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Topic: Kit fotovoltaico, diodi e risparmio energetico (Read 3508 times) previous topic - next topic

GianfrancoPa

Salve a tutti,
da qualche settimana sto conducendo un progetto che deve funzionare a batteria + pannello fotovoltaico 24h/24, per tale ragione sto spingendo al massimo sul risparmio energetico.

Il kit che ho ricevuto è composto da:
- Pannello
- Diodo 1N 5408
- raddrizzatore 7812 12V
- pila 11.1V DC 1000mA

Il diodo è interposto tra il pannello e l'integrato.

Tutta la circuteria in modalità standby, con la sola batteria collegata, consuma circa 0.0033 A/h.
A pieno regime ho un consumo medio di circa 0.035 A/h con picchi di pochissimi secondi di circa 0.3 A/h

Quando collego la batteria al kit di ricarica (al chiuso quindi in assenza di luce solare) noto che il consumo in standby sale a circa 0.006 A/h, come se la corrente ritornasse indietro fino al raddrizzatore.

Se interpongo un altro diodo (1N 4007) tra batteria e raddrizzatore ecco che il consumo ritorna a 0.0033 A/h, consentendomi quindi di ottenere il massimo risparmio energetico.

Purtroppo questo secondo diodo comporta una caduta di tensione di 0.4V circa che dovrebbe causare una minor carica della batteria. Dico bene?

Cosa sapreste consigliarmi per ridurre al massimo i cali di tensione causati da entrambi i diodi?

Grazie mille!!!
Gianfranco

leo72

Se non interponi un diodo sull'uscita dal pannello solare, quando il sole non c'è il pannello ti assorbe corrente dalla batteria scaricandotela.

Io ho sempre adottato un circuito con 3 diodi:

Code: [Select]

          +----------|D3>|-------------+
          |                            |
PANNELLO -+-- |D1>|---+-----|D2>|------+-----UTENZA
                      |
                    BATT

(D1, D2 e D3 sono diodi Schottky con una caduta di 0,2/0,3V).

In questo modo sono sicuro che dal pannello la corrente scorre solo in una direzione, e sia verso l'utenza che verso la batteria: in pieno sole, la corrente passando da D1 e D2 ha una caduta di tensione di circa 0,4/0,6V per cui sempre inferiore a quella che proviene solo da D3. In questo modo in caso di sole la corrente che viene usata è quella del pannello.
Se il sole non c'è, la corrente della batteria alimenta la sola utenza, senza tornare indietro al pannello.

La batteria è vero che si carica alla tensione max meno 0,2/0,3V e che poi viene da questa fornita ad ulteriori 0,2/0,3V in meno ma generalmente una caduta di 0,4/0,6V non mi crea dei grossi problemi. Faccio in modo che il pannello mi eroghi qualcosina in più per bilanciare.

uwefed

Se la batteria é per 11,1V é una batteria al Litio. Quelle hanno neccesstá di un circuito di carica particolare..
Il 7812 non é un radrizzatore ma un stabilizzatore di tensione che ha il suo consumo ed non é adatto per caricare una LiPo. 
Secondo me le Tue conoscenze son troppo basilari per poter progettare l'alimnetazione.
Spiegaci bene il Tuo progetto.

Ciao Uwe

menniti

Mi sa che ha ragione Uwe, a meno che il circuito di controllo della ricarica non sia implementato nella batteria stessa, come avviene alcune volte in prodotti commerciali con batterie "dedicate" (p.es. il TOM TOM)
Manuale "Arduino e le tecniche di programmazione dei microcontrollori ATMEL"
http://www.michelemenniti.it/manuale_di_programmazione.html
http://www.michelemenniti.it/offerta.html
Articoli ElettronicaIN
http://www.michelemenniti.it/elettronica_in.html

GianfrancoPa

Grazie per le risposte!

Si, le mie conoscenze sono molto basilari, per tale ragione mi rimetto alla vostra generosità.

Il mio progetto (http://forum.arduino.cc/index.php?topic=254556.15) è costituito da una stazione termometrica che invia i dati per mezzo di uno shield GSM. Uso un Arduino di quelli piccoli che ha un consumo di 0.0004 A in modalità sleep (verificato con multimetro).

In pratica ogni tot minuti il DS3231 lancia un interrupt che sveglia dalla modalità risparmio energetico l'Arduino e con un IRL530 accendo e spegno lo shiedl GSM che in 14 secondi invia il messaggio.

Per trasformare la 12V a 5V utilizzo un Regolatore switching TRACOPOWER TSR 1-2450. Ho fatto una ricerca in rete e avevo letto che gli switching sono i regolatori che consumano meno, anche se costano assai... Ho scelto quello capace di erogare 1A perchè lo shield GSM potrebbe richiederne tanto, anche se per invare un sms al massimo ho visto che tocca circa 0.3A, ma non si sa mai se dovesse esserci poco campo.

In modalità riposo consumo circa 0.0033 A di cui circa 1mA è dovuto dal regolatore, 1mA dal DS3231 e il resto in parte dall'Arduino.
A pieno regime invece consuma mediamente 0.03A con punte di 0.2/0.3A nei due secondi in cui viene inviato l'SMS

Il kit GSM l'ho acquistato già completo di tutti i componenti di cui vi ho parlato, me lo ha fatto avere un amico che li rivende. Purtroppo non ho specifiche riguardo il pannello. Non so dirvi di che tipo sia la batteria, conosco solo il voltaggio e che è avvolta da un nastro blu.

Devo dire che funziona, l'unico problema è che dove abito io di questi periodi prendo il sole dalle 8:30 fino alle 14 ed ho difficoltà a ricaricare per bene la batteria. Spero di aver risolto recuperando questi 0.003A di consumo che si mangiava il 7812.

Proverò ad aggiungere il terzo diodo come consigliato da leo72, mi documenterò su questi Schottky.

Come posso migliorare ancora il tutto?


Gianfranco

uwefed

Se vuoi spegnere un modula devi interompere il polo positivo e non il negativo. Col IRL530 non riesci a interrompere il positivo.
Ciao Uwe

GianfrancoPa

Uhm, eppure riesco a spegnerlo e quando interrompo il collegamento dal multimetro vedo un netto calo nei consumi, difatti se stacco anche il positivo non ottengo ulteriori cali. Forse mi sfugge qualche cosa?

Ho collegato l'IRL530 così:


Code: [Select]


   IRL530
____________
|     |     |
|     |     |
PIN   |     GMD
      |
      |_______GSM Shield______5V




Riguardo la batteria, poichè mi dite che questa batteria LiPo non è performante con il sistema di ricarica che ho utilizzato, cosa sapreste consigliarmi? Conviene cambiare la circuteria oppure la batteria?


Grazie
Gianfranco

leo72

Ha ragione Uwe, non si stacca mai l'alimentazione interrompendo la massa ma il positivo, Questo perché togliendo la sola massa molti integrati continuano a funzionare in maniera anomala, disperdendo ad esempio dai pin

GianfrancoPa

#8
Nov 10, 2014, 07:30 am Last Edit: Nov 10, 2014, 07:31 am by GianfrancoPa
Forse non noto questi malfunzionamenti perchè non appena spengo lo shield per mezzo dell'IRL530 mando l'arduino in modalità sleep disabilitando (credo) anche i pin che potrebbero dare le anomalie di cui parli, no?
Gianfranco

uwefed


GianfrancoPa

Purtroppo non posso essere più specifico di quanto già sono stato, non l'ho acquistato su internet ma come dicevo me lo ha fatto avere un amico che lo ha preso da un fornitore.

E' un kit generico da 1A, composto da:

- Pannello
- Diodo 1N 5408
- raddrizzatore 7812 12V
- pila 11.1V DC 1000mA

Al sole il pannello restituisce più o meno 14V.

Piccola domanda: se il raddrizzatore fa uscire 12V, 0.9 V di differenza rispetto il potenziale della batteria bastano per caricare la pila?

Al posto del 7812 cosa posso utilizzare?
Gianfranco

uwefed

Non mi é chiaro; fai una foto della batteria lato etichetta.
Ciao Uwe

GianfrancoPa

#12
Nov 10, 2014, 08:06 pm Last Edit: Nov 10, 2014, 11:01 pm by GianfrancoPa
Foto allegata

EDIT: integro con la foto del piccolo foglio contenente le istruzioni per il montaggio

EDIT 2: non ho resistito ed ho aperto il pacco batteria, effettivamente ci sono dei circuiti dentro! Spero di non averla uccisa... :(

PS come mai non ricevo le notifiche di risposta al topic via mail? Eppure le ho abilitate!
Gianfranco

menniti

E' come dicevo io all'inizio... ;)  è una batteria già dotata del sistema di controllo della ricarica, per cui puoi benissimo applicare una normale tensione per caricarla, la differenza di potenziale necessaria dipende dall'integrato usato nello schedino che hai "scoperto" (non hai rotto nulla, ma potevi farne a meno di aprirla perché si vedeva chiaramente nella prima foto che c'era...), in genere basta 1V o anche meno ma ritengo che chi ha messo in piedi il kit abbia opportunamente valutato la componentistica fornita.
Riguardo il Forum ci sono ancora tanti problemi legati alla nuova versione, c'è un Topic apposta, per ora dobbiamo arrangiarci....
Manuale "Arduino e le tecniche di programmazione dei microcontrollori ATMEL"
http://www.michelemenniti.it/manuale_di_programmazione.html
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menniti

#14
Nov 11, 2014, 04:28 pm Last Edit: Nov 11, 2014, 04:30 pm by Michele Menniti
Il diodo messo in quella posizione serve esclusivamente a proteggere il 7812 in caso di inversioni di polarità del pannello solare; se fai le cose con attenzione e stai attento a che ciò non accada puoi invece spostarlo tra OUT e batteria e vedrai che non avrai più alcun ritorno di corrente nel regolatore; peraltro assume anche importanza nei momenti in cui la tensione erogata dal pannello diventa inferiore a quella della batteria. Il diodo però deve essere in questo caso sostituito con uno schottky, in modo da avere una caduta di tensione di 0,2V circa altrimenti potresti avere problemi con la ricarica.
Manuale "Arduino e le tecniche di programmazione dei microcontrollori ATMEL"
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