Consiglio regolatore solare

Buondì.
Dovrei alimentare con energia solare i seguenti componenti:

  • 1 Pro Mini 5V
  • 1 GPRS 5V-2A
  • 4 sensori 5V

Come batterie pensavo di utilizzare in serie due di QUESTE per un totale di 7.4 V. Possono andare?

Per abbassare la tensione delle batterie per alimentare i vari componenti pensavo di utilizzare uno step-down. In casa ho QUESTO. Va bene?

Relativamente ai pannelli solari ho notato che la stragrande maggioranza di quelli che si trovano in commercio sono a 12V, quindi la scelta direi che è obbligata.

In mio grosso cruccio è sul tipo di regolatore da inserire tra il pannello e la batteria. Avete qualche suggerimento in merito? Altre idee circa la componentistica da utilizzare?

Avevo valutato anche l’opzione batterie al piombo, ma sia la batteria che il regolatore commerciale presentano ingombri importanti.

Grazie.

Primo, quelle batterie sono platealmente false ... la massima corrente che il formato 18650 puo dare e' 3200-3400mAh, dichiararle 12000mAh e' oltre il limite della truffa ...

Se ti servono per forza con quella capacita', prendi un pacco di quelle per modellismo, quelli rettangolari ... ma non sperare di pagarle poco, un 2S da 12000mAh sta sui 55 dollari ...

Se invece delle normali 18650 da 3400mAh ti bastano (che gia sono sospette, ma magari autentiche, al contrario di qualsiasi altra dichiarata con capacita' piu alta), puoi usarne due di queste o simili, in serie, o anche quattro se sono dello stesso lotto, due gruppi di 2 in parallelo messi in serie, stessa tensione ma capacita' doppia ... se vuoi piu flessibilita', tipo poterle sostituire piu facilmente se si rovinano, invece di quelle con i tab a saldare (che le fanno pure pagare di piu), puoi usare un portabatterie da 2 o da 4 pezzi, tipo questi o simili ... e per la protezione ed il bilanciamento del pacco puoi usare una di queste schedine (vanno bene sia per due che per quattro batterie a gruppi di due) ...

Poi per caricarle puoi usare uno di questi che accettano in ingresso da 5 a 18 V ...

Lo step-down va bene ...

JulianusGM:
Come batterie pensavo di utilizzare in serie due di QUESTE per un totale di 7.4 V. Possono andare?

A supporto di quello che dice Etemenanki ti sottolineo anche io che quelle batterie sono una truffa! Ci piacerebbe a tutti, ma nessuna batteria 18650 può essere da 12 Ah, è assolutamente ridicolo, sarebbero da denunciare.

Vedi QUI ad esempio, c'è una prova di quelle "cinesate" che si dimostrano "complete bullshit", visto che sono in realtà delle batterie da 550 mAh altro che 12.000!! Guarda anche QUESTO video, dove ti fa vedere come sono fatte in realtà all'interno quel tipo di batterie...

Azz….e io che pensavo di aver trovato la batteria perfetta :frowning: :frowning: :frowning:
Mi sa che dovrò tornare al “piombo” (costo troppo elevato per la Lipo “no truffa” da 12000 mAh).

Volendo comunque approffondire la soluzione di Etemenanki, non mi sono chiarissimi i collegamenti da fare. E’ corretto lo schema allegato?

Nello specifico non mi è chiaro:

  • Il TP5100 ho visto che richiede in ingresso 5-18V. Cosa succede quando scende sotto i 5V per mancanza di sole? Serve qualche diodo per evitare ritorni di corrente verso il pannello o si arrangiano le schedine utilizzate?
  • Il pin “BM” del modulo HX-2S-JH10 a cosa va collegato in questo caso?
  • Da qualche parte sempre su questo forum, avevo letto che si sconsiglia di collegare in parallelo coppie in serie di lipo. Avevo inteso male? Le 4 batterie le posso comperare in blocco, ma a sapere se siano del medesimo lotto, penso vada a fortuna…bho…
  • Il modulino HX-2S-JH10 si occupa anche di controllare il sovraccarico o eccessivo scarico delle batterie?

Grazie
Ciao, G.

Schema_Solare_Lipo_00.pdf (97.6 KB)

Si sconsigla di collegare in parallelo coppie di batterie in serie, esatto ... ma io ho suggerito l'opposto :wink: ... cioe', fare due coppie di batterie in parallelo, e poi collegarle in serie, che non e' la stessa cosa, e' in pratica quello che fanno normalmente i produttori di pacchi batterie dei notebook ...

Il terminale "BM" e' il centrale della serie di batterie, serve per il bilanciamento e per il controllo di entrambe le batterie da parte della schedina, poi i terminali di uscita li prelevi dai punti P+ e P- ... quella schedina fa da protezione da sovraccarico, da sovrascarica e da bilanciatore, cosa che normalmente i circuitini di ricarica non fanno (proteggono solo dall'eccesso di carica di solito, per questo e' sempre meglio usare anche il modulino di protezione e bilanciatura, che rimane parte integrale del pacco batterie)

Quando scendi sotto i 9V (perche' parliamo di una batteria di 2 celle, quindi tensione massima di carica 8.4V, e questo modulo e' uno step-down, non un buck-boost), il circuito del TP5100 smette di caricare, ma non sono riuscito a trovare un datasheet decente per quel chip che non fosse in Cinese ... eccetto questa specie di traduzione a spanne, che non so quanto sia affidabile ... comunque, su altri forum consigliavano di usarli mettendo in serie all'entrata una resistenza da 5W 1 o 2 ohm, piu qualche condensatore extra di filtraggio (problemi di interferenze) ... inoltre sembra che quasi tutti i modulini venduti abbiano il circuito impostato su piu di 1500mA di corrente di carica, che per quelle applicazioni sono decisamente troppi (pannellini solari da 1.5A ? ... si, formato terrazzino bifamiliare, magari :D) ... bisognerebbe fare dei test sostituendo le due resistenze da 0.1 ohm della rilevazione di corrente con due da 1 ohm, e fare delle misure ...

Uno Schottky da 3 o 4 A in serie all'uscita poi si puo sempre mettere, volendo ... per evitare ritorni ...

Il tuo schema non e' corretto perche' mancano appunto i "centrali" del pacco batterie collegati insieme al "BM" ... cosi il circuito non potrebbe mai fare la bilanciatura delle celle ...

JulianusGM:
Mi sa che dovrò tornare al “piombo” (costo troppo elevato per la Lipo “no truffa” da 12000 mAh).

E se valutassi l'uso di un normale power bank? Ti basterebbe metterlo in serie:

Pannello->Alimentatore->Powerbank->Arduino

L'unico accorgimento è verificare che il power bank resti sempre acceso in quanto molti hanno un controllo per cui erogano energia solo se "sentono" un carico, ed il solo Arduino potrebbe essere poco (in tal caso potresti aggiungere un carico fittizio). E' una soluzione economica e pratica, ma va solo fatta questa verifica "sperimentale".

EDIT: ho corretto lo schemino, impropriamente era indicato solo "Alimentatore"... :wink:

X Etemenanki

Mi sa che la problematica si sta facendo troppo complessa per il mio livello di conoscenze…

Ho provato a mettere su carta (in allegato) quello che ho capito. E’ corretto? Ma il TP5100 deve entrare sempre dai pin P+ e P- del Hx-2S-JH10 ?

Quando dici di “sostituire le resistenze”, parli di quelle montate sulla schedina del TP5100 (impensabile per me).

X docdoc

Ma come “alimentatore” ci posso mettere il pannello solare? Per i powerbank non sussistono poi i medesimi problemi circa la protezione da sovracarica/sovrascarica?...e quindi ritornerei al circuito sopra ipotizzato, no?

Grazie ancora.

Ciao, G.

Schema_Solare_Lipo_01.pdf (110 KB)

Ancora sulle 18650 da 12000 mAh come detto probabilmente sono da 1200mAh , possono sempre dire che gli è scappato uno zero in più, comunque è specificato che sono speciali per torcia a LED, le normali torce a led montano un led da 3W che però viene fatto funzionare con batteria con elevata resistenza interna , la tensione sul led si riduce a 3.4V con una corrente che invece di essere 900mA è al massimo 300-500mA che fa durare la torcia un paio di ore, queste batterie non riescono a fornire più di 500mA in modo continuo con una capacità al massimo di 1000mAh, sono d'accordo che è una vergogna per Amazon e tutti i venditori che permettano simili imbrogli

Per quanto riguarda il powerbank come ho scritto pochi minuti fa in un' altro argomento non sono fatti per funzionare in tampone, probabilmente ci saranno pure dei powerbank che permettono di essere caricate e contemporaneamente fornire i 5V in uscita ma visto la politica di risparmio che i cinesi praticano su tutto ...se non è espressamente specificato tutte le PB o fanno la ricarica o effettuano l'erogazione, non entrambe, se vuoi il tampone te lo devi fare da solo
Facciamo fare la Power bank alle Power bank e il tampone al tampone

icio:
sono d'accordo che è una vergogna per Amazon e tutti i venditori che permettano simili imbrogli

Senza una politica di verifica preliminare dei venditori da parte di Amazon o eBay o chi altro, penso che non se ne esca.
Ho letto di mille altri "imbrogli" sulle più disparate periferiche. Nel caso di queste batterie ammetto che mi avrebbero fregato perchè non conoscevo il limite "fisico" di questo componente. Lezione per il futuro...

JulianusGM:
Ma come “alimentatore” ci posso mettere il pannello solare? Per i powerbank non sussistono poi i medesimi problemi circa la protezione da sovracarica/sovrascarica?...e quindi ritornerei al circuito sopra ipotizzato, no?

Probabile (ho fatto uno schema non corretto, in pratica ho "mescolato" un poco alcune cose che avevo in mente/clipboard relative ad un altro topic, mi devi scusare!) ma intendevo comunque qualcosa che alimentasse il tutto tramite un powerbank. Ossia l'oggetto "Alimentatore" lo intendevo come "un circuito in grado di dare al powerbank la tensione per mantenerne la carica".

icio:
non sono fatti per funzionare in tampone, probabilmente ci saranno pure dei powerbank che permettono di essere caricate e contemporaneamente fornire i 5V in uscita

Vero, ma non credo che siano così "rari" come pensi, io ne ho un paio che funzionano esattamente in quel modo (hanno persino due uscite USB per alimentare in contemporanea), uno da 10.000 mAh ed uno da 15.000 mAh. Ovviamente non presi da AliExpress o cinesi vari, ma da Amazon e da venditori non cinesi.. :wink:

Comunque sia, esistono anche cose come QUESTA che potrebbero forse prendere due piccioni con una fava :wink:

docdoc:
Comunque sia, esistono anche cose come QUESTA che potrebbero forse prendere due piccioni con una fava :wink:

Ciao, ti dirò che inizialmente avevo visto anche io questo oggetto, ma poi quando letto la descrizione avevo pensato che non fosse utilizzabile per il mio scopo. Infatti si dice:

Power Bank Solare per Emergenza in Esterno. Il pannello solare potrebbe assorbire la luce e trasferirla in elettricità, risparmiando energia e rispettando l'ambiente, ma è una funzione ausiliaria che è solo per l'emergenza quando si è in attività all'aperto, è un'ottima soluzione per escursioni o alpinismo.

Ma magari va benissimo...non so...mai usato.

Si, il TPM5100 va collegato sempre ai P+ e P- ... e si, le resistenze da sostituire sarebbero quelle ... altrimenti tocca trovare un circuito diverso, oppure usare un modulo differente, magari solo un buck o un sepic con controllo di tensione e corrente in uscita impostabili dall'utente con dei trimmer ... tipo ad esempio una cosa come questa ...

Per quel powerbank, premetto che io non ne ho, ma se, come sembra dalle immagini, e' grosso piu o meno come uno smartphone, e sempre se quella e' una foto e non un disegno, gli unici pannelli solari di quel tipo e grandezza che ho visto fin'ora erano dichiarati per 5V e circa 100mA di uscita (ovviamente in pieno sole estivo, in condizioni di luce media da due terzi alla meta' di tali valori) ... dubito che riescano a tenere carico il powerbank, se la batteria interna ha veramente quella capacita' indicata ...

Bho...non so nemmeno io se prendere qualche modulino di quelli che dici e cominciare a fare un pò di prove o se ritornare al piombo che di sicuro funziona.

Sinceramente, inizialmente pensavo che ipotizzare di utilizzare un pannello solare accoppiato ad una Lipo da due celle non fosse un'idea strampalata, ma invece mi sembra di capire che non c'è un modulo "collaudato" per risolvere la problematica, al pari dei regolatori solari per batterie al piombo. Giusto?

Ci penso e casomai mi rifaccio vivo.

Grazie
Ciao, G.

Piu che altro, ci sono tanti sistemi, alcuni migliori, altri peggiori, e dipende tutto dall'utilizzo che ti serve farne, quanta corrente e che picchi potra assorbire il tuo carico, se l'uso e' continuo o intermittente, soprattutto se deve per forza essere "a prova di errore" o se e' un'applicazione che non e' importante se anche si ferma per un guasto ... mi spiace ma sono tutte cose da tenere presente, se progetti qualcosa da zero ...

Non e' che esiste il magico circuitino che fa tutto esattamente come uno pensa dovrebbe farlo (se esistesse, ne avrei gia comperata una vagonata e mezza :D) ... pero' esistono diverse soluzioni utilizzabili ... ad esempio, usare le lipo (o in alternativa le celle al piombo "gates" da 2V in serie) andrebbe meglio se il tuo circuito prevedesse lunghi tempi di attivita' irregolare con picchi di assorbimento di corrente anche elevati ... le normali piombo sono piu adatte per i classici utilizzi in tampone con cicli piu tranquilli ma non critici ... e cosi via ... tutti, ovviamente, sempre considerando la manutenzione regolare per controllare che la batteria non stia per morire di vecchiaia o di infarto (perche' va tenuto presente che non esiste il componente perfetto, purtroppo, due componenti dello stesso tipo possono sempre lavorare 10 anni uno e bruciarsi dopo 10 minuti l'altro, per quanto rara sia, la possibilita' esiste sempre, e lo stesso vale per le batterie ...

La tua scelta originale di usare le lipo (o litio, se usi le 18650) non e' affatto sbagliata, se ci devi alimentare qualcosa che dipende esclusivamente da un pannello solare, anche alcune applicazioni commerciali lo fanno ... serve solo tenere in considerazione tutti i vari fattori, e dimensionare i vari componenti in modo corretto :wink: - EDIT: e ricordarsi che saranno probabilmente da sostituire dopo qualche anno, dato che la vita "media" di una batteria al litio e' di circa 6 anni - ... ad esempio, il piombo come dici tu funziona, ma se usi una batteria da 12V, non puoi tenerla carica con un pannello da 12V, che appunto ti da i 12V solo in pieno sole ... pero' puoi usare una batteria da 6V e tenerla carica piu facilmente con un pannello da 12V :wink:

Etemenanki:
La tua scelta originale di usare le lipo (o litio, se usi le 18650) non e' affatto sbagliata, se ci devi alimentare qualcosa che dipende esclusivamente da un pannello solare

Concordo con tutto quello che hai scritto.

Però seconod me deve fare, come in pratica suggerisci anche tu, una seria valutazione energetica dell'insieme per fare una "valutazione di rischio", ossia rispondere alle domande:

  1. quanti Wh (o Ah va bene lo stesso, visto che parliamo di 5V) consuma in totale nelle 24 ore tutto il circuito nel suo normale funzionamento?
  2. quanti Wh è in grado di produrre come MINIMO un pannello tra quelli "scelti" come possibili, nell'arco della giornata (quindi in base anche alla stagione ed alla presenza di nuvole)?
  3. quanto è importante che l'apparato sia sempre attivo (ossia quale "danno" si ha in caso di esaurimento dell'energia)?

I primi due dati servono per capire la "robustezza" della soluzione da adottare e dimensionare quindi pannello, batteria, e circuiteria di ricarica, ed è necessario definirli più precisamente possibile. Questi, insieme al terzo, è necessario per prevedere ogni possibilità, perché ad esempio in caso di periodi nuvolosi e/o in inverno l'apparato potrebbe dopo poco tempo (2 giorni? 6 ore?...) non avere più energia negli accumulatori e spegnersi, e quindi necessità di attendere che le batterie si possano ricaricare a sufficienza. Se è un apparecchio il cui funzionamento è critico, va tutto sovradimensionato.

Rieccomi...

Allora, dato che ci sono un milione di variabili da considerare, e il mio attuale livello di conoscenze non mi permette di controllarle tutte, ho pensato di iniziare con una soluzione minimale per ultimare il progettino e procedere poi con miglioramenti e ottimizzazioni varie. Pensavo quindi di provare con una soluzione "al piombo".

docdoc:

  1. quanti Wh (o Ah va bene lo stesso, visto che parliamo di 5V) consuma in totale nelle 24 ore tutto il circuito nel suo normale funzionamento?
  2. quanti Wh è in grado di produrre come MINIMO un pannello tra quelli "scelti" come possibili, nell'arco della giornata (quindi in base anche alla stagione ed alla presenza di nuvole)?
  3. quanto è importante che l'apparato sia sempre attivo (ossia quale "danno" si ha in caso di esaurimento dell'energia)?

Sinteticamente:

  1. Ho provato a fare una stima teorica (vedasi allegato). Può essere realistica? Appena avrò terminato tutto farò comunque qualche misura sul circuito reale.
    Trattasi di una centralina che trasmette i dati di alcuni sensori una volta ogni 10 minuti tramite GPRS.

  2. Avrei scelto una soluzione tipo QUESTA, ma sinceramente non saprei come fare a stabilire a priori il rendimento effettivo.

  3. Se la centralina si spegne non succede niente. Si tratta di una centralina meteo che sto realizzando soprattutto per imparare l'uso di Arduino (ma se funziona con costanza sarebbe meglio :slight_smile: ).

Che mi dite?

Consumi_stimati_00.pdf (183 KB)