¿Amperímetro para una potencia de 24 V que se puede leer con una Raspberry Pi?

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Tengo un proyecto que estoy tratando de diseñar y construir que involucra un indicador de batería "más preciso / útil" para un scooter eléctrico. El scooter funciona con 24 V de dos células AGM en serie. Los detalles del proyecto son bastante interesantes, pero la única parte en la que estoy atascado es cómo obtener las lecturas actuales en una Raspberry Pi para grabar.

Básicamente tengo la siguiente idea hasta ahora:

  • Use un amperímetro de derivación actual para leer la corriente que está utilizando el scooter. También es necesario obtener el voltaje también, para el cálculo correcto de vatios. Pruebe este valor de corriente / voltaje a menudo (¿una vez por segundo?) Y utilícelo para calcular los vatios-hora utilizados. Esta es la parte en la que no estoy seguro de cómo abordar.
  • Escriba el código en el RasPi para controlar un LCD de caracteres, lea los interruptores de entrada actuales y leídos, y para realizar el registro y cálculo de datos para determinar la capacidad restante de la batería.
  • Envuelva todo esto en algún tipo de caja de proyecto, conecte todos los cables, agregue un convertidor de 24V a 5V para alimentar la Pi y disfrute.

Actualmente tengo un amperímetro de derivación actual en el scooter, pero es solo uno de esos manuales que se muestran en una pantalla dedicada. He realizado cálculos para determinar la capacidad mínima disponible de la batería en función del consumo máximo de corriente del scooter y la resistencia interna de la batería durante la descarga. Entonces, actualmente hago el cálculo mentalmente para calcular el porcentaje restante basado en el Wh utilizado en la pantalla. Pero con un RasPi manejando esto, podría hacer todo tipo de cosas divertidas: etiquetado de GPS, "odómetro" de la batería (Wh total usado desde que se instaló la batería), e incluso un podcast / reproductor de música porque por qué no .

Lo único que me detiene es descubrir la mejor manera (y más segura ) de obtener las lecturas de corriente y voltaje. El máximo consumo de corriente posible del scooter es de alrededor de 20 A a 24 V, subiendo una cuesta empinada a toda velocidad. No estoy seguro de si el RasPi en sí es lo suficientemente sensible como para obtener lecturas de voltaje decentes que puedan detectar los minúsculos cambios en los registros de derivación actuales, y el único otro dispositivo que tengo es un multímetro con una interfaz óptica USB, pero eso parece demasiado exagerado y requeriría más trabajo. Lo ideal sería encontrar algún tipo de amperímetro como el que tengo actualmente, pero con un puerto USB (o un RS232, ya que puedo convertir eso fácilmente) para que RasPi pueda leer las calificaciones actuales en tiempo real.

¿Alguien tiene alguna idea? Supongo que alguien tiene que haber hecho algún tipo de proyecto de amperímetro alrededor de un RasPi antes.

(PS: Realmente quiero desarrollar este proyecto aún más, posiblemente trabajando algoritmos para tener en cuenta la corriente variable que el scooter extrae con el tiempo, y el envejecimiento natural de la batería y la pérdida de capacidad, y también para leer la corriente de carga entrante del El cargador y la corriente de descarga. Tengo muchas ideas, pero todo depende de poder leer la corriente del sistema de 24 V en el RasPi como valores numéricos.)

    
pregunta fdmillion

1 respuesta

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El propósito del indicador de la batería, como se suele afirmar en los requisitos técnicos, es predecir la carga restante en la batería. Calcularlo solo a partir del consumo actual (a.k.a "coulomb counting") tiene muchos problemas potenciales.

Por ejemplo, necesita saber cuál es el cargo real en todo momento. es decir, su dispositivo también tiene que seguir el proceso de carga. Luego, su algoritmo debe tener en cuenta el consumo de corriente real, ya que afecta la capacidad (no como parte de la ecuación de vatios, sino como un cambio general de la curva de descarga). Agregue a esta temperatura la dependencia, la eficiencia de la batería y el envejecimiento, y obtendrá un verdadero rompecabezas.

No estoy diciendo que no se pueda hacer. De hecho, muchos sistemas de medición utilizan el sensor de corriente para mejorar la precisión al integrar la corriente de descarga. Pero la forma principal de medir la capacidad restante siempre se basa en el voltaje y la temperatura. Debe leer en Algoritmos CEDV porque los ingenieros ya pensaron en esas" muchas ideas "que mencionaste y que vendrían con soluciones bastante interesantes.

De todos modos, para responder a su pregunta, el uso de sensores de corriente de efecto Hall como ACS711 funciona muy bien en nuestros diseños de scooter. También utilizamos chips con interfaz I2C, como INA220 , cuando no era necesario el aislamiento de la línea. Otra opción convincente es DS2438 (gracias, @Janka)

En los últimos años, comenzamos a utilizar exclusivamente los controladores de motor Roboteq en scooters e incluso en algunas aplicaciones robóticas. Su interfaz proporciona lecturas suficientemente precisas para la corriente del motor y el voltaje de la batería. A menos que necesitemos datos más precisos para alguna aplicación en particular, estos controladores eliminan la necesidad de piezas adicionales.

Oh, olvidé mencionar una opción más: use el IC del indicador de batería, como BQ34110 , Si obtener resultados más rápido es más importante para usted que su aspecto personal.

    
respondido por el Maple

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