Schema incarcare Condensator- Explicatii functionare ,introducere in soft simulare

[david alin]

Acum 19 minute, validae a spus:

Orice panou va genera la început o tensiune și un curent disponibile foarte mici, că soarele nu răsare brusc ca dopul din șampanie.În cazul ăsta eu cred că  trebuie să adaugi un circuit care să alimenteze convertorul doar când panoul generează o tensiune la care curentul de scurtcircuit e suficient de mare să pornească acel convertor. În afară de asta, cred că UDAR are dreptate, un condensator în paralel cu panoul ar ajuta la pornirea invertorului, atunci când curentul inițial e maxim...

Dacă vrei o tensiune mică, dar un curent destul de mare, îngroapă două plăci în pământ, una de cupru și una de zinc (sau alt metal convenabil ) și ceva depolarizant.Vei avea permanent circa 1V la curenți mult mai mari decât poate genera un mic panou.Eventual poți cupla printr-o diodă Schottky ,,pila electrică,, astfel ca în prezența soarelui, ea să nu debiteze curent spre invertor, tensiunea panoului fiind mult mai mare....

Am incercat si eu acest experiment ,incercand sa atac un Joulie-Thief ,insa se pune problema reimprospatarii destul de des a electrolitului in acea zona unde se infing electrozii ,pentru a pastra acel curent tare..cel putin sa fie uda cu apa ,zona respectiva ...Cu un acumulator se fac miracole, insa atat informer, eu cat si multi altii ,alegem calea cea mai grea .

Mai raman 3 variante :sa mai bibileasca montajul sau sa modifice schema ,sa gaseasca alt potentiator de semnal (microcip) sau o alta schema ,ori sa schimbe panoul cu unul mai mare care sa-i asigure si in zilele cele mai negre un curent minim de cativa zeci de mA la o tensiune dorita de 0.6V..

Editat Martie 12, 2019 de david alin

[david alin]

La 10.03.2019 la 18:44, david alin a spus:

 

Il rog din suflet pe dl. gsabac  sa vina la apel ,pentru 2 nelamuriri :

1. Detaliati ce sursa de curent aveati in schema ,era vorba de 2 elementi infipti in sol de unde va-ti alimentat sau ce anume?

2. Ce tensiune aveati la sursa ? Ca din ce am inteles ,la acel curent de ~20mA erau necesari cativa zeci de V .

Multumesc anticipat si sa va dea Domnul sanatate !

Editat Martie 12, 2019 de david alin

[informer]

41 minutes ago, david alin said:

Mai raman 3 variante :sa mai bibileasca montajul sau sa modifice schema ,sa gaseasca alt potentiator de semnal (microcip) sau o alta schema ,ori sa schimbe panoul cu unul mai mare care sa-i asigure si in zilele cele mai negre un curent minim de cativa zeci de mA la o tensiune dorita de 0.6V..

Cred ca varianta din mijloc mi-ar fi cea mai convenabila...  

Chiar daca domeniul asta al convertoarelor low power nu ma indoiesc ca-i fain totusi nu-i chiar ceea ce doresc eu neaparat sa "disec"... mi-ar placea sa aflu un IC care sa aiba in datasheet o schema recomandata de utilizare, s-o folosesc pe aia si cu asta, basta... sa-mi vad de "treaba mea". 

Dar se pare ca tre` sa gasesc ceva mai specializat pt. recoltat energie din surse slabe, nu in genul acestor MCP-uri.

De fapt, in apararea lor, nici nu se afirma c-ar fi pt. asa ceva ci doar ca functioneaza de la o baterie de 1,5V sau un element cu Ni ori Li . 

Sigur ca la o cautare destul de superficiala am gasit BQ25505, ADP5090 insa... cu SMD-urile cu picioare ma descurc da` le urasc pe astea fara...  

[cirip]

Va salut,

 

Incerc eu sa va raspund la cateva intrebari si sa adaug cateva comentarii, mai ales ca am realizat un proiectel asemanator, care sta afara de 7 luni. Este alimentat de la o celula solara de la o lampa de gradina, iar ca elemente de stocare foloseste 2 acumulatori NiMH de 800mAh.

 

Cu referire la schema d-lui Sabac:

1) Sursa de energie primara este cu siguranta un alimentator. Ceea ce rezolva dl Sabac este alimentarea de la distanta prin fire cu pierderi mari. De fapt chiar mentioneaza asta pe schema. Alimentarea cu " 2 elementi infipti in sol " este exclusa din motivul prezentat la pct 2.

2) O inspectie vizuala a schemei arata o tensiune necesara de 40-60V ptr incarcarea completa a elementelor de stocare, C1 si C2 in cazul schemei d-lui Sabac.

 

Referitor la elementul de stocare, parerea mea este ca acumulatorii sunt deocamdata superiori dpdv al capacitatii. Daca luam ca referinta o tensiune de 2.5V, un condensator de 1F incarcat la 2.4V ar fi inmagazinat o energie totala de 2.88J. O pereche de acumulatori de 500mAh incarcati la 2.4V ar fi inmagazinat 4320J. Diferenta este ca de la cer la pamant si este confirmata practic.

 

Va rog sa trageti un ochi pe postul asta in care se vede montajul cu celula solara.

 

(Trebuie sa ma opresc aici. Revin mai incolo)

 

 

 

[cirip]

Asa, revin.

Spuneam ca diferenta este mare intre inmagazinare cu condensator sau cu acumulatori. Cu cond nu tine de pe o zi pe alta; depinde si de consumator, desigur. In cazul meu, cu acumulatori a tinut cam o saptamana, dar si-a dat duhul ptr ca nu a avut soare. Cum a venit soarele, a luat-o din loc. E adevarat ca am avut cond de numai 50000uF la testul cu condensator, dar calculul energetic nu e nici in favoarea celui de 1F.

 

Calculul trebuie sa porneasca de la necesarul de energie al consumatorului. In cazul meu, senzorul de temperatura consuma 20mA timp de 2s o data la doua minute. In rest toate dorm si consuma 2uA masurati. Asta inseamna un consum mediu echivalent de 330uA. As putea  sa-l mai reduc, dar inca nu cred ca e necesar.

Deci, ce anume vreti sa alimentati? Intreb pe bune, ca sa incerc sa va ajut cu un calcul simplu.

 

Celula solara trebuie exploatata in asa fel incat sa se maximizeze puterea disponibila. Dupa cum se vede in post, am facut o evaluare empirica prin care sa determin ce i-ar place celulei solare ca sarcina. In felul asta ma asigur ca de cate ori e soare, storc maxim de putere de la celula si incarc repede. Conteaza mult orientarea celulei in asa fel incat razele soarelui sa cada la un unghi cat mai apropiat de 90 de grade; probabil ca asta o stiti deja.

 

In final, de unde nu e, nici Dumnezeu nu cere. Daca nu e soare, niciun convertor nu va face din caca, bici. Mai mult, convertorul are nevoie musai de un acumulator in tampon, pe care sa il incarce celula. Nu se poate alimenta direct din celula datorita impedantei mari de iesire a celulei solare. Important e ca atunci cand este energie disponibila, sa fie capacitate cat mai mare de inmagazinare. Si asta o face acumulatorul mai bine decat un condensator.

 

Deocamdata atat si va doresc spor!

Cirip

 

 

 

[Vizitator]

Poate va ajuta asta sa stoarceti mai mult de la Soare.

 

 

Editat Martie 13, 2019 de Vizitator

[informer]

Va multumesc domnilor pt. implicare si sfaturi.

Am si eu in desfasurare un experiment care merge constant de mai multe saptamani... urmare a unuia anterior, asemanator... se vede in poza.

Am folosit o placa din alt proiectel pe care am un PIC seria 16LF si un modul radio RFM22B. 

Ambele stau in sleep iar de 3 ori la 24h (asa-i watchdog-u` setat) trimit un pachet de date fake la "sistemu` casei".

Datele ajung in baza de date asa ca mi-e usor sa verific ca n-au fost rateuri.

Panoul solar (care nu se vede da-i lipit pe geam) are dimensiunile aproximative de 100x60mm si genereaza o tensiune maxima de 7V la un curent (de scurtcircuit) in jur de 60mA cand este la soare. Pozitionarea panoului in acest caz este favorabila, in soare dimineata pt. cateva ore (atunci cand este...).

Cand este la umbra sau in zilele noroase, tensiunea este de 1-3V la un curent de cativa mA.

Condensatorii sunt doi inseriati care fac o capacitate de 1.5F la 5.6V (3F/2.8V bucata).

Stiu ca densitatea energetica in cazul acumulatorilor este incomparabila deocamdata cu a acumulatorilo (imi pun speranta pt progres in Maxwell / Tesla  ).

 

Pt. ceea ce intentionez sa fac voi folosi acelasi uC dar cu un modul radio usor diferit (RFM69)... insa consumurile sunt tot p-acolo, atat in starea activa cat si in sleep.

Din pacate, DACA treaba se finalizeaza pozitiv, device-urile vor fi pozitionate aleator asa ca nu pot sti daca unul n-o sa fie sub un pom sau orientat mai putin favorabil sau...

Ideea e sa mearga (SI) in conditii de iluminare mai putin favorabila, nu doar daca-i mai multe ore pe zi in plin soare.

Daca asta nu se poate atunci pica treaba si asta e.

 

Ceva cifre:

Modulul radio consuma pe emisie 130mA la puterea maxima de 20dBm(100mW - putere pe care nu sunt obligat s-o folosesc daca nu-i nevoie, urmeaza sa testez).

Durata transmiterii unui pachet de date este de aprox. 100ms dupa care urmeaza receptia confirmarii, aprox. 18mA vreo 300ms in general.

Numarul de pachete transmise va fi probabil ca medie de 1-2/zi (cu zile in care vor fi 4-5 si altele cu niciunul).

Ca aspect favorabil, pachetele vor fi trimise in timpul zilei.

Pot descarca supercap-ul pana la o tensiune de aprox 2.6V pastrand functionarea (2.5V stabilizat alimentare cu MCP1700)... poate si mai jos daca merg cu electronicele la minimul acceptat (1.8V).

As incarca la un 5.2V ceea ce-mi da o diferenta de 2.6V adica o energie echivalenta de 1.5F x 2.6V x 2.6V / 2 = 1.4mWh

Energia consumata la transmiterea unui pachet considerand o tensiune de alimentare maxima (sursa liniara) 5.2V x 0.13A x 0.1s / 3600 =   0.0188mWh

(sper ca n-am gresit la calcule)

Cu tot cu receptie si ce se consuma in sleep m-as incadra DACA reusesc sa incarc condensatorul.

 

 

 

 

Editat Martie 13, 2019 de informer

[informer]

Am comandat de proba LTC3105 , pare ce trebuie... acu` vom vedea.

[Vizitator]

Sper sa gasesti bobina usor.

[informer]

13 hours ago, Director said:

Sper sa gasesti bobina usor.

Va ganditi la vreo dificultate anume?

Intreb pt. ca in afara de inductanta ar mai fi doar cerinta de rezistenta in cc cat mai mica insa exista o paleta larga la TME iar curentul prin inductor in acest caz este mic.

[informer]

A ajuns LTC3105 in cateva zile din Singapore... unele firme chiar sunt serioase. 

Am facut repede un montaj improvizat cu ce am avut prin atelier, ca eram curios daca merge... numa` ca pana am terminat "ariciul" s-a facut seara.  

Asa ca am incercat cu sursa, limitarea la minim (10mA), tensiunea 0.5V si surpriza... porneste fara probleme, tensiunea de iesire calculata 5V fara sarcina.

Zilele urmatoare probe diverse cu mini panoul solar.

 

[informer]

Am mai experimentat putin cu acest boost converter (LTC3105).

Chiar daca este superior celui "de uz general" testat anterior are si asta un consum mare pana intra in regimul normal de functionare. 

Nu atat de mare incat sa nu porneasca la o limitare a sursei de 10mA ca ala dinainte dar suficient sa n-o faca in cazul unui panou MIC si unei iluminari slabe.

Odata intrat in regimul de tensiune constanta la iesire, curentul propriu scade f. mult si nu-i problema de mentinut pt. o sarcina rezonabila.

Am citit de cateva ori datasheet-ul, am experimentat cu diverse valori pt. "Maximum Power Point Control" conform cu diagrama ciclurilor de functionare de la pg.9, diverse valori pt. inductanta etc.

Montarea unui condensator de capacitate mare in paralele cu panoul AVAND CONVERTORUL CONECTAT PERMANENT nu rezolva problema DE DIMINEATA(!) deoarece tensiunea pe el nu va depasi tensiunea de prag pt. pornirea convertorului, in cazul unui curent mic furnizat de panou.

Rezolvarea pe care am gasit-o ar fi conectarea convertorului la panou + condensator odata ce acesta din urma se incarca la 2-3V... ceea ce nu dureaza mult pt. 470u - 1000u cat am constatat ca-i suficient. 

Asta permite startul cu energia inmagazinata dupa care iesirea se mentine si fara aportul condensatorului, chiar in conditii de iluminare slaba.   

 

Asa ca am nevoie de un comutator cu automentinere comandat in tensiune, automentinere care sa se pastreze pana cand tensiunea de alimentare ajunge sub 1V si curent de ordinul zecilor de uA. Am simulat/realizat de proba ceva cu MOS/bipolar, chiar si cu vreo doua feluri de tiristori... inca n-am reusit sa gasesc ceva satisfacator.

A experimentat cineva asa ceva sau aveti orice recomandare in acest sens?

 

L.E. Ce-ar fi sa comand un tiristor pt. faza de pornire a convertorului cand curentul consumat depaseste cel de mentinere dupa care sa comand un MOS care-l sunteaza cu tensiunea de la IESIREA convertorului ca sa am tensiune suficienta pe grila chiar daca tensiunea inainte de convertor scade mult? Ar fi teoretic OK?

 

Editat Martie 19, 2019 de informer

[puriu]

La 2-3 V si curent foarte mic porneste un microcontroler care poate sa faca orice.

[informer]

19 minutes ago, puriu said:

La 2-3 V si curent foarte mic porneste un microcontroler care poate sa faca orice.

 

Tensiunea poate scadea sub tensiunea la care functioneaza uC-ul in timpul regimului de start al convertorului... dupa cum am specificat anterior, poate ajunge chiar si sub 1V.

Am nevoie de un comutator comandat in tensiune cu automentinere in conditiile astea.

V-as fi recunoscator pt. sugestii in aceasta directie.

Editat Martie 20, 2019 de informer

[UDAR]

Ai putea încerca ceva de genul :

Doar ca idee....  

 

 

Q3 și R5 pot lipsi dacă pierderea pe Q1 poate fi suportată

( circa 100mV să zicem ) 

 

Editat Martie 20, 2019 de UDAR