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DUDA Dispositivo autónomo con placa solar y batería LIPO
#1
Hola a todos.

Estoy construyendo un pequeño dispositivo basado en un Arduino Nano.

Características:
No puede conectarse a la corriente eléctrica.
Trabaja de noche.
Estará permanentemente desatendido.

La solución que se me ocurre es ponerle una pequeña placa solar 5.5v 700mA. Conectar la placa solar a una placa electrónica de control de carga de una LIPO (IN 5.5v OUT 4.2v). La placa carga una batería LIPO 3.7v. Con esta batería y a través de una DC-DC step UP con salida a 5v alimentar el Arduino.

He renunciado a usar una LIPO de dos células y alimentar directamente la Arduino a 7.4v para quitarme el problema de tener que usar un cargador más voluminoso.

Lo que me preocupa es la bateria LIPO, no las he usado nunca y lo que he leido, prácticamente es para tocarlas con traje ignífugo. Aconsejan lo dejarlas desatendidas...

Dada mi ignorancia en este tema, me da mucho respeto, porque si se inicia un incendio, se puede liar parda.

Gracias
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#2
Lipo + dispositivo desatendido = receta para el desastre, sobretodo si es un aparato que va a ir colocado en el exterior y en el que puede entrar agua.
Verás, las baterias lipo tienen cierta tendencia a "explotar", o más bien a arder en casos de sobrecarga (es decir, cortocircuitos), golpes fuertes o punzonados (Si la pinchas... es un cortocircuito). Para más inri, si se descargan más de lo debido, se dañan irremediablemente.

Por lo cual, no, yo personalmente no las usaría para un dispositivo que quede desatendido totalmente, es mucho más seguro utilizar pilas o pilas recargables ya que aunque se cortocircuiten, lo peor que puede ocurrir es que se calienten o se corroan y fuguen material (que aunque es malo para el medio ambiente, es mucho mejor que un incendio)

No soy ningún experto en la materia con las baterías lipo ni mucho menos, pero yo las uso y alguna vez me he quemado los dedos por cortocircuitarlas sin querer, a tal punto de que el aislante de los cables se derritió casi instantaneamente del calor generado... también las he visto arder cuando a mi perro se le ocurrio la genial idea de morder una.


Te aconsejo que estudies los consumos de tu aparato, podrías describir exactamente que acción realiza, durante cuanto tiempo, con que frecuencia... etc?. Hay modos y modos de ahorrar energía con un micro controlador, y en algunos casos, con 3 pilas normales de toda la vida puedes tener el aparato funcionando meses o incluso años dependiendo de su consumo... solo hay que estudiar el caso y ver donde se puede ahorrar.
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#3
Gracias
Eso me temía. El consumo no es alto, unos 20mA, casi todo se lo lleva el Arduino. Lo que hace es una tontería que para mi es útil: al anochecer una fotocélula activa in subcircuito en el que, si es activado un PIR, se enciende un led durante 25''. Los periodos de mantenimiento deben ser cada dios o tres meses. Necesita una placa solar.
Aquí las pruebas con mi mega y la protoboard
resim

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#4
Hola,

échale un vistazo a esta página : https://www.prometec.net/consumos-arduino/

Al finalizar da a entender que si no hay problema con el espacio, la mejor opción puede ser una bateria de coche.

Ten en cuenta que dependiendo como tengas el sketch, la resistencia ldr puede activar el "subcircuito" en un dia nublado.

Saludos.
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#5
Hola

El espacio es un problema, en el primer msg ya ponía que no optaba por una LIPO de dos células a causa del tamaño. Todo el montaje no debería ocupar más tamaño que un par de paquetes de cigarrillos, más o menos.
He estado dándole vueltas al tema y, por ahora, estoy perfilando lo siguiente:
Una placa solar alimentando a un pack de baterías recargables NiHh 4 x 1.5v 800mA. El propio Arduino interrumpe la carga si se acerca al límite de carga para impedir la sobrecarga. El sistema se alimenta por el pin VIN de la placa.
Ahora estoy pensando en el circuito para interrumpir la carga de las baterías. Tengo claro que mido la carga por un pin Analógico y, supongo que un transistor conectado a u n pin digital e interpuesto en la línea de carga puede abrir ese circuito e interrumpir la carga.

Qué te parece?
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#6
Hola de nuevo,

pues podias poner el esquema que tienes pensado y así poder debatirlo mejor.

Vaya por delante que no soy electrónico, pero si mal no recuerdo la entrada máxima por un pin analógico es de 5V (no sé si puede llegar a los 5.5V). Ese pack en serie da 6V, si sólo usas 1 entrada analógica para medir, no sé si tendrás problemas.

Quizás puedes contemplar medir la carga de cada una individualmente, creo que mejor no, pero puedes pasar la lectura a través de un 7805 hacia ese pin analógico.

Para la carga con el panel solar yo usaria un relé controlado por una salida digital. El problema puede venir en que al final haya mucho cacharro que alimentar.

Saludos.
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#7
Hola

Cuando me lleguen las piezas comenzaré a hacer pruebas. El relé, en principio lo descarté por consumo y volumen. El resto de temas tienen más de una solución: divisor de corriente, cortar la carga a 4.8v, un dc-dc... hay donde escoger. Ya digo, cuando me lleguen las piezas de china, hafo pruebas.

Gracias
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#8
La lectura de tensiones analogicas superiores a 5v se realiza mediante un divisor de tension, si utilizas dos resistencias del mismo valor en serie conectadas entre gnd y la bateria en el punto central tendrias la mitad del voltaje.
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#9
Puedes usar las samsung 18650, son bastante comunes: http://dalincom.ru/datasheet/SAMSUNG%20INR18650-25R.pdf.

Si no puedes trabajar con toda la electrónica, usa un dc-dc step-up a 5v.
Un panel solar de 6v-500mA te sirve para cargar (con su circuiteria necesaria). El MCP73831 es una posible opción de IC para cargar.

Cuando no hagas nada, pon en deepsleep la electrónica para reducir el consumo.
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#10
Gracias Shellmer, el divisor estaba entre mis opciones y, en principio, es la opción más simple. Aunque también quiero medir los consumos de cada opción. Ya sabes, para ser rico, gasta poco.
Grafisoft, gracias por el apunte, me imprimo y estudio el doc. Sinceramente, estaba más centrado en 'cómo' acumular y había negligido el 'dónde'.
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#11
Para cerrar el tema y poner lo que he aprendido a disposición de quién lo necesite, ahora que me ha llegado todo el material y he montado el cargador.

Materiales:
1 He optado por una batería recargable de ion Litio. Más segura que las LIPO y con buena capacidad. En este caso, una de 3.7v - 9800 mAh.
2 La célula solar es de 6v 0.6w. La decisión fue simplemente por el tamaño máximo del aparato.
3 Para el control de la carga de la batería he usado un módulo TP4056. Es un estandar y da seguridad contra sobrecargas.
4 Para convertir la tensión de 3.7v a los 5v de la Nano, he usado un módulo MT3608. Bueno, bonito y barato.
5... Cables, soldador, estaño, colofonia y portabeterías.

Montaje:
El montaje, una vez se sabe cómo hacerlo, es evidente. Se conectan los polos de la placa solar a la entrada del TP4056.
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y la salida se conecta al portabaterías
resim
No tengo claro que sea imprescindible, pero prefiero pecar de prudente. Inserto un diodo en el positivo entre la placa y el cargador.
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[/url]Luego cableamos al boster VIN+ y VIN- y soldamos unos dupond hembra para VIN y GND de la Nano
resim
Ya sólo queda conectar la Nano.
[url=https://ibb.co/dUtWY9]resim

Espero que sea útil a alguien.
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