Estoy intentando diseñar una estación meteorológica con un Arduino Uno con baterías recargables y un panel solar. No estoy seguro de las especificaciones de las baterías y el panel solar: ¿necesito una batería de 9 V y un panel solar de 9 V o 2 baterías de 4,5 V, etc.? ¿Cuál sería la configuración más eficiente para que la unidad sea autosostenible?
En el país donde vivo no hay mucho sol cada día, ¿esto cambia el tipo de paneles que necesito?
También terminé con el combo solar / supercap; Aquí hay algunos detalles más.
Básicamente, es el clásico arduino diseño de la placa de pruebas , porque la junta de la UNO gasta MUCHA energía para el regulador . Cualquier biblioteca inactiva permitirá un uso actual muy bajo mientras espera.
Supercaps + célula solar es una excelente manera de alimentar esto, ya que:
pero esto solo funciona si no necesitas mucho poder para otra cosa. Usé supercápsulas mucho más pequeñas que Aedazan: dos supercápsulas 10F (2.7 V máx.) En serie son más que suficientes para una larga noche de invierno (o incluso unos pocos días). La célula solar es de 6V, 6x6cm.
Ahora debería asegurarse de no sobretensiones de los condensadores . Dado que están en serie, debe asegurarse de que tanto el voltaje medio como el voltaje total estén donde deben estar.
Para el voltaje medio, el control se realiza con un solo pin como este:
Usted usa ese pin como entrada para medir el voltaje medio y como salida para descargar los condensadores si es necesario. Simplemente espere un poco a que se recuperen las tapas antes de volver a medir:
boolean discharging = false;
loop() {
// The caps should get some time to recover after some discharging
// before voltage can be read reliably.
if (discharging) {
pinMode(A1, INPUT) ;
discharging = true ;
}
else {
int mid = analogRead(A1) ; // Read voltage between caps
if (mid<492){ // If C1 is too charged
pinMode(A1, OUTPUT) ; // Set the pin as output
digitalWrite(A1, HIGH) ; // Connect it to VCC to discharge C1 through R1
discharging = true ;
}
if (mid>522){ // If C2 is too charged
pinMode(A1, OUTPUT) ; // Set the pin as output
digitalWrite(A1, LOW) ; // Connect it to Gnd to discharge C2 through R1
discharging = true ;
}
}
// Sleep some time...
}
Para el voltaje total , tienes 2 opciones:
El 431 comienza a tragar mucha corriente cuando la tensión de control (tomada entre resistencias) es de aproximadamente 2.5V, es decir, cuando el pin digital está por encima de 5V. Puede conectar directamente la resistencia anterior a vcc, pero luego el 431 generará una corriente de fuga, incluso cuando Vcc solo tenga 4V: esto agotaría los condensadores durante la noche. Si lo conecta a un pin digital, puede habilitar el 431 solo cuando Vcc (medido por arduino, no se necesita pin, google para detalles) está arriba, digamos, 4.8V. En otras palabras, el 431 consume mucha corriente (hasta 100 mA) cuando el pin está ALTO y Vcc está por encima de 5V, un poco de corriente (100-400µA) cuando el pin está ALTO y Vcc está por debajo de 5V, y casi no hay corriente ( aproximadamente 0.1µA) cuando el pin esté BAJO.
Todo esto puede parecer complicado, pero realmente no lo es, a menos que intentes mejorar el diseño. La principal limitación es el tamaño de los supercaps disponibles si necesita alimentar algo pesado; por encima de unas pocas decenas de F se vuelven terriblemente grandes y caras ...
He hecho algo muy similar en el pasado. Utilicé el cargador de arranque UNO en una placa de pruebas diseño .
Utilicé jeelib sleepy para apagar mi chip entre ciclos de recopilación de datos (30 segundos en mi caso).
En lugar de baterías, finalmente me decidí por pseudocapacitores 100F reciclados x2 2.7V y algunas células solares baratas de ebay. Guardé los datos en un escudo SD que también compré en ebay.
La configuración completa costó alrededor de $ 20 y ha estado en funcionamiento durante más de un año.
Si se asegura de que su voltaje de entrada no sea demasiado alto (la hoja de datos dice 5.5v máx, pero la mía aumenta hasta 6v a veces) y su oscilador está lo suficientemente bajo como para que toda la configuración termine usando solo unos pocos miliamperios en promedio y tendrá Un amplio rango de voltaje. El mío generalmente muere a alrededor de 2.7V, un poco menos de 4MHz. Las células solares están conectadas directamente a los condensadores con un diodo de bloqueo para reducir la autodescarga durante la noche.
Mi diseño fue un poco miope y si alguna vez lo rediseñara, usaré celdas solares más pequeñas, no me di cuenta de cuán eficientes eran los chips Atmega328p, por lo que los condensadores alcanzaron la carga completa muy rápidamente y terminaron por encima de su calificación durante la mayor parte del día. El mayor usuario de energía terminó siendo la autodescarga de mis condensadores.
Hice algunas pruebas tempranas con los condensadores x2 5.5V 1F y pudieron ponerlo funcionando 24/7 (no ejecutando el módulo SD) en Tasmania. Me decidí por los pseudocapacitores debido a su gran número de ciclos, su precio barato cuando se compra en eBay reciclado y la capacidad de ejecutar el módulo de la tarjeta SD. Mi diseño de prueba original usaba paneles solares x2 3V 1W en serie de ebay. No probé su poder real más que en el funcionamiento real del dispositivo. Cuando llegaron mis pseudocapacitores, los reconecté a la configuración mencionada anteriormente, lo puse todo en una caja de utensilios de cocina del sistema y lo coloqué para una cobertura solar total desde el sol de la mañana. Para acceder a los datos, simplemente necesitaba copiar el archivo de texto de la tarjeta SD a mi computadora portátil y luego conectar y desconectar el pin de reinicio en la placa de barebones para restablecerlo y recopilar más datos (la biblioteca SD se bloquearía cuando se sacara la tarjeta ).
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