Actualmente estoy trabajando en un proyecto sobre un prototipo basado en IoT para mediciones de gases de efecto invernadero producidos por los suelos mediante una camara cerrada automatizada. Debido a que se necesita que este prototipo este operativo 24/7 necesito utilizar un panel solar, por lo que necesito ayuda con el dimensionamiento de la capacidad de la batería y la potencia que debería entregar el panel solar.
Debido a que el sistema aun esta en desarrollo no he realizado el circuito de conexión pero la manera en la que conectaría todos los componentes es de la siguiente manera:
El modulo LM2596 se utilizaría para convertir el voltaje a 5V para la mayoría de componentes que se encuentran especificados en la tabla adjunta mas adelante.
El motor NEMA 17 HS8401 y el ventilador de 12 V están conectados a un relé de 2 canales para encender y apagar estos componentes con el fin de reducir el consumo de energía. Estimo que el tiempo que estarán prendidos cada uno de ellos es de aproximadamente de 2 min y 6 min respectivamente.
A partir de aquí tengo una duda, el motor se utilizara para levantar una tapa de 1 kg de peso con husillos de forma similar a una impresora 3D, la elevación será de 10 cm, aun no tengo muy entendido si el motor siempre consumirá la corriente de una o dos fases, es por ello que he colocado el total de las dos fases (1.7 A x 2 fases = 3.4 A), si es tema de su conocimiento, agradecería que me pudieran aclarar.
He realizado los cálculos de la potencia consumida cada hora (espero que este bien) y me gustaría que me ayuden a dimensionar la capacidad de la batería de litio y el panel solar que debería colocar. Adjunto una foto con los cálculos realizados a mano a continuación:
Debes considerar la eficiencia del LM2596. Las gráficas de la hoja de datos indican que es aproximadamente 80% para una carga de 3A con 12 V de entrada y 5V de salida.
Gracias por tu respuesta, no había considerado eso. Hay algún componente que pueda reemplazar por este modulo?
De lo que revise, si trabajo con este modulo y tiene una eficiencia del 80% estaría perdiendo un 20% de energía. Con los cálculos, si los componentes de 5v necesitan 275 mA, la potencia total seria de 1.37 Wh, pero se incrementaría a 1.72Wh aproximadamente debido a que el 20% es igual a 0.344 Wh. ¿Es correcto? Si es asi entonces reemplazo el consumo de 10 mA, por lo siguiente (0.344/12 = 0.0287 = 28.7 mA)? O tendria tambien una corriente de entrada + perdidas?
Consumo del LM2596: 7mA @ 12V
Con una demanda de 300mA @5V en la salida, el consumo del LM2596 sube a 169mA, es decir:
Potencia de entrada: (169-7)12 = 1.94W para conversión, 2.03 total
Potencia de salida: 3005=1.5W
Eficiencia: 1.5/1.94 = 77%
Recuerda que esta prueba es con 300mA a la salida.
De lo que te entiendo es casi similar a mi explicación. El consumo del modulo seria 7mA @ 12V + la corriente disipada.
Como lo mencione en la respuesta anterior, si mi demanda es de 275 mA, la potencia seria 1.375 Wh, y para calcular la disipada seria 1.375/0.8 = 1.71 W.
Con estos datos tenemos:
Consumo del LM2596: I = 1.71/12 = 0.143 A = 143 mA.
Consumo total: 143 mA + 7 mA = 150 mA
Puedes confirmar si estoy en lo correcto?
Además, porque el consumo no seria solamente los 7 mA + la energía disipada, es decir, 7 mA+ 28.7 mA = 35.7 mA.?
O talvez, para el calculo de consumo energético ya no considero la potencia consumida por los sensores sino únicamente la del módulo? creo que esto seria mas fiable.
Agradecería si pudieras aclararme esta duda. Gracias por tu colaboración
Recuerda que la corriente no es energía y que no se disipa.
Considera además, por una parte, que los sensores demandan corriente, que es suministrada por el procesador. Por otra parte, posiblemente vas que agregar un controlador (driver) para los motores.
Puedes reducir significativamente el consumo de corriente sustituyendo los relevadores (40mA) por FET’s (<1mA) preferentemente de nivel lógico, agregando las resistencias y diodos pertinentes, y probablemente poniendo el procesado a dormir cuando sea posible
Comprendo y gracias por la explicación. Es decir, en teoría para hacer el calculo de consumo en Wh deberia considerar todo lo que he realizado antes tomando en cuenta que el consumo del LM2596 ahora es de 150 mA y ya no 10 mA?
