Stato batteria e ma mento di ricarica con arduino

Ciao tutti, ho un piccolo dilemma... vorrei usare arduino alimentato da tre li-ion 18650 (4,7v ogni una per un totale, in serie, di 11,1v) e qui nessun problema per il circuito e la programmazione per visualizzare (visivamente da dei led)lo stato di ognuna delle batterie... il problema mi nasce su quale circuito dovrei apportare quando, arduino rileva le tre batterie scariche e quindi utilizzate un alimentatore... quindi, quando le batterie avranno raggiunto la loro carica (sempre visualizzato dai led) io potró staccare l’alimentatore

Ciao Davyponte

sarà un caso, ma ho + o meno lo stesso problema. Sono un junior e quindi ne so poco di elettronica. E non so neanche se faccio bene a postare una domanda dentro al tuo post, quindi se sbaglio o ti da fastidio dimmelo che mi autoelimino e ne apro uno tutto mio. Ma sono quasi identiche le richieste :), chissà magari ci aiutano ad entrambi :slight_smile: . Ho disegnato un circuito in cui ho 3 batterie LIPO, molto simili con le tue LI-ION. Credo che le tue batterie siano da 3.7 altrimenti non darebbero 11.1, come le mie.

Pubblico anche un immagine.

Ho la necessità di costruire il circuito di ricarica, protezione e come te di analisi dello stato di ricarica. Quindi mi unisco alla tua richiesta, di aiuto o di indicazione di dove poter studiare un po.

p.s. ripeto se risulta un invasione di campo non esitare a dirmelo che mi levo e ne apro uno mio.

saluti

Francesco

ciao, no non disturbi tranquillo, comunque ho trovato un modulo dove in automatico carichi singolarmente ogni singola batteria .. il modulo è il seguente:
https://www.ebay.it/itm/A36-5-PEZZI-MODULO-TP4056-MICRO-USB-CARICA-BATTERIE-LI-ION-5V-1A-LITIO-ARDUINO-/233219027830
ovviamente facendo altre accurate ricerche, dello stesso modulo n nello shopping online si potrebbero trovare gli stessi a prezzi più convenienti...
il problema è che il set della carica completa lo vorrei dare io ad Arduino... nel senso che , ok è dettato a 4,2 volt il modulo per una carica completa della batteria, ma se per quale che decimo di volti più Arduino riconoscerebbe i 4,2 volt di carica? cioè per Arduino la carica della batteri sarebbe incompleta mentre per il modulo si.. e quindi non avrei concluso nulla. in più è solo un modulo di ricarica .. non un check di batterie mentre alimentano Arduino.
in pratica io vorrei fare un tutt'uno.. quando sono scariche allora le carico..quando sono cariche stacco l'alimentatore...sempre il tutto con le batterie che alimentano Arduino

Ciao a entrambi.
L'argomento interessa anche me, nel senso che ho una necessità analoga ma principalmente con batterie NiMh. Ok, cambia poco, basta usare principi di ricarica differenti, ma il concetto di controllo è il medesimo e poi ho anche batterie come le vostre, per cui o in un caso o nell'altro l'esigenza sarebbe la medesima.
Purtroppo non sono un esperto e quindi non so dare una soluzione definitiva certificata ed affidabile.
Però posso aiutare un po' nella discussione, se non vi dispiace.

Avrei quindi un paio di domandine preliminari per capire come vi state orientando e se avete già analizzato alcuni aspetti:

Davyponte:
vorrei usare arduino alimentato da tre li-ion 18650 (4,7v ogni una per un totale, in serie, di 11,1v)...

A parte l'errore veniale di battitura, perchè 3 batterie e non 2? Ci sono esigenze particolari per avere 11V e non 7,4V, ricordo che sul jack di alimentazione, si può alimentare con tensioni da 7V a 12V, più vicini si sta ai 7V e meno il regolatore dovrà ridurre, dissipando meno potenza e scaldando meno. I 12V in ingresso sono un po' al limite e da evitare, per questo, con gli alimentatori commerciali, si tende a stare su quelli da 9V e non da 12V.
Diciamo che la corrente di scarica è al massimo 1C e quindi le scarichi in un'ora, dalle curve di scarica, si scende sotto i 3,5V a circa il 90% della capacità nominale, a 95% c'è il crollo rapido della tensione. Per correnti inferiori si possono sfruttare ancora di più.

Avete considerato la possibilità di usare una sola batteria, per semplificare questa parte, e un boost converter che la alzi a 5V per alimentare direttamente o a 7 per passare dal regolatore?

Davyponte:
... il problema è che il set della carica completa lo vorrei dare io ad Arduino... nel senso che , ok è dettato a 4,2 volt il modulo per una carica completa della batteria, ma se per quale che decimo di volti più Arduino riconoscerebbe i 4,2 volt di carica? cioè per Arduino la carica della batteri sarebbe incompleta mentre per il modulo si.. e quindi non avrei concluso nulla. in più è solo un modulo di ricarica .. non un check di batterie mentre alimentano Arduino.
in pratica io vorrei fare un tutt'uno.. quando sono scariche allora le carico..quando sono cariche stacco l'alimentatore...sempre il tutto con le batterie che alimentano Arduino

La carica delle batterie al litio è molto delicata, se non si è sicuri di quel che si fa, a mio avviso, è meglio fidarsi di dispositivi collaudati che del fai da te, perchè queste batterie se alimentate male, rischiano di esplodere. Siccome la curva di carica, arriva presto alla tensione massima, quello che cambia, poi, è solo la corrente erogata dal caricabatterie, fino a circa zero a carica ultimata, testare la tensione non penso sia una buona soluzione, rischieresti di fermare la carica a circa l'80% della capacità della batterie, se invece non ti accorgi della fine carica per qualche decimo di volt, tieni alimentate le batterie per sempre, anche se lo fai con un tuo circuito, perchè non arrivano mai a tensioni superiori. Ora se è tutto limitato correttamente, magari non succede nulla di catastrofico, ma se non lo è, rischi di fare danni.
Forse forse, è più sicuro studiare come è fatto il caricatore e al limite cercare di monitorare lui per capire quando la carica è completa, magari perchè accende/spegne un led.

Avete già affrontato questi aspetti?
Se si mi piacerebbe conoscere le vostre conclusioni.

Maurizio

Ciao e benvenuto nella discussione :slight_smile:

io sono proprio all'inizio di questo aspetto delle batterie. Sto costruendo da mesi un "chiamiamolo robottino" che si muove con due motori nema 17 fra i più piccoli che ci sono. E' stata fino ad ora un impresa, dato che da profano, ho costruito un PCB che ingloba sia i driver per i due motori, sia un arduino nano riprogettato, che un interfaccia bluetooth. Il tutto per permettere a questo robottino di muoversi secondo un percorso prestabilito, "per ora". Il tutto è complicato dal fatto che tutto l hardware è avvitato dietro ad uno dei due motori, quindi è circa 4*4 cm. Ora la necessità è di inserire se possibile l'elettronica del BMS a partire dalla necessità di un amperaggio che ad oggi non supera i 500mAh ma almeno 10V per alimentare tutto. Ho quindi scelto delle batterie molto piccole e leggerissime, anche molto poco costose. 15Euro 6 batterie compreso di rcaricatore simultaneo.

le batterie come detto sono da 3,7 e da 150mAh, e messe in Serie/parallelo si trasformano in una batteria da 11.1 e da 450mAh, che mi danno 10 minuti di autonomia. Dopodichè i motori prima di morire fanno scatti e movimenti che compromettono tutto.

La necessità è di trasformare le 3 batterie in una 3S.

Tutto deve funzionare in modo che quando il circuito si accorge che le batterie sono sotto la sogli necessaria, il robottino torni indietro e mettere le chiappe sulla stazione di ricarica.

Questo giusto per argomentare.

Allego l'immagine delle tre batterie e del caricatore, che credo mi studierò per capire se posso disassemblare e riadattare. Ho pochissimi millimetri per sistemare i componenti necessari sul PCB.

Nelle mie ricerche ho trovato un articolo che mi è stato utile per comprendere alcuni aspetti e che vi riporto. In oltre mi ero orientato per un BMS acquistato, di cui vi allego il link ma mi sa che l amperaggio è completamente sovradimensionato per quello che mi serve. In ogni caso sto cercando di seguire la strada della progettazione da zero, quindi anche questo PCB BMS mi serve solo per sperimentare.

https://www.ne555.it/circuiti-protezione-batterie-litio/

se trovo indicazioni utili vi scrivo tutto

francesco

immagine delle batterie

Anche io sto ragionando con voi sull'argomento, perchè le batterie al litio non le ho ancora mai usate in modo serio.
Sei sicuro sia una buona idea metterle in parallelo?
Io so che mettere batterie in parallelo è una operazione estremamente delicata, perchè devono essere praticamente identiche, se hanno caratteristiche costruttive differenti rischi che un ramo si scarichi sull'altro creando effetti indesiderati.
In genere i pacchi paralleli si fanno con batterie dello stesso lotto produttivo per minimizzare questi rischi.
Non so se valga anche per le batterie al litio.

Maurizio

Be si, come detto le batterie sono identiche, stessa marca stesso modello, sono mini batterie, di 2cm per 1,5. sono quelle che si usano sui mini droni. Io le ho messe in SERIE/PARALLELO, che detto fra noi mi genera un pò di dubbi, ma ho seguito uno schema ben preciso.

Mettere in serie, somma il voltaggio
Mettere in parallelo somma l amperaggio
MEttere in Serie/Parallelo, somma entrambi i valori.

vi posto lo schema, se può essere utile

Collegamenti batterie blog.png

Si, certo, in teoria si, il mio dubbio è solo sul parallelo, perchè se non sono ben accoppiati si può avere qualche effetto collaterale. Magari si presenta solo sul lungo periodo limitandosi a ridurre il tempo di vita delle batterie.
Ovviamente vanno accoppiate quando hanno la stessa carica, altrimenti si creano circoli di corrente interni solo per la diversa tensione. Questo, forse, al primo ciclo di carica si appiana e poi ricaricando il pacco e non le singole si dovrebbe mantenere l'equilibrio.
Non ho minimamente idea della dimensione di questo potenziale problema, potrebbe anche essere totalmente irrilevante. Però esserne consapevoli male non fa :wink:

Maurizio

Occhio, NON state parlando di normali batterie, ma di batterie al Litio che ... si possono mettere in parallelo SOLO se si è sicuri che le batterie siano della stessa marca, stesso amperaggio, stesso numero di celle, stessi cicli di scarica e possibilmente dello stesso lotto di produzione (ovvero acquistate insieme e non a distanza di mesi o da due negozianti diversi), se si esce da questa regola, i casini sono più che probabili ! Inoltre, vanno caricate separatamente e DOPO messe in parallelo.

Ricordate che, se una delle batterie ha una tensione anche leggermente diversa da quella delle altre, possono scorrere per brevi istanti correnti molto elevate, anche superiori al C delle batterie ... con le conseguenze del caso ... ::slight_smile:

Fossi in voi eviterei di giocare con tali batterie ed useri prodotti industriali già pronti!

Guglielmo

P.S.: ... così, uno a caso, vecchio thread con la stessa problematica ... QUI.

Quindi ricordavo bene, che è una cosa non molto salutare...

Maurizio

ciao Guglielmo e grazie per l'approfondimento.

le batterie sono state acquistate insieme, e dallo stesso produttore, e sono state sempre caricate insieme, per ora solo 2 volte. Conosco bene il problema in quanto usando droni importanti, uso caricatori che bilanciano le celle delle 6S che uso. ho buttato nel tempo molte batterie da diverse centinaia di euro per problematiche di diversa carica delle celle. Quindi la delicatezza dell argomento mi è chiaro.

Per quanto le batterie che sto usando 3 Lipo 1S, sono veramente piccole, solo 150 mAh.

ma forse mi conviene comunque prendere una batteria singola 3S, il problema è che mi serve veramente piccola, intorno ai 3 cm * 3cm. e con i fermi sulle spedizioni che ci sono, le attese sono anche di due mesi. Quindi stavo usando queste che avevo acquistato prima del COVID. Debbo comunque risolvere il caricamento e il circuito BMS.

ora mi vado a documentare sul link da te postato.

Una domanda Guglielmo

gpb01:
Inoltre, vanno caricate separatamente e DOPO messe in parallelo.

Le 3 piccole lipo 1S dovrebbero essere inserite in uno scomparto di quanto sto costruendo, con tanto di piccolo PCB che le collega in SERIALE/PARALLELO. Questa necessità è data dal piccolo ingombro delle stesse che si posizionano ciascuna in uno dei 3 dei quattro lati che ho sull'oggetto. Considera che vanno su 3 dei 4 lati laterali di un Nema 17 + o -

Pensavo di costruire un BMS che riuscisse a caricarle come fossero una sola, ma se tu escludi a priori, abbandono questa scelta prima di passare un mese nel cercare una strada, e compro direttamente una 3S più grande. Anche se le forme che mi servono le trovo solo con attese di due mesi.

saluti

Tre batterie al Litio richiedono TRE circuiti che controllano la carica di ogni singola cella ed equilibrano la carica ...
... lascia stare il fai da te e compra un caricabatterie per Litio.

Anticipo che sto valutando di chiudere il thread dato che mi sembra che si voglia mettere in piedi qualche cosa di potenzialmente pericoloso senza avere le conoscenze esatte dei meccanismi coinvolti ... ::slight_smile:

Guglielmo

ok lascio perdere, seguo il consiglio

Secondo me se si usa un pacco commerciale della tensione giusta senza fare alchimie e si ricarica con strumenti commerciali, si può solo monitorare la carica per sapere quando si è in riserva e passare al resto.

Maurizio

Mettere in serie, somma il voltaggio
Mettere in parallelo somma l amperaggio
MEttere in Serie/Parallelo, somma entrambi i valori.

Le 3 piccole lipo 1S dovrebbero essere inserite in uno scomparto di quanto sto costruendo, con tanto di piccolo PCB che le collega in SERIALE/PARALLELO

Non puoi arrivare con 3 batterie al tripol della tensione e nello stesso momento al triplo della carica.
Puoi solo avere il triplo della tensione (mettendo 3 in seirie) oppure il triplo della carica (mettendo 3 in paralello)
Per avere il triplo della carica e il triplo della tensione hai bisogno di 9 batterie.

Gli accumulatori NiMH hanno una cuva di carica e percui una strategia di ricarica totalmente diversa rispetto le LiPo. Percui i circuiti (tralasciando le tenioni diverse) non sono intercambiabili.

Come giá detto l' Arduino non é abbastanza preciso per poter gestire la carica di un accumulatore la litio.

È necessario usate materiale comerciale per la carica e il controllo dei LiPo. Non c'é margine di riuscita a delle soluzioni fai da te.

Ciao Uwe

hallo, scusassero ma entro solo ora in forum perchè non capisco il motivo di ste notifiche che non vanno alle mie discussioni dei post o commenti...
comunque come dice Guglielmo è preferibile usare dei moduli che caricano ogni singola batteri ala litio ... io scelgo le Panasonic 18650 3,7V 3400mAh ..ovviamnete non una cineasta che può fare il botto quando è in carica (infatti su ebani ho notato alcune 18650..da 9000mAh.....)...Scelgo comunque queste batterie poiché hanno un amperaggio e tensione alte rispetto alle normali AAA o AA... e quindi avere un hardware più leggero nel proprio progetto. Oltretutto ho trovato dei moduli per l ricarica delle 18650. essi sono i:TP4056 con ottimi e molti feedback positivi ..qual ora allego... hanno la possibilità di alimentare arduini da batterie essere caricate da una sorgente esterna anche con arduini collegato... individuazione dello stato di carica della batteria... possibilità poi di collegare i moduli in parallelo (ma qui non so se per ogni modulo prima nel collegamento dei nodi positivi)ci vada un diodo per non danneggiare ognuno dei moduli da correnti di ritorno per ciascuno.
Ora... ,ovviamente usando i moduli descritti, se per ogni polo positivo delle batterie (prima dei diodi se si supponga di metterli come protezione) porto un collegamento ai singoli pin analogici del nano.. posso sapere lo stato della batteria... ma quando carico le batterie cosa succede?..... qui entrerebbero in gioco un pò di teorie di elettrotecnica dei circuiti elettrici secondo la legge di di kirchhoff sulle tensioni nei rami elettrici...

ciao tutti.. aggiorno il lavoro:

ho comprato i moduli per la ricarica delle 18650 sono questi:

hanno un ottimo feedback positivo a quanto vedo..c'è chi anche li ha usati per una ender 3 ... una ottima stampante 3D...

le batterie che ho comprato sono delle Panasonic 18650 3,7V 3400mA

per la lettura dello stato delle batterie.. non in carica... ho pensato di usare il metodo del partitore di tensione qui spiegato da wikipedia cosa sia:

mentre in questo link è spiegato come esempio si lettura per Arduino:

inoltre allego una dimostrazione emulata da un app per Mac/iPhone/iPad, chiamata iCircuit: