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Microcontroladores PIC => * PROYECTOS * => Mensaje iniciado por: palarcom en 10 de Noviembre de 2015, 05:22:39
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Buenos días,
necesito medir con un PIC el estado de un sistema de alimentación solar, después envio los datos por GPRS a un centro de control.
La alimentación solar se compone de:
- Placa solar de 20 W
- Batería 12V, 17 Ah
- Regulador de Carga Pocos CML
Había pensado que en la placa solar y la batería poner un divisor resistivo que ajuste la tensión a mi entrada de PIC. El problema es que en el regulador (con el que también alimento el PIC) tiene los positivos de placa, batería y salida conectadas. Entonces no sé como puedo conectar para tener la referencia a 0 V común. Si el 0V. de placa solar, batería y salida fuese el que esta conectado seria muy sencillo, pero al ser los positivos los conectados no tengo claro como hacer. Adjunto esquema.
Si tenéis otra opción o experiencia que creáis mas útil, también indicadme. El regulador es verdad que tiene unos led que dan información de su estado pero me da que intervenir sobre ellos es un poco mas drástico. - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Podéis indicarme.
Gracias.
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No entiendo bien el esquematico, la parte dentro del rectangulo regulador, ¿no la puedes cambiar?
y según dices esta conectado como en la parte de abajo, con las 6 salidas no?
¿cual es el problema? si tienes esas 6 salidas puedes jugar con las tensiones, es como si tuvieras 6 pilas unidas por el positivo.
o ¿te he entendido mal?
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La parte de dentro del rectángulo regulador no es mio, es un "regulador de cargar para solar", estándar, en concreto fabricante phocos, modelo CML, y este tiene los positivos conectados, como el dibujo de abajo.
Con una de las salidas (la primera, la de carga) alimento mis dispositivos, incluido el PIC, de ahí tengo mi referencia. Esta referencia es distinta en los otros dos casos que tengo que medir, Bateria y panel solar, que también son diferentes entre sí, y no puedo juntar en un mismo punto. Es decir no tengo referencia de las medidas.
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Buenos días,
necesito medir con un PIC el estado de un sistema de alimentación solar, después envio los datos por GPRS a un centro de control.
La alimentación solar se compone de:
- Placa solar de 20 W
- Batería 12V, 17 Ah
- Regulador de Carga Pocos CML
Había pensado que en la placa solar y la batería poner un divisor resistivo que ajuste la tensión a mi entrada de PIC. El problema es que en el regulador (con el que también alimento el PIC) tiene los positivos de placa, batería y salida conectadas. Entonces no sé como puedo conectar para tener la referencia a 0 V común. Si el 0V. de placa solar, batería y salida fuese el que esta conectado seria muy sencillo, pero al ser los positivos los conectados no tengo claro como hacer. Adjunto esquema.
Si tenéis otra opción o experiencia que creáis mas útil, también indicadme. El regulador es verdad que tiene unos led que dan información de su estado pero me da que intervenir sobre ellos es un poco mas drástico. - Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Podéis indicarme.
Gracias.
Saludos.
Más o menos comprendo que tú no desearías utilizar las tres baterías en serie para alimentar al microcontrolador mediante un regulador ya que dicho regulador se calentaría mucho emitiendo mucha energía de disipación, necesitaría un buen disipador y posiblemente no exista un regulador que soporte tanto voltaje de entrada. Y es por esos que quieres utilizar una sola batería, pero implica problemas de tierras ¿Estoy en lo correcto?
Si ese es tu problema, deberías utilizar un regulador de tipo switching. Este tipo de reguladores tienen una eficiencia del 80% al 90%, es decir que no generan tanto calor como el típico LM7805.
Otra sugerencia es que no utilices divisores de voltaje en base a resistencias para obtener una “muestra” de voltaje de la batería. Por más que sean de un valor alto dichas resistencias, representan una carga para el sistema.
Deberías utilizar comparadores de voltaje. con dichas resistencias, para "enceder" dichos divisores de voltaje sólo cuando vas a tomar una muestra de voltaje de las baterías.
Hay algunas sugerencias de este tema en el siguiente documento: (Página 4-2, TIP #1 Low Battery Detection)
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/01146B.pdf (http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/01146B.pdf)
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Hola palarcom, el problema que tu tienes es que el GND del equipo no es el negativo, si no que es el positivo. O sea la referencia del equipo es el +12Vcc
Pues no es problema, solo debes de trabajar con los divisores resistivos de manera invertida, o sea el pin de la resistencia que iría al negativo ahora va al positivo.
Y cuando leas el conversor A/D el valor leído debe ser restado de 1023 o de 255 según sea el caso. Ejemplo: 1023 - XXX = lectura real
Por supuesto también debes de usar un regulador de tensión negativo (7905), porque todo en tu caso debe de estar referenciado al positivo y un 7805 está referenciado al negativo.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola Charly29, creo que me encaja lo que me dices. El esquema podría ser el que adjunto?
Al simular veo que cuando mi salida de carga sea 0V (por que el regulador detecte que la bateria esta en un nivel minimo y corte) las entradas anologicas no queden con -5V. Quizas poner unos diodos en serie a la entrada analogica evitaria esos -5V.
Gracias.
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Hola Charly29, creo que me encaja lo que me dices. El esquema podría ser el que adjunto?
Al simular veo que cuando mi salida de carga sea 0V (por que el regulador detecte que la bateria esta en un nivel minimo y corte) las entradas anologicas no queden con -5V. Quizas poner unos diodos en serie a la entrada analogica evitaria esos -5V.
Gracias.
Creo que los multimetros que marcan +4.78 y +0.03 también deberían estar referidos a tierra (Pin1 de U2). ¿Verdad?
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Hola palarcom, DominusDRR tiene razón.
El positivo de los multímetros deben estar conectados al PIN1 (GND) del regulador. Y los negativos a los puntos centrales de los divisores de tensión.
Como protección puedes usar diodos 1N5819 conectando sus ánodos al PIN2 (VO) del regulador y sus cátodos a los puntos centrales de los divisores de tensión. Pero si el divisor resistivo esta bien calculado no tienen por que exceder los 5Vcc
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Las referencias de los voltimetros se refieren a la referencia del PIC que viene dada de su alimentación en la parte superior pines 1 (V+) y 3 (V-) de U2. Por decirlo de otra manera eso voltimetros representan la medida interna de la señal analogica del PIC.
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El único problema que puede existir es que el voltaje de V2 y V3 (según tu esquemático) no excedan de un valor tal que el voltaje sobre R1 y R3 sean mayor que 5V. Si llega a suceder debes colocar una protección de sobre voltaje en dichas resistencias.
Respecto a estas protecciones tienes información en el documento que mencioné antes, (Página 8-15, TIP #17 5V → 3V Analog Limiter)
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Las referencias de los voltimetros se refieren a la referencia del PIC que viene dada de su alimentación en la parte superior pines 1 (V+) y 3 (V-) de U2. Por decirlo de otra manera eso voltimetros representan la medida interna de la señal analogica del PIC.
El PIC se está alimentando con el mismo voltaje del voltimetro que marca +5.03.
Si es así, los voltajes que mida y señales de entrada y salida van a ser siempre respecto al PIN 1 de U2.
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Por sobrevoltaje he calculado los divisores resistivos con las tensiones maximas posibles en cada caso y un poco más de margen (15V en la bateria y 25V en el panel).
Lo que si es lo que comentaba antes de cuando mi entrada al regulador 7905 se va a 0V (por corte por proteccion por poca tension en la bateria, por ejemplo) esos valores se me van a -5V. Y por eso decia lo de los diodos en serie con los voltimetros en este caso (pensado que esos voltimetros representan la entrada analogica del PIC).
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Por sobrevoltaje he calculado los divisores resistivos con las tensiones maximas posibles en cada caso y un poco más de margen (15V en la bateria y 25V en el panel).
Lo que si es lo que comentaba antes de cuando mi entrada al regulador 7905 se va a 0V (por corte por proteccion por poca tension en la bateria, por ejemplo) esos valores se me van a -5V. Y por eso decia lo de los diodos en serie con los voltimetros en este caso (pensado que esos voltimetros representan la entrada analogica del PIC).
Comprendo tu pregunta.
Si el voltaje de V1 cae a un valor tal que el regulador se deshabilita, es posible que V2 y V3 sigan funcionando normalmente.
Por lo tanto, en R1 y R2 existirá voltaje (en el peor de los casos 5V, por decirlo)
Generalmente, todos los pines de un PIC tienen un diodo de protección.
A través de ese diodo circulará corriente hacia el pin 3 de U2.
Es un poco una incertidumbre, porque no se sabe si el regulador pueda aceptar corriente de entrada, sin embargo, creo que sería muy pequeña, debido a las resistencias R1 y R3 de 10K.
Es por esta razón que en mi primera respuesta te mencioné que debes apagar esos divisores de voltaje para que no circulen corriente y así ahorrar energía de las baterías.
Si implementas eso, al pagarse el PIC, esos divisores estarán deshabilitados y no habrá circulación de corriente a través del diodo de protección interno del micro.
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Creo importante lo que comentas de ahorrar, por poco que sea, consumo de batería por el divisor resistivo, pero no sé a que te refieres con "comparadores de voltaje" que puedan evitarlo. De que se trata?
Los voltimetros en realidad son una representación de la medida que quiero hacer en la entrada analogica del PIC, pero realmente no existen para poder cortarlos y que ese ramal deje de conducir.
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La pregunta es... Necesitas medir la tension o solo saber cuando cae de cierto nivel?,
Si necesitas solo saber cuando cae de cierto nivel, es mejor un comparador. LM393, en tu PIC solo tenes valores digitales, 1 o 0.
Si necesitas medir la tension exacta a los bordes de la bateria ya es distinto. Si te molesta el consumo que podes tener con resistencias, podrias agrandarlas a valores de megaohms, eso va a evitar que cosuma demasiada corriente, el mayor problema es que para detectar un cambio rapido no lo vas a poder hacer, ya que va a existir muy poca corriente para el S/H.
Sino lo unico que se me ocurre es un divisor resistivo del orden de los megaohms + un AO como seguidor de tension, aprovechando su alta impedancia de entrada. Pero aun asi tenes el consumo del AO dejandote casi que igual o peor que con un divisor resistivo solo.
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Hola palarcom, si colocas los diodos como te e comentado, no tendrás sobre voltaje sobre los pines del PIC.
El 7905 no tiene un corte por baja tensión, si no que el mismo, a partir de aproximadamente los 6.5 voltios hacia abajo, la tensión de salida es igual a la tensión de entrada menos 1.5V.
Coloca los diodos de protección tal como te e comentado y verás que si la tensión de alimentación de PIC decrece, pues estos diodos la acompañan y evitas que en el PIN tengas más tensión que la propia alimentación del PIC
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Saludos Chaly29.
¿Puedes indicar en que lugar se colocan los diodos que mencionas?
He realizado un esquemático donde se representan la corriente de fuga cuando el regulador no está funcionando.
(https://c1.staticflickr.com/1/619/22755272720_fbd439b62c_n.jpg)
R representa la impendancia del regulador entre el pin de salida y el pin denominado común o gnd. El caso extremo sería que R sea un valor muy pequeño.
Gracias
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Creo importante lo que comentas de ahorrar, por poco que sea, consumo de batería por el divisor resistivo, pero no sé a que te refieres con "comparadores de voltaje" que puedan evitarlo. De que se trata?
Los voltimetros en realidad son una representación de la medida que quiero hacer en la entrada analogica del PIC, pero realmente no existen para poder cortarlos y que ese ramal deje de conducir.
Sí. Comprendo que los voltímetros representan las entradas ADC del microcontrolador
Como indicó Chaly29. Si tu intensión en sólo detectar un nivel bajo de voltaje, debes utilizar operacionales para detectar ese cambio (o los operacionales internos del micro si los tuviese).
Si deseas medir el voltaje debes utilizar el ADC.
En cualquier caso, siempre vas a utilizar divisores de voltaje a base de resistores. Y estos van a ser una fuga constante de corriente. Si dicha fuga es insignificante y no descarga rápidamente a las baterías, no sería un problema.
Deberías experimentar con dichos divisores para determinar se dicha fuga de corriente afectan la carga de las baterías.
La solución pueda que sea colocar resistencias de valores grandes. Pero esto puede afectar la lectura del ADC porque internamente hay un divisor de voltaje interno a la entrada del ADC y si la resistencia externa es muy grande, el resultado del ADC puede ser erróneo.
Respecto a “desconectar o apagar el divisor de voltaje”, me refería a algo parecido al siguiente circuito.
(https://fbcdn-sphotos-a-a.akamaihd.net/hphotos-ak-xtf1/v/t1.0-9/12196101_10153738771482342_7267288040620907464_n.jpg?oh=255f2c7637721d70a572cb6674522a78&oe=56C35A72&__gda__=1455238230_b0048d4f3f22be99c10a63c503e47546)
Cuando deseas tomar una muestra de voltaje, activas el transistor y tomas la muestra de voltaje con el ADC e inmediatamente apagas a dicho transistor. De esa manera no existe fuga constante de corriente por el divisor de tensión. De igual manera, cuando el PIC está apagado en reposo, el transistor también está deshabilitado y por lo tanto tampoco hay fugas de corriente a través de los diodos internos del micro.
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Hola DominusDRR, el diodo que yo menciono sería el representado por D2 en tu esquema. D1 no sería necesario ya que se supone no habrá una inversión de polaridad en el conexionado de la batería V2
Supongamos que al regulador le están llegando solo 2.5V por parte de V1, a la salida del mismo solo tendríamos aproximadamente 1V (caso extremo de ejemplo) o sea que el PIC estaría siendo alimentado por solo 1V de tensión.
Con el divisor R1/R2 estaríamos midiendo la tensión presente en V2, por lo que esta puede ser de 12V y en la unión de R1/R2 estar presente una tensión de unos 4V, lo que sobre pasaría la tensión de 1V de alimentación del PIC con la consiguiente posibilidad de quemarlo/deteriorarlo.
Pero como está presente D2 (1N5819) la tensión de la unión R1/R2 será no mayor a la tensión de salida del regulador + 0.2Vcc, sin posibilidades de quemar el PIC.
En el caso de que la tensión de salida del regulador fuera superior a la de entrada, pues el propio regulador posee un diodo interno conectado en inversa que derivaría dicha tensión hacia la entrada del mismo. Y esta corriente que pasaría por el diodo se derivaría por la batería.
Igual no creo que los propios circuitos ya existentes permitan que la batería posea o llegase a tan baja tensión, ya que se corre el riesgo de arruinarla con los consiguientes gastos extras....
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola DominusDRR, el diodo que yo menciono sería el representado por D2 en tu esquema. D1 no sería necesario ya que se supone no habrá una inversión de polaridad en el conexionado de la batería V2
Los diodos D1 y D2 de mi esquema son los diodos internos que el PIC tiene en todas sus I/Os
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Hola DominusDRR, OK, entonces yo recomiendo usar diodos 1N5819 en paralelos a esos, estos que yo recomiendo al ser del tipo schottky poseen una caída de tensión muy baja, generalmente menor a los 0.2V y lo que harían sería proteger internamente los diodos y todo el PIC en general.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Problemas de daño por sobrevolataje, no creo.
Podría existir daño por sobre corriente en los pines del micro.
Para comprender esto, el caso más crítico es que la impedancia entre los pines de salida del regular sean igual a cero (R = 0 según mi esquemático).
El circuito equivalente sería el siguiente:
(https://scontent-atl3-1.xx.fbcdn.net/hphotos-xfp1/v/t1.0-9/11201883_10153738951687342_4440220635004124665_n.jpg?oh=72c2f71e7482ef8e5c22a20331d95ced&oe=56FA20E8)
Suponiendo que la fuente es de 25V, la corriente que circularía por la resistencia de 30k sería
25/30k = 833.3 uA.
Esta corriente me parece que está dentro de los valores aceptables en un PIC.
El único problema aquí es esta corriente es una fuga. Nada más
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Sobre mi regulador de carga solar Phocos CML05. Estay teniendo un problema parecido al del relé, y parece posible que proceda del modulo GSM (he probado con dos distintos modelos y el problema es el mismo, uno de ellos es el arduino presente cuando probamos lo del tracateo del rele, pero también sucede con otro modelo de otro fabricante).
En este caso cuando el GSM se conecta a la red, el regulador phocos termina devolviendo un error de “sobrecarga o cortocircuito”. He preguntado al fabricante de phocos y me dice que es posible que el modulo GSM en un momento determinado de un tirón de consumo que el regulador detecta como error y corta la salida de carga, y me recomienda poner un condensador en paralelo con la carga de al menos 440 uF.
Pues bien, cuando vi eso me encajo, y dije “justo como el tema del rele, preparé 3 condensadores electrolíticos en paralelo, dos de 220 uF y uno de 100 uF, y continua haciendo lo mismo, después añadi otro de 220 uF y lo mismo.
Conecte el osciloscopio midiendo tensión en la carga y lo que veo es bastante estable, 12 V de salida constantes y sin picos. Después puse una resistencia de 10 Ohm en el serie a la carga y conecte también el osciloscopio en serie para a partir de la tensión en la resistencia medir la corriente y observo que:
- Arranca el modulo y consume 60 mA, después activa el rele y pasa a consumir 170 mA, y cuando comienza la conexión GSM, tengo pequeños picos consecutivos de hasta 230 mA, y como a eso del quinto picotazo para arriba me corta la carga devolviéndome el error. El regulador se supone que da hasta hasta 5 A pero supongo que el problema es que capa ante una subida rápida.
Que mas puedo medir para tener mas pistas? Es cierto que el otro dia poniendo un polímetro en serie (en lugar de la resistencia y el osciloscopio) para medir corriente, dejo de dar el problema.
Como puedo amortiguar esos supuestos picotazos si el modulo GSM los necesita? Entiendo que los condensadores podrían hacerlo, pero no han funcionado, si esta es la forma mas sencilla de hacerlo, como saco los que son necesarios?
Gracias.