Alimentazione Arduino Pro Mini 3.3V via batteria/pannello solare [Come?]

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Ciao a tutti!
Innanzitutto inizio con l'ammettere la mia grande ignoranza nel mondo dell'elettronica, ma questo non basta a fermarmi da provare tanti piccoli progetti. Pertanto mi scuso da subito per le castronerie che sicuramente andrò a scrivere :wink:
Quello che vorrei fare, è creare una piccola stazione meteo esterna alimentata a batterie e con un pannello fotovoltaico. Lo scopo è quello di usare una serie di componenti iper-low cost per ottenere un risultato soddisfacente. Il progetto si basa sulle librerie distribuite su mysensors.org che usano le antenne nrf24l01+. Ho già realizzato tutta la struttura (GW, nodes, controller...) con buoni risultati. Ora vorrei aggiungere un nodo esterno auto-alimentato.
Lo letto diversi articoli sul come alimentare un arduino Pro Mini 3.3V ma ora sono più confuso che mai :frowning:
Ciò di cui "dovrei" poter aver bisogno, da quanto ho capito, è:

Poi, sulla BOARD1 so che l'arduino andrebbe connesso ai PIN OUT+ e OUT- della BOARD1, ma sulla BOARD2?

Inoltre, L'Arduino potrei connetterlo direttamente al pin VIN giusto? L'ATMEGA dovrebbe poter sopportare una tensione tra i 1.8V ai 5V circa, giusto? Non serve passare per il pin RAW.

Capisco avere poche idee ben confuse, quindi, ogni aiuto è sempre molto accetto.

Grazie a tutti e buon Natale (in ritardo)!

Simone

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Cosa vuoi fare con un panello solare a 6V se Arduino é a 3,3V e il caricabatteria vuole 5V in entrata? LA tensione del panello solare dipende dalla insolazione e dalla corrente prelevata.

Che potenza / grandezza di panello solare vuoi usare? Considera che il sole non c'é tutto il giorno e che si muove percui l' angolo tra Pannello e sole cambia e percui anche la potenza della luce solare che arriva al panello.

Perché vuoi usare un convertitore DC/DC da 3A? Alomentatori con potenze minore puó avere un rendimento migliore alla potenza da te usata.

Perché vuoi comprare 5 pezzi di caricabatteria?

Perché ci chiedi che batteria devi comprare se non ci dici che consumo totale ha il circuito che devi alimentare?

Forse Arduino funziona da 5 a 1,8V ma cosa hanno bisogno i sensori?

Ciao Uwe

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@X3Fil: Prima di tutto, essendo il tuo primo post, ti chiederei di presentarti QUI (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione) e di leggere con attenzione il REGOLAMENTO ...

... poi prova a guardare QUESTO prodotto (in basso trovi la combinazione con incluso anche il pannello solare da 3W, il tutto per 24.95 US$) che gestisce la ricarica della batteria sia da solare, sia da USB e, volendo, fornisce in uscita una tensione, già regolata, di 5V e puoi usare un normale Pro Mini a 5V (o un Pro Mini a 3.3 sfruttando il suo regolatore on-boad).

Comunque fatti bene i calcoli degli assorbimenti ... perché i pannelli solari, in realtà durante le 24 ore danno molto meno del valore di targa, difatti devi considerare che danno il massimo del valore (es. i 3W) solo quando il sole è esattamente perpendicolare sul pannello, con condizioni di irraggiamento ottimale. L'andamento della potenza prodotta dal pannello durante il giorno varia da 0 Watt all'alba, aumentando progressivamente fino al massimo nel punto in cui il sole è più alto (se l'insolazione è ottimale) per poi tornare a 0 Watt al tramonto, secondo una curva come quella qui riportata:

Guglielmo

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uwefed:
Cosa vuoi fare con un panello solare a 6V se Arduino é a 3,3V e il caricabatteria vuole 5V in entrata? LA tensione del panello solare dipende dalla insolazione e dalla corrente prelevata.

Buongiorno Uwe,
Come sempre, per quanto mi riguarda e le poche volte che ho scritto sul forum, sempre il primo a rispondere, grazie!
Devi avere una gran pazienza, soprattutto con capre come me che con l'elettronica hanno un difficile rapporto. Sono in quella fascia di persone che, non appena raggiungo un piccolo e banalissimo successo, è felice come un bimbo.
Di contro, capisco fare domande probabilmente molto sciocche, ma ti assicuro che quantomeno ci provo a cercare/leggere. Devo assolutamente prendermi il tempo di partire dalle basi.
Detto questo, pensavo che stare su una tensione maggiore fosse migliore per i momenti nei quali il sole non è perfettamente perpendicolare al pannello. Ho poi scelto un 3.3V perché pensavo semplicemente consumasse meno di un 5V.

uwefed:
Che potenza / grandezza di panello solare vuoi usare? Considera che il sole non c'é tutto il giorno e che si muove percui l' angolo tra Pannello e sole cambia e percui anche la potenza della luce solare che arriva al panello.

Eh, questa è una cosa che appunto mi chiedevo anche io. Non saprei se sia meglio un 5V oppure un 12V che poi passi per un convertitore DC/DC ->5V

uwefed:
Perché vuoi usare un convertitore DC/DC da 3A? Alomentatori con potenze minore puó avere un rendimento migliore alla potenza da te usata.

Ok, e questo l'ho capito. Avevo trovato esempi analighi che usavano questo convertitore. Ho quindi preso lo stesso modello come punto di partenza. Anche trovandone uno che gestisce una potenza minore, mi resta il dubbio se serva o meno.

uwefed:
Perché vuoi comprare 5 pezzi di caricabatteria?

Questo non lo capisco... Intendi che il link indicato ne riporta 5? Ok, era per dare l'esempio del componente. Poi forse, se la cosa alla fine funzionerà, ne regalerò alcuni ad un amico. Gli altri due, quali parti di ricambio. Il costo è molto irrisorio.

uwefed:
Perché ci chiedi che batteria devi comprare se non ci dici che consumo totale ha il circuito che devi alimentare?

Sacrosanto. Ci vorrei collegare:

  • NRF24L01+ (dovrebbero essere ~15mA)
  • sensore temperatura DHT22 (~2.5mA durante conversione)
  • sensore barometrico BMP180 (~1mA durante conversione)
  • sensore di pioggia (15mA max)
  • sensore luminosità BH1750FVI (7mA)

uwefed:
Forse Arduino funziona da 5 a 1,8V ma cosa hanno bisogno i sensori?

Vedi sopra quelli indicati.

uwefed:
Ciao Uwe

Ciao Uwe e grazie della pazienza :wink:

Simone

gpb01:
@X3Fil: Prima di tutto, essendo il tuo primo post, ti chiederei di presentarti QUI (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione) e di leggere con attenzione il REGOLAMENTO ...

Eccomi, mi sono presentato (anche se credo averlo fatto tanto tempo addietro non ricordo dove) nel thread da te indicato e letto il regolamento. Purtroppo a cercare non ho trovato nulla potesse fare al caso mio.

gpb01:
... poi prova a guardare QUESTO prodotto (in basso trovi la combinazione con incluso anche il pannello solare da 3W, il tutto per 24.95 US$) che gestisce la ricarica della batteria sia da solare, sia da USB e, volendo, fornisce in uscita una tensione, già regolata, di 5V e puoi usare un normale Pro Mini a 5V (o un Pro Mini a 3.3 sfruttando il suo regolatore on-boad).

Eh, ho visto quella scheda, ma costa 25US€ e mi scoccia. Non sono molti, certo, ma vorrei restare con costi veramente contenuti e provare a costruire in parte qualcosa io. Pensavo che, le schedine da me indicate, fossero più o meno una sezione di quello che fa il modulo da te indicato, o forse sbaglio tutto :frowning:
Prendere i singoli componenti e costruirmi tutto da me è troppo, ma assemblare alcune schede/moduli per ottenere un risultato soddisfacente, sarebbe già un grande traguardo per me.

gpb01:
Comunque fatti bene i calcoli degli assorbimenti ... perché i pannelli solari, in realtà durante le 24 ore danno molto meno del valore di targa, difatti devi considerare che danno il massimo del valore (es. i 3W) solo quando il sole è esattamente perpendicolare sul pannello, con condizioni di irraggiamento ottimale. L'andamento della potenza prodotta dal pannello durante il giorno varia da 0 Watt all'alba, aumentando progressivamente fino al massimo nel punto in cui il sole è più alto (se l'insolazione è ottimale) per poi tornare a 0 Watt al tramonto, secondo una curva come quella qui riportata:

Certo. Per questo "pensavo" che, avere un pannello più potente potesse darmi uno spettro di utilizzo maggiore. Che ne so, se al massimo dell'irraggiamento mi da 12V, verso tardo pomeriggio me ne da ancora 5V? Uno da 5V verso tardo pomeriggio da 2V e non posso più utilizzarlo... grande cavolata?
Poi, per il periodo di assenza di sole, sopperisce la batteria... ma quale meglio? Troppi mA temo non arrivi mai a ricaricarsi al 100%.

gpb01:
Guglielmo

Grazie anche a te Guglielmo.

Attendo fiducioso altri consigli e preziosi piccoli insegnamenti :slight_smile:

Simone

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Non hai detto le tensione dei componenti elencate.

Se prendiamo le correnti da Te indicate e un consumo di 20mA per l'Arduino PRO mini arriviamo 60mA.

Nelle 24 ore sono 1440mAh percui se il solo c'é ogni giorno serve un batteria da 1500mAh e 5V. Vito che le LiPo hanno 3,7V serve una da ca 2000mAh

Se la voliamo caricare in dicciamo 6 ore (pensando che il celo é sempre limpido) abbiamo bisogno di un panello da ca 2W (compreso ad occhio anche il rendimento dei convertitori/caricabatteria/ batteria)
Se devi avere un autonomia di piú giorni deve essere maggiore sia la batteria che il panello e per 5 giorni arriviamo a una batteria da 10000ah e un panello da 10W (se vogliamo caricare la batteria in un giorno).

Questi calcoli si basano al fatto che non mettiamo nessun componente in modalitá sleep/ basso consumo.

Se si frutta questo su tutti i componeti compreso Arduino e si fanno le misure solo ogni minuto / 5 minuti allora il consumo puó abbassarsi a una media sotto 1mA. In questo caso la batteria e il panello possono essere mpiú piccoli e percui meno costosi.

Incomincia in questa direzione e vedi di sfruttare questo modo di funzionamento e dopo vedi di dimensionare il panello fotovoltaico / batteria.

Comunque dimenticati di stare sotto i 50€.

Ciao Uwe

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Ciao,

Farei lavorare il componente ogni 5 minuti e poi lo metterei in standby. Il consumo si abbaserebbe sicuramente come dici te.
La tensione è a 3.3V per l'antenna e i restanti lavorano sia a 3.3V che a 5V.

Quindi un 2W di pannello potrebbe andare?

resto sempre col dubbio se usare appunto questo per caricare:
http://www.aliexpress.com/item/5PCS-Micro-USB-5V-1A-18650-Lithium-Battery-Charger-Board-With-Protection-Module/32216806621.html

Grazie,

Simone