Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 42
Судя по графику напряжения, Ваше изделие жрет, как не в себе. Примерно на той же элементной базе (вместо Ардуины голый atmega328) у меня:
(Красный график — напряжение солнечной батареи, синий — буферный литиевый аккумулятор ~700 мА*час)
(Красный график — напряжение солнечной батареи, синий — буферный литиевый аккумулятор ~700 мА*час)
"изделие жрет, как не в себе"
Зато экологически чистое напряжение.;)
Добрый день, а не покажете схемку того, как вы это реализовали? Точнее как вы подключили свою солнечную панель. — у меня питание проца напрямую от liion аккумулятора берется. Солнечная панель на 5.5В в прыжке даёт 30мА. Обычно это около 1мА которые нужно как то грамотно запихнуть в аккумулятор. Само устрйство в среднем ест 0,1мА поэтому и такого зарядного тока хватит. Но как лучше это сделать?
За простотой реализации схемы как таковой не рисовал. В качестве контроллера заряда используется TP4056, точнее китайская платка на его основе (та, которая без дополнительных цепей защиты на DW01A и ES8205A (для снижения потерь)). На плате выдраны 2 светодиода индикации (для экономии) и заменен резистор, управляющий током заряда с 1.2 кОм на 10 кОм (максимальное значение по документации). Уменьшить ток заряда необходимо для корректной отработки алгоритма определения конца заряда. Солнечная панель подключена ко входу питания TP4056, а к выходу — аккумулятор и, параллельно ему, через стабилизатор 3.3 В, вся электроника. В качестве стабилизатора используется XC6206 с собственным током потребления порядка 1 мкА. Все блокировки по питанию — керамика, никаких электролитов. Вот, собственно, и все.
Спасибо за ответ. Пара вопросов:
1. Зачем ставить стабилитрон, если у вас аккумулятор заряжается только от TP4056 который не даст аккумулятору перезарядиться: Вам противопоказано более 3.3В?
2. Будет ли плата заряжать АКБ при условии низкой освещенности, когда от батареи можно снять 4-5В и 1-2мА как часто бывает?
1. Зачем ставить стабилитрон, если у вас аккумулятор заряжается только от TP4056 который не даст аккумулятору перезарядиться: Вам противопоказано более 3.3В?
2. Будет ли плата заряжать АКБ при условии низкой освещенности, когда от батареи можно снять 4-5В и 1-2мА как часто бывает?
1. Трансивер требует 3.3 В, остальная электроника запитана от того-же напряжения, чтобы не заниматься согласованием уровней. (Только не стабилитрон, а стабилизатор.)
2. При 4 В — полного заряда не будет, а при 5 — это нормальное входное напряжение для контроллера заряда. Ток заряда уже не помню, но несколько выше, чем Вы указали — по моему 10...20 мА. У меня станция стоит в тени, прямое солнце на нее почти не попадает (иначе температура получается завышенной, несмотря на прикрытый козырьком датчик). Используется солнечная панель размером примерно 100х70 мм, купленная у китайцев (заявленное напряжение 5.5 В, ток — не помню, но на уровне больше сотни мА). Работает все с осени 2015 без какого-либо вмешательства. В середине зимы бывают периоды, когда батарея целую неделю не может получить полного заряда, но поскольку ее хватает на несколько месяцев без подзарядки, это не критично. Пример такого «тяжелого периода» на графике ниже
Это напряжение панели. Видно, что только 07.01.2018 аккумулятор полностью зарядился (зарядка — горизонтальная полочка на уровне чуть выше 4 В) и зарядка отключилась — резко увеличилось напряжение панели без нагрузки.
2. При 4 В — полного заряда не будет, а при 5 — это нормальное входное напряжение для контроллера заряда. Ток заряда уже не помню, но несколько выше, чем Вы указали — по моему 10...20 мА. У меня станция стоит в тени, прямое солнце на нее почти не попадает (иначе температура получается завышенной, несмотря на прикрытый козырьком датчик). Используется солнечная панель размером примерно 100х70 мм, купленная у китайцев (заявленное напряжение 5.5 В, ток — не помню, но на уровне больше сотни мА). Работает все с осени 2015 без какого-либо вмешательства. В середине зимы бывают периоды, когда батарея целую неделю не может получить полного заряда, но поскольку ее хватает на несколько месяцев без подзарядки, это не критично. Пример такого «тяжелого периода» на графике ниже
Это напряжение панели. Видно, что только 07.01.2018 аккумулятор полностью зарядился (зарядка — горизонтальная полочка на уровне чуть выше 4 В) и зарядка отключилась — резко увеличилось напряжение панели без нагрузки.Спасибо большое за ответ!
В общем буду экспериментировать.
Всё упирается в то, что моя панельна 30*50мм выдаёт всего 30мА при 5.5В и отличном освещении.
Я собираю показания температуры из 10-и помещений — датчики валяются везде не на солнце, они компактные и также работают по полгода от заряда 350мА аккума, но всё таки заряжать их надоело и хочется автономности. Буду тестить.
Кстати nre24l01, если Вы ими пользуетесь, отлично работают при 4.2В в определенный момент я перешел с 3.3 на напряжение аккумулятора.
В общем буду экспериментировать.
Всё упирается в то, что моя панельна 30*50мм выдаёт всего 30мА при 5.5В и отличном освещении.
Я собираю показания температуры из 10-и помещений — датчики валяются везде не на солнце, они компактные и также работают по полгода от заряда 350мА аккума, но всё таки заряжать их надоело и хочется автономности. Буду тестить.
Кстати nre24l01, если Вы ими пользуетесь, отлично работают при 4.2В в определенный момент я перешел с 3.3 на напряжение аккумулятора.
изделие жрет, как не в себе
Не то слово.
Не то слово.
А почему atmega328, может взять, что попроще? ATMega48/88/16, в рабочем режиме потребляет 250 мкА?
Схема соединения Ni-MH элементов у вас интересная, кто-то может повторить.
Чтобы внешние датчики с автономным питанием работали долго — они должны преимущественно находиться в режиме сна (те, для которых интегрирование показаний по времени не нужно — например, температура, влажность итд), или по крайней мере собирать и интегрировать данные в оффлайне (скорость/направление ветра), и просыпаться, скажем раз в 15 минут строго на время, необходимое для измерения параметра и обмена данными. Тогда даже на простых пальчиковых батареях датчик проживет год.
Далее, схема контроля напряжения питания, судя по номиналам резисторов, сама жрет 50 микроампер (5В / 100кОм) — в то время, как микроконтроллер вместе c NRF в стендбае может потреблять наверное не более десятка микроампер — имхо, это слишком большая жертва за эту функцию. И зачем такой злой делитель 1:11, если напряжение на аккумуляторах даже при зарядке вряд ли превысит 6-7 вольт? Это приводит к снижению фактической точности измерения из-за недоиспользования динамического диапазона АЦП.
И кстати, солнечная панель подключена в лучших традициях Поднебесной — без токоограничения, защиты от перезаряда, и перенапряжения при случайном отключении аккумулятора при солнечном свете. Летом ваши аккумуляторы могут перезарядиться от избытка энергии Солнца и вспухнуть, а в случае нарушения контакта между аккумуляторами по какой-либо причине напряжение от панели сильно превысит 5 вольт (подозреваю, что там появится все 15), и выбьет 5-вольтовую и 3-вольтовую электронику. Первую задачу можно решить программно (раз уж есть средства измерения напряжения на аккумуляторах) — просто поставив ключ на n-канальном полевике, который отключает панель по земле при перезаряде, а вторую — банально поставив, скажем, стабилитрон вольт на 6 параллельно выводам солнечной панели до отсекающего обратный ток диода
Далее, схема контроля напряжения питания, судя по номиналам резисторов, сама жрет 50 микроампер (5В / 100кОм) — в то время, как микроконтроллер вместе c NRF в стендбае может потреблять наверное не более десятка микроампер — имхо, это слишком большая жертва за эту функцию. И зачем такой злой делитель 1:11, если напряжение на аккумуляторах даже при зарядке вряд ли превысит 6-7 вольт? Это приводит к снижению фактической точности измерения из-за недоиспользования динамического диапазона АЦП.
И кстати, солнечная панель подключена в лучших традициях Поднебесной — без токоограничения, защиты от перезаряда, и перенапряжения при случайном отключении аккумулятора при солнечном свете. Летом ваши аккумуляторы могут перезарядиться от избытка энергии Солнца и вспухнуть, а в случае нарушения контакта между аккумуляторами по какой-либо причине напряжение от панели сильно превысит 5 вольт (подозреваю, что там появится все 15), и выбьет 5-вольтовую и 3-вольтовую электронику. Первую задачу можно решить программно (раз уж есть средства измерения напряжения на аккумуляторах) — просто поставив ключ на n-канальном полевике, который отключает панель по земле при перезаряде, а вторую — банально поставив, скажем, стабилитрон вольт на 6 параллельно выводам солнечной панели до отсекающего обратный ток диода
Скажем прямо, куда не глянь всё в конструкции «в лучших традициях китая».
И да, поясняющий рисунок про акки — прекрасен.
И да, поясняющий рисунок про акки — прекрасен.
Там Ni-MH, они перезаряда (если успевают рассеять тепло) не боятся совсем, во многих простых девайсах с ними тупо стоит диод и резистор, вот и вся зарядка. Да я себе на плеер так делал. Но в целом тут конечно всё в «лучших» традициях Ардуино:)
да дело даже не в том что перезаряд, вряд ли панель часто выдаст даже минимум для полноценного заряда.
Там основное потребление идёт с трёх банок, четвёртая в разы меньше работает, дальше можно прикидывать что будет при такой «экологически чистой» схеме подключения например в пасмурную неделю учитывая что четвёртая банка будет всегда хорошо заряжена. Раз уж хотелось побаловаться с вольтметром, баловаться им надо было на 3,3 вольтовом отводе, вот там поди чудеса в течении дня творятся, особенно зимой!
Неудивительно что через 25 дней оно загнулось и дело не в погоде, за те же копейки применив голову вполне можно сделать девайс который будет год работать и без подзарядки и без солнечной батареи.
Там основное потребление идёт с трёх банок, четвёртая в разы меньше работает, дальше можно прикидывать что будет при такой «экологически чистой» схеме подключения например в пасмурную неделю учитывая что четвёртая банка будет всегда хорошо заряжена. Раз уж хотелось побаловаться с вольтметром, баловаться им надо было на 3,3 вольтовом отводе, вот там поди чудеса в течении дня творятся, особенно зимой!
Неудивительно что через 25 дней оно загнулось и дело не в погоде, за те же копейки применив голову вполне можно сделать девайс который будет год работать и без подзарядки и без солнечной батареи.
Режим постоянного подзаряда аккумуляторов как раз сведёт на нет эффект несимметричной нагрузки на аккумуляторы, они всегда будут дозаряжаться до упора. Перезаряда не боятся да, но у них начинает проявляться неприятный эффект — эффект памяти. При постоянном перезаряде их реальная емкость начинает со временем сильно падать и восстанавливается только при раскачке. Что в принципе в данном «неэкономичном» девайсе и происходит. Так что в целом всё как бы экологично… Исправь хотябы одну из проблем — начнут вылазить другие косяки, очень такая себе органичная система костылей и подпорок!
Не думаю что там что-то выбъет слабой солнечной батареей которая всего 50мА может отдать в самый солнечный день.
Схема контроля напряжения — фигня, ток через неё по сравнению с другими утечками мизерный. Диод шоттки тот что отделяет солнечную батарею от схемы НАДО ЗАМЕНИТЬ на обычный диод. Одна из неприятностей диода шотки — слишком низкое ОБРАТНОЕ сопротивление порядка 10кОм — через него батареи будут разряжаться на тёмную панель быстрее чем через измерительную цепь в 100 кОм.
Это уже для версии 2.0 (кто-нибудь другой).
Для начала хотелось посмотреть заработает ли всё это в принципе.
Для начала хотелось посмотреть заработает ли всё это в принципе.
Не пытайтесь повторить это дома!
На даче датчик температуры и влажности (Si7021) подключен к Atmega328.
Питается от солнечной панельки (40х60 мм) + ионистр (4Ф) + 2 синих светодиода.
Atmega запитана напрямую от данного источника, а NRF24 через XC6202.
Устройство спит по 90сек, затем замер, отправка данных (через NRF24) и снова в сон.
Графики
Питается от солнечной панельки (40х60 мм) + ионистр (4Ф) + 2 синих светодиода.
Atmega запитана напрямую от данного источника, а NRF24 через XC6202.
Устройство спит по 90сек, затем замер, отправка данных (через NRF24) и снова в сон.
Графики
Измерять номиналы резисторов и прописывать их в прошивку — сомнительно. Какова точность вашего прибора? Сомневаюсь что он проходил поверку и имеет класс точности 0.1. Обычный мультиметр на измерении сопротивлений имеет погрешность 1-2% на диапазон, измерить резистор в 100кОм на диапазоне 200К можно с точностью НЕ ЛУЧШЕ 2%, итоговая погрешность делителя будет ещё хуже — измеряем погоду на марсе и ничем не лучше прописывания номинальных значений. Проще свести значение делителя небольшим подстроечным резистором в 4.7кОм(для данной схемы) это позволит компенсировать погрешность делителя примерно до 4%. А если не нужны столь точные абсолютные значения напряжения батареи(и правда, зачем напряжение знать точно до десятков милливольт?) то все эти пляски с обеспечением точности — ЛИШНИЕ. Более того часто даже и арифметика с плавающей запятой не нужна — всё можно проделать в целых числах, подобрав делитель так чтобы он сразу дал код с АЦП в десятых долях вольта. Останется только при выводе значения вставить запятую в нужную позицию.
Покупал китайскую метеостанцию. На борту анемометр, флюгер, датчики давления, влажности, температуры, дождя. Питается от двух пальчиковых батареек и отдаёт данные по воздуху в приёмный блок. Батареек хватало на два года при морозах до — 45, обычные дюраселл. Через 5 лет заржавел флюгер с анемометром, ещё позже сгнила электроника. Вот это вещь была :)
Чето перемудрёно. Мой опыт.
Имею на баклконе ESP8266 + ds18b20 запитано от одной банки 18650.
Просыпается раз в полчаса, замеряет, отправляет данные на narodmon и mqtt. Это сейчас.
А сначала был модуль зарядки, солнечная панелька, батарейка от мобилки и вот это вот всё.
Все выбросил, раз в месяц подкидываю свежезаряженный 18650, настроено оповещение о падении напряжения питания ниже 2,7v и всё. Собрано за 3 минуты в импровизированный корпус в виде распаячной коробки, работает второй год. Все пишет в облачко, виджет на мобилку, свистелки и пукалки…
Имею на баклконе ESP8266 + ds18b20 запитано от одной банки 18650.
Просыпается раз в полчаса, замеряет, отправляет данные на narodmon и mqtt. Это сейчас.
А сначала был модуль зарядки, солнечная панелька, батарейка от мобилки и вот это вот всё.
Все выбросил, раз в месяц подкидываю свежезаряженный 18650, настроено оповещение о падении напряжения питания ниже 2,7v и всё. Собрано за 3 минуты в импровизированный корпус в виде распаячной коробки, работает второй год. Все пишет в облачко, виджет на мобилку, свистелки и пукалки…
На балкон можно кинуть 3 метра провода из квартиры и не думать о зарядке аккумулятора никогда. Или воспользоваться информацией о температуре в вашей местности,
уже измеренной профессионалами
;)openweathermap например.
Объясните чайнику, так как в итоге во fritzing должна выглядеть схема подключения батареи через такой счетчик напряжения?
Большое спасибо.
Большое спасибо.
" Я не применял понижающие (точнее уничтожающие энергию) или повышающие электронные схемы, только экологически чистые напряжение и ток."
Понижающие преобразователи бывают импульсные, а не линейные стабилизаторы, они горааздо меньше энергии в тепло преобразуют.
Понижающие преобразователи бывают импульсные, а не линейные стабилизаторы, они горааздо меньше энергии в тепло преобразуют.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Метеостанция на Arduino от А до Я. Часть 4