Moduł zasilający na zasadzie UPSa

szerwi · Marzec 17, 2017

Witam,

Poszukuję modułu zasilającego działającego na zasadzie UPSa, czyli: Gdy na INPUT czyli panelu słonecznym oraz turbinie jest wystarczające napięcie to moduł ładuje akumulator lion jeżeli nie jest naładowany i przekazuje prąd dalej, jednak gdy na INPUT zabraknie napięcia to moduł załącza zasilanie bateryjne. Czy jest ktoś w stanie mi pomóc? Chcę go użyć w stacji pogodowej.

marek1707 · Marzec 17, 2017

Dokładnie tak działają regulatory ładowania od paneli słonecznych:

http://www.soltec.sklep.pl/regulatory-ladowania-c-9.html

Ładują gdy jest słońce (a podobne typy gdy jest wiatr), przestają gdy aku jest już naładowany i odłączają obciążenie gdy napięcie akumulatora spada zbyt nisko. Sygnalizują stany diodkami lub na wyświetlaczach. Jest tego pełno w różnych cenach i wielkościach. Poszukaj w innych sklepach i na aukcjach.

szerwi · Marzec 18, 2017

marek1707, chcę sam moduł, płytkę za kilka zł

marek1707 · Marzec 18, 2017

Niestety nie jestem wróżem i nie domyślam się co rozumiesz pod pojęciem "moduł". Tak samo nie wiem co wg Ciebie znaczy "akumulator" (jak duży, jakie napięcie), co rozumiesz pod pojęciem "panel słoneczny oraz turbina" (razem czy osobno, to i to czy to lub to, jak duże, ile mocy, jakie napięcia). Poza tym w układach tego typu stosuje się pracę buforową akumulatora. Nie ma przełączania źródeł, bo to jest niewygodne i nieekonomiczne. Schemat wygląda zwykle tak:

- wejście z "zielonego" źródła czyli panelu słonecznego lub turbiny wiatrowej,
- układ dopasowania mocy do parametrów akumulatora (napięcie, prąd i sam algorytm ładowania)

- akumulator wpięty jednocześnie do układu poprzedniego i do następnego

- blok nadzoru wyjścia, który kontroluje wyładowanie i odcina odbiorniki w przypadku spadku napięcia poniżej przyjętej granicy bezpieczeństwa akumulatora.

Robi się tak dlatego, że samo ogniwo słoneczne lub turbina są bardzo niestabilne i nieprzewidywalne. Właściwie nie możesz z nich wprost zasilać czegokolwiek. W każdej nietrywialnej aplikacji zawsze po drodze (a nie obok) jest akumulator.

W najprostszym przypadku robisz więc tak:

1. Kupujesz akumulator LiPol o napięciu najbardziej wygodnym dla odbiornika. W przypadku Arduino 5V, kilku czujników i niewielkiego wyświetlacza lub modułu radiowego może to być 2S czyli dający od ok. 6.5 do 8.4V. Korzystasz ze stabilizatora 5V na płytce Arduino. Jeśli czujniki potrzebują 3.3V (niektóre "moduły" tak mają) robisz dodatkowy stabilizator 3.3V i konwerter poziomów sygnałów. Akurat w przypadku zasilania ze Słońca najwygodniejsze byłoby Arduino 3.3V, bo może być zasilane z jednej celi (1S) a ładowarki takich akumulatorów są tanie jak barszcz:

https://botland.com.pl/ladowarki-lipol-moduly/6943-ladowarka-li-pol-tp4056-pojedyncza-cela-1s-37v-miniusb.html

Oczywiście nie korzystasz ze złącza USB tylko lutujesz tam własne kabelki do panelu słonecznego.

2. Kupujesz dopasowaną do akumulatora ładowarkę. Najprostsze ładują aku LiPol 1S ze złącza USB czyli z 5V. Do wersji 2S musisz już kupić ładowarkę do 2S i ta będzie wymagała większego napięcia. Nie, niestety nie można wziąć dwóch sztuk tanich modułów do 1S i połączyć ich szeregowo.

3. Kupujesz panel słoneczny o napięciu dopasowanym do wymagań ładowarki i mocy (powierzchni) wystarczającej do naładowania akumulatora w ciągu dobrej pogody na okres przewidywanych dni pochmurnych.

4. Podłączasz te trzy rzeczy razem a z akumulatora zasilasz Arduino. Dorabiasz mu pomiar napięcia żeby informowało o niebezpiecznym rozładowaniu.

Temat zasilania słoneczno-wiatrowego jest szeroki i nie sposób wszystko wyjaśnić w jednym krótkim poście. Musisz mieć dobrze określone zapotrzebowanie na moc, że by określić pojemność akumulatora i moc ogniwa lub turbiny. Słońce świeci dość rzadko a praca ciągła wymaga pokrywania jego braku akumulatorem. W okresach dobrej pogody musisz więc gromadzić energię na przeżycie dni pochmurnych. Do tego dochodzą sprawności przetwornic/stabilizatorów i konieczność pisania programu tak by jak najbardziej ograniczał zużycie energii. Jedne moduły są prostymi ładowarkami a inne mają specjalnie dopasowane wejścia do baterii słonecznych, często z zaimplementowanym algorytmem MPPT (poczytaj o tym). Za to jednak musisz zapłacić:

https://botland.com.pl/ladowarki-lipol-moduly/7274-sparkfun-battery-babysitter-menedzer-baterii-lipol.html

https://botland.com.pl/ogniwa-sloneczne/4424-lipo-riderpro-ladowarka-z-wejsciami-na-panele-sloneczne.html

http://www.ebay.com/itm/4-8V-6-5V-Solar-Charger-Module-Solar-Charger-Shield-LiPo-Rider-w-USB-Interface-/222337144672?hash=item33c4539760:g:LoQAAOSwj85YRonh

Za kilka złotych to możesz kupić co najwyżej jagodziankę.

EDIT:

Tu masz fajny moduł ładowarki słonecznej z algorytmem MPPT na wejściu i CI/CV na wyjściu. Będzie pasować do LiPoli i do aku ołowiowych/żelowych. Wymaga napięcia wyższego niż akumulator (np. 16V dla 12V) a napięcie wyjściowe jest regulowane więc możesz ustawić 8.4V dla 2S. Niestety, choć jest "modułem", nie kosztuje 2zł:

http://www.ebay.com/itm/BQ24650-5A-MPPT-Solar-Panel-Lithium-Lead-acid-Battery-Charging-Controller-Board-/222102684323?hash=item33b65a02a3:g:s00AAOSwYmZXJHnk