Dubbio alimentazione fotovoltaico arduino

@claudio f
Grazie per tutte le info che mi hai dato ma non mi va giu proprio una cosa..gpb01 mi ha consigliato questo pannello:
https://m.seeedstudio.com/detail/954
Voglio dire...un pannellino da:
5.5V
3W
540mA

Tu ora mi parli di pannello fotovoltaico da 50W e una batteria da 50Ah..vorrei solo alimentare quest'arduino con un pannello fotovoltaico, ipotizzando per adesso un consumo di 300mA (che magari sono tantissimi, alla fine devo pilotare 2 transistor, rtc + sd card, lcd 8x2 e due sensori)

Comunque, come posso quindi stabilizzare la tensione dei pannelli? Perché per caricare le batterie dobbiamo avere una tensione corrente costante..almeno li siamo d'accordo..che io saprei risolvere solo con un LM7805 - 7812ma vedendo che è sbagliato per poca resa finale, opterei per questo semplice regolatore di carica

http://m.ebay.it/itm/20A-PWM-PWM-Panel-Batteria-Regulator-Regolatore-di-Carica-Solare-12V-24V-LD292-/142233258388?nav=SEARCH

Collegandoci il carico, quindi arduino e le batterie da massimo 20A.
iniziamo da questo punto

Gianky00:
.... ma non mi va giu proprio una cosa..gpb01 mi ha consigliato questo pannello ....

Si, ma LEGGILI bene tutti i messagi che uno ti scrive ...

Etemenanki:
Scusate me, ma ... se ci deve alimentare solo Arduino ...

... mia risposta ...

gpb01:
... se deve alimentare SOLO Arduino ....

.. ovvero parliamo di 50/70 mA (assorbimento tipico di Arduino UNO), è ovvio che se arrivi a caricarci cose tanto da assorbire 300 mA ... ti ci vuole un pannnello più grande !

Guglielmo

Vabbe ma solo arduino io intendo arduino + il suo carico (che è tutto tranne ventole e pompa che quelle vanno a 12V)

Cioe alimentare SOLO arduino che senso avrebbe? Esistono circuiti ch e utilizzano SOLO arduino? Non credo.

EDIT:
Mi sono arrivati degli step-up per alzare la tensione delle batterie a 5V...adesso dovrei solo capire come caricare le mie pile (ovviamente con pannelli solari) e avere un commutatore che quando il pannello non è piu in grado di fornire corrente sia all'arduino e sia al circuito che da corrente costante alle batterie...allora si commuta cosicché siano le batterie a fornire corrente al circuito arduino. Poi dovrei fare una protezione per il sovraccarico...penso che come idea ci siamo, o manca qualcos'altro?

Gianky00:
Cioe alimentare SOLO arduino che senso avrebbe? Esistono circuiti ch e utilizzano SOLO arduino? Non credo.

Vero, ma esistono circuiti in cui il carico assorbe una quantità di corrente irrisoria rispetto a quella di Arduino e quindi trascurabile.

Misura esattamente con un amperometro quanto stai assorbendo, così ti chiarisci le idee, perché Arduino + SD e sensori non arrivano certo a 300mA ... l'LCD dipende dal tipo e dall'uso che ne fai.

Guglielmo

Grazie Guglielmo, hai ragione. Potrò verificare questo dato la prossima settimana non appena mi arrivano tutti i componenti

ciao ragazzi :smiley:

mi è arrivata la shield RTC + SD CARD, però penso abbia un problema. Ho messo la batteria tampone CR1220 e di conseguenza il led power si accende, tutto nella norma..come in foto:


(per ingrandire l'immagine cliccateci sopra)

quando però vado ad incastrare la shield con arduino, il led power si spegne...
ecco la foto:

come mai? C'è qualche cortocircuito? Ho visto le saldature a stagno e nessuna tocca l'altra..

Quale LED ? Hai uno schema da poter vedere ? Che pin sono collegti ? Dove sono le istruzioni d'uso ?

Guglielmo

Qui, i dqti tecnici della scheda secondo il venditore:

http://forum.hobbycomponents.com/viewtopic.php?f=40&t=1779

Poi il venditore mi ha risposto cosi:
confermo che il comportamento è normale, la batteria serve solo come circuito tampone per il RTC.
Evidentemente ci sono delle correnti parassite che attraversano l'RTC e che provocano l'accensione del led, che poi ovviamene si spegne quando il circuito viene inserito sull'arduino (le condizioni normali di installazione)

Claudio_F:
... "una potenza di energia di 10A"

... geniale ... e' sotto copyright, o possiamo usarla nei tutorial ? ... (:stuck_out_tongue: :D)

Gianky00:
Evidentemente ci sono delle correnti parassite che attraversano l'RTC e che provocano l'accensione del led, che poi ovviamene si spegne quando il circuito viene inserito sull'arduino (le condizioni normali di installazione)

A giudicare dallo schema non è per niente normale che il led si accende con la batteria inserita, il che vuol dire scaricarla in poche ore, mentre si deve accendere quando la shield è alimentata visto che il led è semplicemente collegato sulla linea dei 3.3V, tramite un LDO, che serve per alimentare la SD, il regolatore si alimenta dai 5V di Arduino, l'RTC funziona con i 5V di Arduino e il DS1307 non fa scorrere nessuna corrente sul pin 5V quando è alimentato a batteria.
C'è qualche problema sul pcb di quella shield che in un qualche modo permette di far arrivare i 3V della batteria all'ingresso del LDO o sulla linea dei 3.3V.

In effetti il led power si accende quando la shield la inserisco nell'arduino e poi alimento arduino tramite usb

Gianky00:
I = V / R = 9.44 / 56 = 168mA
W = 9.44 * 0.168 = 1.58W
(mi aspettavo decisamente di più)
penso proprio di acquistare (ammesso che la corrente utilizzata di arduino fosse di 300mA) un altro pannello e collegarli in parallelo

Soluzione quasi giusta... è vero che collegandoli in parallelo si avrebbe la somma delle correnti, ma si sarebbe sempre con una tensione "boccheggiante" tra troppo poco (sotto gli 8 V) e appena appena giusta (a 12), ma comunque difficile da usare per caricare batterie.

Invece vanno collegati in serie, e fatti seguire da uno step-down switching a 5V, in questo modo anche se il singolo pannellino erogasse ad esempio solo 0.15A e 6V, all'uscita dello step-down si potrebbero prelevare 5V 360mA, che probabilmente sono già più di quello che servirà nella realtà.

Inoltre avere una tensione doppia in partenza, che in condizioni di normale illuminazione dovrebbe sempre essere sopra i 16V, permette di non avere davvero nessun problema a caricare una comune batteria tampone da 12V interposta tra il pannello e lo step-down.

Tra il sistema Arduino che probabilmente assorbirà meno dei 300mA ipotizzati inizialmente, e un pannello doppio (senza problemi di tensione troppo bassa), i conti energetici cominciano a tornare, e il problema si riduce ad usare una batteria abbastanza capiente da superare i periodi bui... anche perché inevitabilmente in estate, con pieno sole e batteria carica, gran parte dell'energia in arrivo viene semplicemente buttata e non sarà utilizzabile in inverno quando invece mancherà.

La batteria, per non complicare le cose, deve essere caricabile a tensione costante e corrente limitata, quindi al piombo o al litio-ferro. Invece le Ni-Cd o le Ni-Mh richiedono corrente costante con tensione limitata, molto più difficile da gestire.

Usando due step-down switching questa può essere una soluzione:

Un parziale miglioramento sarebbe quello di costruire da zero lo step-down di ricarica della batteria in modo da non disperdere neppure quel watt e mezzo sulla resistenza quando la batteria è totalmente scarica (11V) e con piena illuminazione assorbe mezzo ampere dai 14V (condizione comunque temporanea, ma che avviene guarda caso nel momento peggiore in cui bisognerebbe usare tutta l'energia disponibile in quel momento).

Poi un'inseguitore solare a due assi (naturalmente comandato da Arduino con due servocomandi) aiuterebbe ancora :smiley: Comunque visto l'uso, che non è quello classico di rivendere la massima quantità di energia prodotta durante l'anno, ma autoconsumare totalmente quella prodotta soprattutto quando scarseggia, i pannelli secondo me andrebbero orientati per avere il massimo rendimento in gennaio (a gennaio un pannello orientato contro il sole di mezzogiorno capta meno di un terzo della potenza che capta in giugno, sempre orientato contro il sole di mezzogiorno).

Ciao claudio, grazie della risposta. Non capisco però alcune sigle del tuo circuito...tipo RS? Il valore 6.2 come 1A al positivo della batteria..grazie

Con RS intendevo regolatore switching, tipo questi.

Il 6.2 ohm è sbagliato... dovevo scrivere 6.8

1A è un fusibile.

Scusami ma un modulo step down non ha 4 pin? E sono: IN +,IN -, OUT +, OUT -
Quindi nello schema è come se ci fossero 3 pin per ogni modulo..come mai?

IN- e OUT- sono il GND comune. Oh, la domanda ha senso, qualche regolatore potrebbe avere degli elementi attivi, ad esempio per la limitazione della corrente, interposti tra "le due masse", ma non è questo il caso, e lo si vede anche dalla foto del lato saldature, dove la massa ricopre quasi interamente quel lato.

Perfetto Claudio_F,
non mi torna però qualcosa. Hai detto che la resistenza è di 6,8 ohm 5W.
Avendo in uscita del RS 14V, con quella resistenza avremo una I = 2A e la resistenza dovrebbe poter dissipare almeno W=V*I=28W non 5W. Quindi in quest'uscita io avrò questi 2A che se andranno alle batterie lo protegge il fusibile. Quello che vorrei capire è, come si ripartiscono questi 2A?
Parlando dell'altro RS a 5V, come mai l'uscita sarà di 1A?
gli RS che mi hai citato hanno un uscita massima di 3A...per avere 1A in uscita, non dovrei mettere una R=V/I= 5 ohm 5W cosi da avere in uscita 5V 1A?

Sicuramente avrò detto delle assurdità...spero non mi linciate :smiley:

--- ti rammento che, da regolamento, è permesso sollecitare risposte (fare "up") solo dopo almeno 48 ore dall'ultimo post. - gpb01

Gianky00:
Avendo in uscita del RS 14V, con quella resistenza avremo una I = 2A e la resistenza dovrebbe poter dissipare almeno W=V*I=28W non 5W.

Sarebbe così se: 1) l'altro capo della resistenza fosse collegato a massa 2) la sorgente di alimentazione riuscisse a fornire 28W di potenza.
Invece l'alimentazione (cioè i pannelli) non potrà erogare più di 10W, e l'altro capo della resistenza è collegato alla batteria, che per quanto scarica si troverà sopra i 10V, e quindi ai capi della resistenza abbiamo al massimo 4V (che diventeranno zero a batteria carica) e una corrente massima di 4/6.8=0.59A (che diventerà zero a batteria carica) con una dissipazione massima di P=R*I2=2.3W

Comunque invece di 14 la tensione di ricarica/mantenimento la abbasserei a 13.5. Bisogna vedere cosa c'è scritto sulla batteria.

Gli RS che mi hai citato hanno un uscita massima di 3A...per avere 1A in uscita, non dovrei mettere una R=V/I= 5 ohm 5W cosi da avere in uscita 5V 1A?

Loro sono costruttivamente in grado di erogare fino a 3A... SE il carico li richiede, e SE la sorgente di alimentazione a monte riesce a fornirli. Un ampere era un'indicazione di massima conservativa, per dire: ben oltre i 100..300mA di cui si parlava e senza tirare il collo a batteria o pannelli, permettendo anche una certa ricarica della batteria stessa in condizioni di luce favorevoli. In realtà dal +5V si dovrebbero poter assorbire normalmente anche 2A... e 3A attingendo contemporaneamente da batteria e pannelli sotto il sole di luglio.

...adesso resta da fare il distacco automatico contro l'eccessiva scarica della batteria :slight_smile:

ciao Claudio_F,
grazie come sempre per la risposta. Adesso ho capito, devo solo aspettare che mi arrivano i componenti cosi da vedere quanto effettivamente il mio circuito consuma.

Nel frattempo, ho cercato qualcosa online per rendermi le idee più chiare su come fare un circuito per la scarica ma ho trovato QUESTO che non penso sia la stessa cosa. Quel circuito stacca la carica della batteria quando è inferiore ad una certa soglia...si devono usare per caso dei amp. operazionali?

Grazie

P.S: Ho dato a tutti un karma per ringraziarvi del vostro aiuto :smiley:

Gli operazionali si possono usare, non si devono obbligatoriamente. Ci sono molti modi. Visto che Arduino è in grado di misurare tensioni analogiche allora può già lui sapere quando la batteria è scarica e comandarne il distacco. Una possibilità è l'uso di un relè bistabile a due bobine (che non consuma corrente tranne nei momenti di comando):