Arduino dimencionamento de bateria e celula fotovoltaica

[Caps]

Boa Tarde companheiros,

 

O texto é longo mas lê-se bem!!!! 

 

Este topico visa achar um compromisso entre o consumo e dimensionamento de uma bateria associada a uma célula fotovoltaica de modo a obter independência de qualquer fonte de alimentação externa.

 

Desde ja esclareco que não tenho qualquer formação/educação em electronica, pelo que o topico poderá ter algumas, esperemos que não muitas inverdades.

 

Consumos (aproximados):

 

Arduino 100mA

Servo motor 500-1000mA

LDR - 75mA

 

 

No meu projecto ( solar tracker) vou utilizar:

 

 

1 - Arduino

2 - Servo motores

4 - Ldr

 

 

C.A.

 

100mA

2000mA (1000x2)

300mA (75x4)

 

= 2400mA

 

 

1º Pergunta

 

Posso dizer que se o sistema estiver a funcionar durante uma hora que o meu consumo vai ser de 2400mAh (Hora)?

 

Pressupondo que a minha premissa se encontra correcta passemos aos seguintes calculos.

 

Ora os servos não vão estar sempre a funcionar, pelos meus calculos e tendo em conta que o sol faz um arco de 180º em 12h por hora este vai fazer 15º o que dá 5º a cada 20 minutos.

 

Ora pretendo que os servos actualizem 20 em 20 minutos ou seja de 5º em 5º o que levará o servo apenas funcionar apenas uns segundos por hora.

 

Facilitando os calculos(por exesso) vamos dizer que os servos por cada hora funcionam 3 minutos.

 

Pretendo ainda hibernar os Ldr e coloca-los a funcionar aquando dos servos ou seja vamos supor que iram funcionar 6 min por hora.

 

C.A.

 

Servos:

3 minutos x 12h = 36 minutos = 0,6 horas

 

Ora os servos teram um consumo de 1200ma em 12h ou 100mAh ( 1200/12h)

 

LDR 6 minutos x 12h = 72 minutos = 1,2h

 

Ora os servos teram um consumo de 360ma em 12h ou 30mAh ( 1200/12h)

 

 

Pretendo ainda hibernar os Ldr e coloca-los a funcionar aquando dos servos ou seja vamos supor que iram funcionar 6 min por hora.

 

Concluindo o meu consumo total será

 

Arduino 100mAh -> 100mA x 24h = 2400mA24h

Servo(2) 100mAh -> 100mA x 12h = 1200mA24h ((as restantes 12H(noite) vão estar parados ))

LDr 30mAh -> 30mA x 12h = 720mA24h ((as restantes 12H(noite) vão estar desligados ))

 

= 230mAh ou = 4320mA24h

 

 

 

 

Pretendo como bateria ligar 8 pilhas NI-MH em paralelo de 1,2v de 2000mAh cada em paralelo o que dará um total de 1,2v e 16.000mAh o que hipoteticamente dará uma autonomia aproximada de 3,5 dias.

 

Mas como o arduino necessita de 7-12v para funcionar bem como os restantes componentes.

 

Para tal pretendo ainda ligar em serie uma pinha de 9v com cerca de 500mAh.

 

 

Partindo que tudo anterior se encontra correto as minhas duvidas começam aqui.

 

 

Questões:

 

- A pilha de 9V vai descarregar primeiro que as de 1,2v uma vez apenas tem 500mAh ? Como resolvo esse problema?

 

- Como fonte de alimentação para carregar a bateria terei que ter obrigatoriamente uma célula fotovoltaica de tensão superior a 10,2v (9v+1,2v) ?

 

- Uma celula de 12v será ideal para o carregamento da célula?

 

- Outra questão prende-se com a produção de energia/gasto.

 

Ora se o meu consumo é de 4320mA24h tenho que suprir este consumo.

 

Idealmente preciso de produzir em media por hora durante as 12h de sol 360mAh.

 

 

Vi esta celula e pretendia ligar 2 em serie

 

Power 5.5W

Working Voltage 6V

Working Current 0.86A

Other Features Conversion rate: 17%

 

 

Ficaria com 12v 860mA o que idealmente daria para suprir o meu consumo.

 

SERÁ????  :woohoo:

 

 

Obrigado!

[INFOART]

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, Acredito eu que, ficaria mais fácil, ter uma bateria de 12v como por exemplo uma de No-break que tem em media 7A, e montar uma esquema com reguladores, poste o que achou da ideia e não se esqueça de atualizar seu tópico,sucesso.

[danielm]

1. O consumo médio estimado é sim de 2400mAh e usando os servos e LDR apenas alguns minutos por dia como você explicou, consegue sim reduzir esse consumo para a sua estimativa de 230mAh.

 

2. Seria bom você estudar um pouco de eletricidade, pode começar com Física 3 mesmo, pois tem alguns problemas a serem resolvidos no seu circuito. Ligar uma pilha de 9V em série com 8 x 1,2V em paralelo não é uma boa ideia, pois embora a tensão chegue aos 10V, a corrente estará limitada pela de 9V (só 500mA), além das pilhas de 1,2V descarregarem entre si (detalhes micrométricos na fabricação das células fazem cada pilha ter uma resistência ligeiramente diferente). E você tem que avaliar a corrente de partida dos servos, que geralmente é bem maior que a de trabalho e pode causar picos de tensão altos o suficiente para danificar o arduino, as baterias e outros componentes.

 

3. Para não correr o risco de sobrecarregar as baterias (podem esquentar demais, explodir, vazar...), e ainda aumentar a vida útil e carregar rapidamente, use um carregador apropriado pro tipo de bateria (Pb, NiMH, Li-Ion, LiPo...). Pode sim ligar direto numa célula DC com tensão maior contanto que você limite a carga (com resistores ou regulador de tensão/corrente), mas vai demorar para carregar de forma segura (geralmente se carrega com apenas 1-5% da corrente nominal da bateria por 12-24h).

 

4. Escute seriamente o amigo acima (@INFOART), o recomendado seria usar uma bateria maior com a tensão adequada, como as de no-break, um carregador apropriado, e isolar o arduino dos servos com drivers optoisolados e uma fonte secundária (nem que seja pra diminuir pra 9V regulados). Você não vai ter dor de cabeça com coisas desligando aleatoriamente ou pegando fogo quando menos esperar!

[Bruno de Sousa Feitosa]

Olha não da pra calcular exatamente, eu recomendo como o amigo acima disse: usar bateria de 12v pois elas tem uma carga boa, só tome cuidado na hora de criar o sistema de carregamento se atente aos cálculos não esqueça de por os devidos diodos para que a corrente "ande" apenas em um sentido evitando assim queimar seu sistema.