma un poquito. Las baterías de coche tienen un montón de Ah y además la puedes bajar con un dc-dc lo que reducirá el consumo de la betería.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: ionhs on Sep 30, 2011, 07:44 pm
Como supongo que el peso no lo querrás medir constantemente igual tendrías que medir mediante muestreo. Apagar casi todo lo imprescindible hasta que haya que hacer las mediciones y volver a apagarlo hasta que toque volver a medir. De esta manera reducirás el consumo diario mucho pero la única manera de saber cuanto te consumirá es montándolo y usando el muestreo. Mides cuanto consume en un minuto cuando está dormido y vuelves a repetirlo cuando esta todo activo.

Ten en cuenta lo siguiente para el cálculo del panel y la bateríaTknika (http://www.tknika.net/liferay/web/materialeak/8.-fotovoltaika) hay unos apuntes muy potentes de documentación generada para los ciclos formativos donde se aprende a diseñar instalaciones fotovoltaicas. Me parece que para bajártelo tienes que rellenar un formulario. Salu2[/list]
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: Sergegsx on Sep 30, 2011, 07:56 pm
ionhs muy buenos comentarios a tener en cuenta.
yo añadiria, calcula la capacidad de la bateria según lo que te ha comentado ionhs de varios dias sin sol, etc.
y aparte calcula un uso de bateria en el cual la bateria no baje del 50% de capacidad. esto asegura que la bateria no se dañe, al menos eso he leido respecto a instalaciones de paneles solares con baterias para casas.
de todas formas una bateria de coche puede tener 100Ah
si tu conjunto consume digamos 150mA (esto es lo que consume mi arduino + lcd + led alta intensidad + canbus + serial a saco)

150mA*24h = 3600mAh por dia, es decir 3.6Ah/dia
con una bateria de 100Ah y siguiendo lo anteriormente dicho...50Ah
50Ah / 3.6Ah/dia = 13.8 dias
con un panel que te suministre mas de 150mA reales, estaras cargando la bateria, y tienes 13,8dias de margen para ello.
(por favor, que alguien compruebe los calculos que igual estan mal)
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: curro92 on Sep 30, 2011, 08:38 pm
Gracias a todos.
Cuando haga el montaje de todos los componentes, mediré el consumo, y seguiremos con el tema.

ionhs, he puesto a bajar fotovoltaikoa.zip, y lo miraré, si es que consigo bajarlo, son 500MB y Mi conexión adsl es de zona rural...
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: ionhs on Sep 30, 2011, 08:56 pm
Lo del %50 que comenta Sergegsx es verdad, ten cuidado con esos. Cada bateria tiene su porcentaje de carga minima, por eso en las instalaciones de fotovoltaica se suelen usar unos "reguladores" para que se encarguen de esas cosas.

Curro92 los apuntes tknika los tiene en euskera y castellano lo que no se es si en los 500Mb están los 2 idiomas o dependiendo de del idioma en el que se está navegando bajas en uno o en otro. Estos apuntes me los pasaron en un curso que hice y son buenos, igual demasiado y todo  :smiley-yell:
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: flico on Sep 30, 2011, 09:45 pm

flico,
cuando dices "alcanpo" te refieres a los supermercados? No he estado nunca en uno de ellos, creía que vendían  cosas de comer.

Y qué tamaño (o potencia) debería tener un panel para cargar una batería para alimentar Arduino +  tarjeta SD + reloj RTC + sensor de temperatura y humedad + LDR  + sensor de peso (4 células de carga) de una báscula de baño?




Si señor alcampo el supermercado en la sección de repuestos para el automóvil.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: JRodrigo on Sep 30, 2011, 09:52 pm
Tengo algo olvidado lo de las instalaciones solares pero te pongo alguna formula que me viene a la cabeza.

Tamaño de la batería = (Consumo diario * días de autonomía)/(Rendimiento de la batería * Descarga máxima)

Bat = ((0,075a * 24 horas)*7)/(0.8*0.5) = 31,5 Ah

Luego las baterías hay un mundo en el calculo de las instalaciones, por ejemplo depende del tipo de batería (c10,c20,c100c...) cXX son las horas que funciona ininterrumpidamente, osea si la batería se descarga más lento tiene más capacidad que si la descargas más rápida. Luego la temperatura, si la batería esta caliente (+25ºC) gana capacidad y si hace mucho frio pierde, pero por lo contrario pierde años de vida las baterías en altas temperaturas.

La dimensión del panel solar ya no me acuerdo tan bien pero lo idea seria, 0.075ma*5V*24Horas = 9 vatios/día de consumo entonces con la radiación solar media anual de la zona, inclinación, batería,... calculas la potencia que te tiene que dar el panel solar que tranquilamente puede salirte 50W para cargar la batería totalmente en un par o tres de días o 100W para cargarlo aun

Un saludo!
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: Cheyenne on Sep 30, 2011, 11:19 pm
Lo primero se calcula todo y después se multiplican los resultados por 5 o por 10  :D

Aunque lo digo en broma lo cierto es que no dista mucho de la realidad. Cuando intervienen placas solares hay que establecer unos márgenes muy amplios para asegurar que no te vas a quedar corto. Los márgenes que hay que aplicar son tan grandes porque intervienen algunos factores que pueden ser complicados de cuantificar de antemano. Lo principal, por supuesto, la insolación que recibirá la placa.



Luego las baterías hay un mundo en el calculo de las instalaciones, por ejemplo depende del tipo de batería (c10,c20,c100c...) cXX son las horas que funciona ininterrumpidamente, osea si la batería se descarga más lento tiene más capacidad que si la descargas más rápida.



El dato CXX indica la autodescarga de la batería siendo XX los días que tarda en descargarse sin recibir recargas. Para este tipo de aplicaciones sin duda yo pondría una batería solar. Nada de utilizar baterías de coche o similares. El problema es precisamente la autodescarga. Con una batería de coche se está utilizando una parte de la potencia de las placas en la pérdida por autodescarga que sufre.

Mis cálculos serían los siguientes:

Tal como ha explicado muy bien ionhs lo primero medir el consumo promediado de toda la electrónica. Pongamos por poner una cifra redonda que salen una media de 100 mA. El consumo de energía por día será de 24 x 0,1 = 2,4 Ah/día.

Lo siguiente calcular la potencia del panel. Para ello hay que ir al caso más restrictivo, en invierno. En esta web

http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps/radmonth.php?lang=es&map=europe

puedes calcular la radiación media diaria indicando el ángulo de inclinación del panel. Pongamos que al elegir la zona y la inclinación, que para España lo óptimo es unos 40º, nos da una radiación de unos 3000 Wh/m2. Como la potencia de los paneles está calculada para una radiación de 1000 W/m2 (día a pleno sol en verano) tenemos que nuestro panel va a producir el equivalente a 3 horas a su plena potencia. En nuestro caso el panel mínimo necesario será de 2,4 / 3 = 0,8 A. Según la tensión del panel, multiplicando tendremos la potencia del mismo. Ahora bien, ese panel nos cubre lo mínimo, el consumo total. Necesitamos un panel mayor para que, tras unos días nublados que hayan hecho reducir la carga almacenada en la batería, tengamos potencia suficiente para alimentar la electrónica y el resto para cargar la batería. Aquí entra el coeficiente que queramos poner. A falta de poder hacer pruebas yo pondría coeficiente 2, es decir, un panel de unos 1,6 A.

Calculado el panel ya podemos pasar a la batería. Será suficiente con aplicar un factor de 12. Si nuestro panel puede proporcionar 1,6 A, la capacidad de la batería tiene que ser de 1,6 x 12 = 19,2 Ah.

Por último comprobamos que el resultado de esa batería nos va bien ya que la carga total de la batería nos da suficiente energía para que la electrónica esté funcionando durante 19,2 / 2,4 = 8 días. Tenemos margen suficiente ya que difícilmente vamos a tener 8 días seguidos sin ningún momento de luz.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 01, 2011, 05:19 am
Hola,
esta noche me desperté y vi la luz: la solución está en que el Arduino (y todo lo que tiene alrededor) no debe estar conectado, debe estar desconectado. Lo único que necesito es conectarlos cada 10 minutos durante un segundo. Y cuando se conecte abrirá un fichero de la SD y escribirá un registro de datos: año;mes;día;hora;minuto;peso;temperatura;humedad;sol(sí/no), y cerrará el fichero. Esto lo hará desde el setup() para que solo haga un registro, y el loop() estará vacío ( o con unos Serial.print() para cuando esté conectado por usb). Lo de los 10 minutos no es crítico, pueden ser 10, como 8 como 13 minutos.
Tan solo me haría falta una fuente con pilas a 6V y un temporizador, que consuma poquito, porque sería lo único conectado de continuo. Y para encender el Arduino usaría un relé? Para el temporizador se suele usar 555? Seguro que alguien tiene algún esquemilla por ahí.
Con esto evito que se dispare el presupuesto de mi proyecto.
El tema de los paneles solares me interesa, pero por ahora lo dejaré en la recámara.

Pregunta final: este tema de encender el Arduino cada x tiempo para ahorra pilas, merecería un nuevo Subject?

Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: Heke on Oct 01, 2011, 10:23 am
Quote
Aún se puede reducir más el consumo poniendo el microcontrolador en modo de reposo (sleep), aunque este modo implica no ejecutar ninguna instrucción


Del primer enlace...

tendras que mirar ese modo y si, creo que seria interesante nuevo hilo para esto.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: Imagina on Oct 01, 2011, 10:56 am
Curro92, solo a modo informativo...

Hace un par de años hice una prueba con un Arduino + 7 sensores PIR (Alarma) + 9 Leds (no se decirte el consumo general), todo encendido 24 horas al día y conectado a una tipica bateria de "Moto", 12v 7Ah. regulado con un simple LM7808... Resultado, el sistema permanecio encendido aproximadamente 29 días...

Supongo que si en vez de una bateria le pones 4 (o una de coche) te permitiria ir de visita a ver como va todo cada 3 meses.

Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: igorreal on Oct 01, 2011, 12:08 pm
El micro ya tiene implementado modos para ahorro de energia.
Yo escribí cuando hice un inventillo ésto => http://real2electronics.blogspot.com/2009/09/power-sleep-mode.html
Lo usaba para sustituir todos los delays, y ahorrar bastante consumo. Hay diferentes tipos de "sleep modes".

Otra cosa recomendable, es que uses alguna de las versiones de Arduino a 8Mhz, ya que consume mucho menos.


Salu2


Igor R.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: flico on Oct 01, 2011, 03:03 pm
Usa un attiny45, no necesita cristal ni nada, le pones que cada 10min se Active un rele que alimente el arduino. Luego a los x minutos que se apague. Como el attiny tiene entrada analógica puedes controlar la tensión de la batería
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: flico on Oct 01, 2011, 07:28 pm

Hola, flico,
Intento seguir la evolución del peso de una colmena, y he pensado utilizar el cuerpo y la parte analógica (4 células de carga) de una báscula de baño, como lo hace Joe Desbonnet con su báscula de cocina http://jdesbonnet.blogspot.com/2010_10_01_archive.html (http://jdesbonnet.blogspot.com/2010_10_01_archive.html)



Usar 10bit para el rango 0-5V no te dará apenas precisión en la medida, puedes usar un LTC2400 de 24bit y baja figura de ruido. La referencia usa 3.3V.
En este enlace han trabajado con el.
http://interface.khm.de/index.php/lab/experiments/connect-a-ltc2400-high-precision-24-bit-analog-to-digital-converter/ (http://interface.khm.de/index.php/lab/experiments/connect-a-ltc2400-high-precision-24-bit-analog-to-digital-converter/)

Muchas basculas "made in china" llevan un CS5532
http://arduino.cc/forum/index.php?topic=69937.0 (http://arduino.cc/forum/index.php?topic=69937.0)

Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 01, 2011, 08:48 pm
Hola,
estuve buscando un esquema de temporizador astable con un 555 ( tON=1sec, tOFF=600sec), pero la idea de usar attiny me gusta más. He encontrado un sitio donde se explica muy bien cómo programar un attiny45 con el Arduino
http://hlt.media.mit.edu/?p=1229 (http://hlt.media.mit.edu/?p=1229). Usaría millis() para contar el tiempo y digitalWrite() para activar/desactivar el relé, en una temporización de tiempoON 1sec y tiempoOFF 600sec

Lo utilizaría a 3V (2 pilas de las 4 que irían en serie para Arduino)

Respecto al consumo, en el datasheet dice:

• Low Power Consumption
- Active Mode:
• 1 MHz, 1.8V: 300 µA
- Power-down Mode:
• 0.1 µA at 1.8V

Dudas:
- 1.8V: 300 µA cuánto supone a 3V?
- Cómo se le pone en "Power-down Mode"? En ese estado puede correr el programa y activar el relé?




Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: igorreal on Oct 01, 2011, 08:53 pm
Quote
Cómo se le pone en "Power-down Mode"?


En el datasheet (página 35)

Power-down Mode
When the SM[1:0] bits are written to 10, the SLEEP instruction makes the MCU enter Power-
down mode. In this mode, the Oscillator is stopped, while the external interrupts, the USI start
condition detection and the Watchdog continue operating (if enabled). Only an External Reset, a
Watchdog Reset, a Brown-out Reset, USI start condition interupt, an external level interrupt on
INT0 or a pin change interrupt can wake up the MCU. This sleep mode halts all generated
clocks, allowing operation of asynchronous modules only.


Si no vas a poner nada externo que despierte al micro, tendrías que usar Idle Mode, así podrías usar un timer para despertar a tu micro cada x tiempo.


;)
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: flico on Oct 01, 2011, 09:15 pm

Hola,
estuve buscando un esquema de temporizador astable con un 555 ( tON=1sec, tOFF=600sec), pero la idea de usar attiny me gusta más. He encontrado un sitio donde se explica muy bien cómo programar un attiny45 con el Arduino
http://hlt.media.mit.edu/?p=1229 (http://hlt.media.mit.edu/?p=1229). Usaría millis() para contar el tiempo y digitalWrite() para activar/desactivar el relé, en una temporización de tiempoON 1sec y tiempoOFF 600sec

....



Inizul lo tradujo al español.
http://txapuzas.blogspot.com/2009/12/paperattinyprogrammer-un-programador.html (http://txapuzas.blogspot.com/2009/12/paperattinyprogrammer-un-programador.html)

y además tienes un ejemplo de uso.
http://txapuzas.blogspot.com/2009/12/paperattinymosfet-control-de-velocidad.html (http://txapuzas.blogspot.com/2009/12/paperattinymosfet-control-de-velocidad.html)
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 02, 2011, 06:11 am
Gracias a todos.
Gracias flico, lo tenía tan cerca y no lo había visto...
En la cita del datasheet dices In this mode, the Oscillator is stopped..., eso es compatible con usar timer()?

El tiempo de encendido que menciono como 1sec lo decidiría el mismo Arduino, que al terminar de grabar el registro de datos y cerra el fichero en la SD, enviaría al attiny un pulso. Seguro que no llega al segundo.

Cuando tenga todo montado y programado abriré un nuevo Subject informativo sobre este tema, así espero ayudar a ahorra muchas baterías, porque creo que se puede usar en muchos proyectos de Arduino.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: inizul on Oct 02, 2011, 12:59 pm
Hola Curro

Quizás te interese utilizar el Arduino en modo Sleep y despertarlo automáticamente mediante el Watchdog (es un contador que se ejecuta automáticamente y puede despertar al Arduino). Existe una librería que te permite hacerlo.

Debes tener en cuenta que el Arduino tiene incorporado un chip USB que consume innecesariamente, y si lo alimentas a través del regulador de tensión las pérdidas son muy importantes. Quizás te interese montar un Arduino sin estos elementos .

Un ejemplo lo tienes en:

http://interface.khm.de/index.php/lab/experiments/sleep_watchdog_battery/ (http://interface.khm.de/index.php/lab/experiments/sleep_watchdog_battery/)

donde dice:

Quote
When we assume that the time to  measure a sensor and making  some decisions will take 10 millisecond and the watchdog is set to 8 seconds the on/off ratio is 800 which extends the battery live time by this factor.
...
In normal operation with a current of 20mA  the battery will last 2000/20 = 100 hours or about  4 days.
In intermittent operation with a factor of 800 the operating current is reduced to 20mA/800 = 0.025mA plus the current that is drawn in sleep mode 0.05mA.
Now with 2000/(0,025+0,05)  we come to 27000 hours lifetime which is about 3 years.


[Edito]
Debes de tener en cuenta que casi va a consumir más el regulador que el propio micro (siempre que no uses relés)
Para trabajar con baterías, se suelen utilizar reguladores de conmutación (eficiencia ~90%), puedes utilizar uno de conmutación utilizando un LM2575 en vez de uno lineal (tipo 78xx o el de Lowdrop LM2937):

(http://www.circuit-projects.com/fp/step-down/LM2575-adjustable-output.jpg)

http://www.circuit-projects.com/power-supply/using-a-step-down-converter-instead-of-a-linear-voltage-regulator.html (http://www.circuit-projects.com/power-supply/using-a-step-down-converter-instead-of-a-linear-voltage-regulator.html)

Saludos
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 02, 2011, 07:21 pm
Sí, el Arduino tiene el regulador de alimentación, y un led PWR, cuyo consumo no puedo controlar. Veo dos alternativas,  construirme un Arduino minimalista con ese regulador que comenta Inizul, o poner de temporizador un attiny en modo Sleep, y que de vez en cuando active un relé y encienda el Arduino estándar con todo lo que lleva conectado.

Pero sigo con una: suponiendo que uso un attiny, porque solo consume algunos uA, este podría ir sin regulador? Por ejemplo, con 3 pilas de 1.5V? Es que si le pongo regulador, ya estamos de nuevo gastando pila...

Inizul, una pregunta: si conecto el attiny al arduino (MISO, MOSI, SCK) puedo conectar también a estos pines el módulo SD? O hay que desconectar uno para poner el otro?   Ya visto que sí, con una línea ss (slave select) por cada dispositivo
Gracias

Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: flico on Oct 04, 2011, 12:23 am

....
Inizul, una pregunta: si conecto el attiny al arduino (MISO, MOSI, SCK) puedo conectar también a estos pines el módulo SD? O hay que desconectar uno para poner el otro?   Ya visto que sí, con una línea ss (slave select) por cada dispositivo
Gracias


Curro92 porque vas a usar SPI para comunicar con el ATtiny?
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 04, 2011, 04:59 am
Hola, flico,
no necesito esa conexión para el funcionamiento normal, pero sí para cargarle el sketch al attiny por el método Txapuzas http://txapuzas.blogspot.com/2009/12/paperattinyprogrammer-un-programador.html (http://txapuzas.blogspot.com/2009/12/paperattinyprogrammer-un-programador.html). Como pienso montar el atmega328 y el attiny85 en una misma placa, junto con el módulo SD y un LTC2400 (24 bit ADC para las báscula, que también va por SPI) me surgió la duda. Luego he visto que se pueden conectar simultáneamente varios slave a un master, simplemente para seleccionar un esclavo se necesita una salida digital del maestro para cada uno.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: flico on Oct 08, 2011, 12:09 am
Mirate este link, hay celulas de carga y amplificadores, te puede servir a sacar ideas.
http://www.robot-italy.com/product_info.php?cPath=15_178&products_id=1868 (http://www.robot-italy.com/product_info.php?cPath=15_178&products_id=1868)
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: OndO on Oct 08, 2011, 01:22 am

Usar 10bit para el rango 0-5V no te dará apenas precisión en la medida, puedes usar un LTC2400 de 24bit y baja figura de ruido. La referencia usa 3.3V.
En este enlace han trabajado con el.
http://interface.khm.de/index.php/lab/experiments/connect-a-ltc2400-high-precision-24-bit-analog-to-digital-converter/ (http://interface.khm.de/index.php/lab/experiments/connect-a-ltc2400-high-precision-24-bit-analog-to-digital-converter/)


En realidad, con 10 bits le vale, sólo necesita hacer las cosas bien. Sólo hay que buscar ADCs más grandes si necesitas más resolución, 24 bits = 16 millones de niveles. De hecho, usando 3,3V, tendrá un paso mínimo de 0,2uV, cuando así a "pelo" tendrá ruido de mV. Eso básicamente quiere decir que le sobran 10 bits...

-Las galgas extensiométricas que se usan para esos sensores son muy ruidosas, mi consejo es que hagas un buen acondicionamiento del señal:

1. Amplificador diferencial (busca puente de Wheadstone). Esto depende de como sea tu sensor, ya que algunos ya tienen el puente integrado.

2. Filtro anti-aliasing. Esto básicamente es un filtro pasa-bajas vulgaris, que te ayudará a limpiar mucho ruido.

3. Te recomiendo que tomes varias muestras a la vez y hagas una media. Eso te permite eliminar ruido (generas filtros digitales) y te dá más bits de resolución (si haces dos muestras y obtienes 1 y 0, la media te dará 0,5 que es un valor que supuestamente no deberías ser posible de generar, acabas de ganar un bit :D). Para que el arduino no sufra con la división (a los micros no les gusta) usa un 'shifting', es decir, usas un múltiple de 2 y el operador '>>'

Code: [Select]

a>>b     // esto divide a por 2^b


- Tendrás que hacer pruebas sin peso, ya que las galgas también tienen una variación grande en temperatura. Tendrias que probar algunos dias y hacer una corrección, lo ideal sería poder parametrizarlo bien, pero con 0 (sin poner nada en la báscula) y con un valor de peso fijo (lo más cercano al máximo que quieras llegar a medir) deberías de poder obtener una buena compensación lineal (la variación es lineal, así que debería bastar).

-  Respecto a lo del relé, yo no te lo aconsejaría, porque requieren un consumo potentillo, por no decir que se tira consumiendo todo el rato que el arduino tenga que estar "trabajando". Con un par de FETs puedes conseguir algo muchísimo más eficiente.

- Una buena opción es que el Arduino (o micro principal) tenga un pin conectado al tiny (o el que uses como temporizador), en un pin que sirva de interrupción. De esta forma puedes desconectar el Arduino justo cuando acabas. Por cierto, el tiny que tenga un oscilador lo más lento possible, nada de MHz, puedes poner un cristal de 400KHz (y seguramente menos, pero el datasheet no lo especifica o no lo veo ahora mismo). El resto de clocks, desconectalos porque los osciladores consumen mucho para no hacer nada.

Hay más cositas, opciones y circuitos que podrían ser algo más eficientes, pero con eso deberías tener más que suficiente.

Si no sabes cómo hacer el filtro, el ampli o lo de los FETs, ya te colgaré un pequeño esquemático.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: Cheyenne on Oct 08, 2011, 12:17 pm


-  Respecto a lo del relé, yo no te lo aconsejaría, porque requieren un consumo potentillo, por no decir que se tira consumiendo todo el rato que el arduino tenga que estar "trabajando". Con un par de FETs puedes conseguir algo muchísimo más eficiente.



A mí tampoco me gusta nada la solución del relé pero en el caso de querer hacerlo así existen unos relés con enclavamiento en los dos estados de modo que sólo es necesario dar un pulso para cambiar entre uno y otro. Estos relés son los que se montan por ejemplo en termostatos de calefacción en viviendas.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: OndO on Oct 08, 2011, 02:47 pm

A mí tampoco me gusta nada la solución del relé pero en el caso de querer hacerlo así existen unos relés con enclavamiento en los dos estados de modo que sólo es necesario dar un pulso para cambiar entre uno y otro. Estos relés son los que se montan por ejemplo en termostatos de calefacción en viviendas.


Si, pero el funcionamiento es el mismo que el de cualquier relé, campo magnético y interruptor ferromagnético, por lo que aunque haya una electrónica de control, sigue consumiendo mucho. Ahí tienes el circuito que te comentaba. El de abajo es un nMOS el de arriba un pMOS.

(http://img190.imageshack.us/img190/7230/capturadepantalla201110b.png)

Cuando EN=0, Q1 está cerrado, la tensión Q2 entre surtidor y puerta es 0, y por tanto también está cerrado. Cuando EN=1, el Q1 conduce, y tendrás un pequeño corriente Vin/R1 (puedes augmentar R1 hasta megas si coges los transistores apropiados) entonces se genera una tensión entre surtidor y puerta de Q2 y tienes conducción. La única limitación de este circuito es que Vout<Vin (siendo estrictos Vout+Vfb<Vin) debe cumplirse siempre. Porque el diodo de bulk de Q2 permite que haya conducción en sentido inverso. En tu caso, IN es la batería, así que siempre lo cumplirás.

EDIT: también es más barato :D
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 08, 2011, 05:54 pm
Gracias OndO y Cheyenne,
Miraré los nMOS y pMOS, para mí es un tema nuevo.
Aunque el tema se aleje de la fuente de alimentación, para el pesaje creo que voy a decidirme por hackear una balanza de baño (bathroom scale), las hay en ebay por 7-8€). Comprar galgas sueltas sale caro, en robot-italy he visto galgas que para pesar 100 kg pueden costar más de 50€. Se trata de quitar a la balanza la parte electrónica (porque solo tiene precisión de 100g), y dejar el bastidor con las cuatro galgas extensiométricas. He encontrado un ADC de 18bits con código para arduino (MCP3424, va por I2C), tiene amplificador interno de ganancia hasta x8; creo que la resolución se aproxima al gramo, lo cual me bastaría. Tomaré en cuenta lo de acondicionar la señal, los filtros, etc.
Cuando vaya concretando el proyecto, abriré on topic nuevo.

Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración
Post by: Cheyenne on Oct 08, 2011, 11:45 pm


Si, pero el funcionamiento es el mismo que el de cualquier relé, campo magnético y interruptor ferromagnético, por lo que aunque haya una electrónica de control, sigue consumiendo mucho. Ahí tienes el circuito que te comentaba. El de abajo es un nMOS el de arriba un pMOS.



No estoy seguro si se ha entendido lo que digo. Por supuesto imagino que es mejor con MOS. Pero los relés a los que me refiero no son normales con una electrónica de control que permita conmutarlos con sólo un pulso. No llevan nada de electrónica. Tienen una entrada a una bobina que al enviarle un pulso el relé conmuta al estado A. Y otra entrada a otra bobina que al enviarle un pulso el relé conmuta al estado B. El sistema consume igual que cualquier relé sólo el tiempo que dura el pulso. Mientras no se quiera cambiar el estado el consumo es absolutamente cero.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: OndO on Oct 09, 2011, 12:29 am

A vale, ya sé cuales quieres decir, no había caido porque no suelo usar relés y demás, sólo los he usado en algunas prácticas de la universidad. El problema es que ya son 2 entradas de control, y con carga altamente inductiva. Cada pulso de estos te comerá unos cuantos mA, aunque sea por poco rato. El circuito con MOS tiene consumo 0 en cerrado, y el consumo de la resistencia en abierto (que como ya he dicho puedes bajar a uA con los transistores adecuados). Además está el tema de que los relés son bastante más caros, los MOS apenas te costaran unos 20cent los dos.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: flico on Oct 09, 2011, 01:20 am
Quote
Filtro anti-aliasing. Esto básicamente es un filtro pasa-bajas vulgaris, que te ayudará a limpiar mucho ruido.


OndO, muy buen post, aquí aprendo por momentos.
Podrias poner un ejemplo de filtro.?

Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: OndO on Oct 09, 2011, 01:41 am

Podrias poner un ejemplo de filtro.?


Esta debe de ser la madre de las preguntas de la electrónica XD. Los filtros tienen su qué, los hay desde lo más chorra del mundo a lo más Hi-tech ultrasofisticado. Si el tema interesa, puedo hacer un post que explique como van, que opciones hay, para que sirven y lo más importante, como diseñarlos y hacerlos, pero en otro post que tampoco es plan de desvirtuar este ;)
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 09, 2011, 06:52 am
Hola OndO,

Estoy preparando un pedido en rs-online y no tienen los FET BSS296 y BSS110, hay otros BSS*. ¿Puedes indicarme algunos otros equivalentes? Los FET no son mi fuerte. Y puesto a pedir, me interesa un esquema de filtro pasa-bajos para el ADC
Gracias


Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: ionhs on Oct 09, 2011, 11:49 am
Ondo muy interesante, la verdad es que no suelo hacer nada con transistores MOS y FET por desconocimiento práctico, una clase de esto tampoco nos vendría mal  :D. ¿Cuanta corriente es capaz de suministrar al lado de potencía? 0,68A me ha parecido entender de datasheet, ¿es correcto? Es un valor muy interesante.

Ahora una pregunta tonta has comentado que tiene que ser Vout+Vfb<Vin pero, Vin=Vout+Vfb será siempre porque yo no veo más caídas de tensión en la malla. Salu2
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: OndO on Oct 09, 2011, 05:25 pm

Estoy preparando un pedido en rs-online y no tienen los FET BSS296 y BSS110, hay otros BSS*.


En realidad no me había fijado mucho en los códigos, porque casi cualquiera te vale. Lo más importante a tener en cuenta es:

para el nMOS:
- Vth< que la tensión que uses para excitarlo (con 3.3V, te valen todos los de baja señal)
- Ron lo más baja posible, ya que necesitas que el divisor R1 con Ron te dé una tensión menor a Vin-Vthp (donde Vthp es la tensión de threshold del pMOS).

para el pMOS:
- Ron baja => menor perdida de tensión
- Vth pequeña te permitirá poner R1s más grandes

Al margen de esto, que ambos puedan trabajar en el rango de tensiones/corrientes. El primero no te dará problemas porque básicamente cualquier transistor irá  a las tensiones con las que quieres trabajar. El segundo depende de lo que consuma tu circuito, asegurate de no apurar demasiado (si el circuito consume 0.5A, no pongas uno de 0.6A vete hasta 0.8 o mayor). Si el consumo es elevado(>0.5A), recuerda alejarlo de componentes sensibles a la temperatura (como la galga).

Y puesto a pedir, me interesa un esquema de filtro pasa-bajos para el ADC


Pues harían falta más datos, en concreto habría que especificar frecuencia máxima de funcionamiento, y las atenuaciones en banda de paso y banda atenuada (hay más, pero con eso ya se puede hacer algo). Siendo para la galga, el problema más grande es que vas a necesitar un amplificador delante, o el filtro te traerá más problemas que soluciones. Para poder darte algo que puedas usar, me haría falta saber que tipo de galga tienes (que configuración sigue).

¿Cuanta corriente es capaz de suministrar al lado de potencía? 0,68A me ha parecido entender de datasheet, ¿es correcto? Es un valor muy interesante.


Si, el único límite de corriente lo marca el pMOS (puede ser mayor en función de cual elijas), pero yo no me fiaría de los límites que marca el fabricante, entre otras cosas porque cuando circulen 0,6A por ese pMOS estará a 80º o incluso más. Con esto es mejor dejar un buen margen, porque así se disminuye el consumo de potencia y se alarga la vida de los transistores. En cualquier caso, este circuito está más enfocado a cosas de poca potencia.


Ahora una pregunta tonta has comentado que tiene que ser Vout+Vfb<Vin pero, Vin=Vout+Vfb será siempre porque yo no veo más caídas de tensión en la malla.


Depende de Vin y Vout, porque lo que hay en medio no es lineal. Si conecto 3V a Vin, y por lo que sea conecto 5V en Vout, el díodo que tiene el pMOS entre sus terminales conducirá, fijando la tensión de conducción del diodo (supongamos 0,7) entonces, empezará a pasar corriente hasta que:

1. La tensión de 3,3V suba a 4,3V (lo cual seguramente se carga el circuito de 3.3V)
2. La tensión de 5V baje hasta 4V (lo que significará que estará dando toda su potencia, así que seguramente habrá un corriente grande)
3. El pMOS se queme y deje de conducir, que es lo más probable

Mientras la tensión de salida sea más baja que Vin, el diodo no conducirá, por lo que la tensión entre los terminales será Vout-Vin.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: flico on Oct 24, 2011, 12:33 am
Encontre este cacharro para el mundo de la apicultura, hechale un vistazo.

http://www.ray-ie.com/webray_018.htm (http://www.ray-ie.com/webray_018.htm)
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: curro92 on Oct 24, 2011, 05:39 am
Gracias flico, lo miraré. El tema de la temperatura interior es bastante complejo, porque el espacio que ocupan las abejas  en torno al llamado nido de cría es una especie de esfera o huevo, y para estudiar la distribución de la temperatura interior creo que harían falta bastantes sensores.
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: osvaldovegacasanova on Jun 09, 2015, 06:23 pm
Curro92, solo a modo informativo...

Hace un par de años hice una prueba con un Arduino + 7 sensores PIR (Alarma) + 9 Leds (no se decirte el consumo general), todo encendido 24 horas al día y conectado a una tipica bateria de "Moto", 12v 7Ah. regulado con un simple LM7808... Resultado, el sistema permanecio encendido aproximadamente 29 días...

Supongo que si en vez de una bateria le pones 4 (o una de coche) te permitiria ir de visita a ver como va todo cada 3 meses.


Disculpa , es mucho preguntar como resolviste la alimentacion de esos 7 PIR ? todos cableados al arduino o hiciste una solucion wireless ??

Gracias !
Title: Re: Fuente de alimentación autónoma de larga duración [¡Eureka!]
Post by: surbyte on Jun 10, 2015, 05:33 am
Si te responde haremos una fiesta... la ultima respuesta fue en Oct 2011.
de todos modos me leí el hilo y es sumamente interesante aunque no por tu pregunta, porque no trata tu problema sino que es una situación de ejemplo
Intenta crear un hilo propio, y debatiremos tu consulta.