TE LO DO’ IO IL RELE’ A STATO SOLIDO

[Luigi Marchi]

Mi serviva un rele’ a stato solido per parzializzare l’energia di un pannello fotovoltaico che carica batterie. Che è un problema abbastanza comune, credo. Quello della FOTEK per corrente continua,  che ho comprato, mi ha deluso, perché sciupa un sacco di energia, cioè volt di differenziale che vanno a finire in calore.

Allora me lo sono fatto da solo. Somiglia molto a quello della FOTEK, ma è in chiaro e di dimensioni leggermente maggiori. Ma siccome anche il FOTEK ha bisogno di dissipatore, alla fine le dimensioni sono le stesse.

Ha 3 connettori, anziché 2.

L’ingresso di eccitazione è quello solito, che si collega a una delle uscite PWM di Arduino UNO, con un doppino.

Abbiamo poi un connettore di input e uno di uscita. Ciascuno con positivo e negativo.

L’Input è una corrente continua da 12 a 50 volt, quindi è molto flessibile.

L’uscita sarà quella in ingresso, parzializzata dal Mosfet gestito dal PWM di Arduino.

La corrente gestibile può arrivare a parecchi amper, dipende solo dal Mosfet utilizzato e dal dissipatore.

Il software di regolazione è semplicissimo, basta variare il ciclopwm con la funzione  analogWrite() di Arduino.

[Luigi Marchi]

Per questo progetto occorrono pochi componenti di facile reperibilità:  Mosfet IRF3205, regolatore 7812, optoisolatote 4N25, 4 resistenze,  barra di alluminio a U di mm 80x65x35, basetta millefori di 60x60 mm

Il Gate del Mosfet viene gestito a 12 volt per avere un rendimento ottimale, cioè una resistenza bassissima anche con carichi elevati.

I 12 volt vengono prelevati dalla corrente in ingresso, stabilizzati con uno o due 7812 in serie.

L’optoisolatore 4N25 viene alimentato all’ingresso 1 dal positivo PWM e all’ingresso 2 dal negativo con una resistenza di 820 ohm in serie. L’uscita 5 è collegata ai 12 volt - stabilizzati dal 7812 - con una resistenza di 1000 ohm. L’uscita 4 va ad alimentare il Gate del 3205 con una resistenza da 1000 ohm. A questa uscita 4 è collegata anche una resistenza da 15 k che ha un capo a massa (il negativo del connettore input). Anche il Source del Mosfet è collegato a questa massa.  Il Drain è collegato al connettore di uscita (negativo).

Il positivo del connettore di ingresso e quello del connettore in uscita sono in cortocircuito.

Il 7812 ha l’ingresso collegato con il positivo del connettore di input.  

[Luigi Marchi]

E’ sufficiente sondare la tensione in capo alla batteria (12 volt ) o alle batterie in serie (24 volt) da caricare, per gestire la carica, regolando il PWM.

Ovviamente un caricabatterie ha bisogno di altro e occorre fare attenzione a non sovraccaricare il Mosfet con correnti di spunto troppo alte (non ne ho mai bruciato manco uno), ancorchè le resistenze interne del pannello fotovoltaico da un lato e delle batterie dall'altro rappresentino di per sè una protezione.

[Luigi Marchi]

Ho verificato che un condensatore elettrolitico di 500 mf in parallelo con il pannello fotovoltaico può migliorare il rendimento, perchè incamera energia nel momento in cui l'onda quadra è a zero e la restituisce quando è positiva.

[dott.cicala]

La prima domanda che mi pongo quando devo scegliere uno strumento è appunto questa:

Vale la pena usare un Arduino per leggere un ingresso analogico e comandare un'uscita pwm?

Io credo di no infatti,  per un'applicazione del tutto simile ho preferito un pic a 8pin con un pwm a 16bit e un AD a 10bit che mi ha permesso di ridurre il tutto a qualche cm^2.

 

Sarebbe bello vedere gli schemi.

Se lo riduci a 50kB e vai su Altre sezioni>Upload immagini lo possiamo vedere tutti.

 

A livello didattico invece, l'applicazione è molto interessante e sarebbe bello vedere il codice nella stessa maniera indicata sopra.

Vedere gli schemi, il software uniti alla possibilità di rivolgere domande all'autore, può essere d'aiuto ai molti interessati e rientra nello spirito del forum...altrimenti si rischia di scambiare le discussioni per degli spottoni pubblicitari....e perdona la franchezza.

 

[Luigi Marchi]

Non vendo Relè. Vendo esperienze maturate sul campo, per arrivare a concretare progetti meglio definiti. Si fa così, credo. Niente a pappa fatta.

[Luigi Marchi]

Il pic proprio non lo conosco. Uso Arduino perchè costa poco, è molto diffuso e visualizza le informazioni in modo facile.

[Luigi Marchi]

Di questo relè ne ho costruito diversi esemplari per me - ne ho usato 3 per le luci di Natale - ho le foto ma non ho messo nero su bianco lo schema elettrico. Lo faccio appena possibile. Se poi lo fa qualche studente delle scuole professionali, che ha il software per PCB, meglio ancora.

[Luigi Marchi]

Ho caricato la foto del RSS fatto in casa.

[Luigi Marchi]

Dott. Cicala. Lo schema elettrico e il software relativo, al momento disponibile, è quello di ULISSE, una centralina per faretti led, ingresso fotovoltaico, batterie, crepuscolare, ecc. NON è in vendita, ma potrebbe esserlo lo shield, studiato da una scuola professionale. Il RSS è una porzione del progetto, che usa la stessa componentistica, cioè IRF3205, 4N25 e 7812. Se interessa a qualcuno lo carico.

[Livio Orsini]

Quote

Vendo esperienze maturate sul campo, per arrivare a concretare progetti meglio definiti.

 

Se lo scopo tuo e delle tue discussioni è vendere consulenza non è questo il luogo.

lo spirito di questo forum è dare per ricevere, senza stelline, gradi o medaglie.

Qui ci si scambia esperienza e conosconza, ci si aiuta e chi ne sa di più da a chi ne sa di meno.

Ci sono anche utenti che chiedono sempre senza mai dare; una volta individuati le loro richieste trovano poco seguito.

Se si vuole discutere e presentare un'applicazione che si ritiene interessante si rendono disponibili tutti i dati, schemi e software.

Altrimenti si può fare a meno di aprire una discussione sul proprio lavoro.

Quote

Vale la pena usare un Arduino per leggere un ingresso analogico e comandare un'uscita pwm?

 

Teoricamente no, praticamente si.

Hai già tutto pronto, devi solo verificare se e come la tua idea funziona.

Poi, al limite, valuti se vale la pena di ottimizzare il tutto usando un qualche cosa di dedicato.

Però per usare un pic, anche minimo, oltre a doverti fare lo stampato devi avere quel minim o di strumenti per sviluppare, debuggare e caricare il software.

Inoltre devi conoscere abbastanza bene il  icro o la famiglia di micro che andrai ad usare.

 

Tutto questo non è necessario con arduino, questo spiega il grande successo di questa scheda nel mondo delle applicazioni amatoriali.

[Luigi Marchi]

Livio. Elettronica e informatica sono sempre stato il mio hobby, che ho ripreso a coltivare da quando sono in pensione. Mi sono sempre occupato di altro: economia e finanza. Ai tempi di Clipper avevo comprato parecchi libri per documentarmi, ed ero diventato un buon esperto di quel lingiaggio di programmazione, ora in Internet si trova quasi tutto e ne sto approfittando; avendo tempo disponibile sto facendo cose interessanti, in collaborazione anche con altri. Ma non ho brevetti nè nulla da difendere, menchemeno faccio consulenze remunerate. Avevo aperto la partita Iva, da pensionato, per partecipare alle fiere, ma l'ho chiusa il 30 novembre scorso, perchè mi hanno ammazzato le tasse e gli oneri. In Italia è impossibile lavorare da artigiano. L'unica soddisfazione è "vendere" gratis il proprio lavoro, sperando che qualcuno lo apprezzi.

[Luigi Marchi]

Comuque lo schema elettrico, molto semplice, di questo RSS lo metto nero su bianco.

[Livio Orsini]

La mia precisazione è dovuta ad evitare fraintendimenti.

Ogni tanto c'è che ci prova.

Poi ci sono forum che danno stelline, medaglie gradi; noi no! CHi lo fa lo fa per pura e semplice passione, per la gioia di poter discutere con altri le proprie esperienze.

Se, come sembra da quan to scrivi, questo è il fine sei benvenuto.

Se poi ti piace discutere e mettere in discussione qualsiasi idea, ancora meglio.

 

Peccato che per motivi personali il nostro Mirko Ceronti ( che quasi un tuo paesano) non possa partecipare a questi dibattiti.

[Luigi Marchi]

Ho disegnato lo schemino, a manina. Non c'è voluto molto. Ripete la disposizione della foto. Lo scannerizzo e lo carico.

 

 

[Luigi Marchi]

Circa il software per gestire il RSS, si tratta solo di aumentare o diminuire il duty cycle, in base a necessità. Il software SIBILLA postato ne è un esempio e qui ce n'è uno spezzone:

 

//
  if (volt_batterie > limite_tensione)
  {
    ciclopwm1 = ciclopwm1 - 2;
  }
  else
  {
    ciclopwm1 = ciclopwm1 + 1;
  }
  //
  if (mAmper > limite_corrente) ciclopwm1 = ciclopwm1 - 3;      
   //
  if (ciclopwm1 > 254) ciclopwm1 = 254;
  if (ciclopwm1 < 0) ciclopwm1 = 0;
  analogWrite (9, ciclopwm1);                             //questa funziona stabilisce il valore del duty cycle:   
  //

[Luigi Marchi]

Una prova interessante del RSS consiste nel collegare l'Input a un alimentatore da 12 volt e l'uscita a una lampada da auto da luci degli stop da 12 volt-21 Watt. Con il software Arduino si fa crescere e decrescere il ciclopwm e l'effetto è interessante, dal punto di vista visivo. Con il voltmetro si può misurare la tensione ai capi della lampadina che segnala tutti i valori intermedi da zero a 12 volt senza che ci sia dispersione di energia nel "rubinetto", cioè nel relè a stato solido, grazie all'onda quadra PWM.

[Luigi Marchi]

Qualora si abbia in ingresso un pannello fotovoltaico monocristallino che a vuoto, in inverno, arriva ad una tensione prossima ai 50 volt, un solo regolatore 7812 va in crisi, perchè si supera la tensione ammessa. Ho usato 2 regolatori in serie ed eventualmente anche una resistenza. Il tutto per alimentare a 12 volt anche Arduino. Ho usato questo schema, dopo lungo penare e non so se c'è di meglio, con la medesima spesa. Le 2 resistenze (R7 e R8) sono da 1000 ohm.

 

 

[dott.cicala]

E poi dici che nell'hardware non c'è fantasia.

 

Io ad esempio, la configurazione che hai realizzato con i due 7812 nel "Da 50 A 12V" non l'avevo mai vista e men che meno avevo visto i regolatori funzionare senza condensatori di bypass, cioè quelli che evitano che i regolatori vadano in auto oscillazione e si auto distruggano.

 

Ma sei sicuro dello schema?

[gabri-z]

Scusate , dove è lo schema ?

 

Trovato !!! Ma c'è qualcosa che non mi torna ( come solito , non capisco velocemente , ma dimentico moolto presto ) ....

[dott.cicala]

Io lo immagino così

 

 

R4 simula il carico.  Con 14 Ohm si hanno 0.86A....e il circuito fonde.

 

Con 100mA di carico invece la dissipazione è di circa 4W

 

...ma forse scoppia anche così.....

[Luigi Marchi]

Dr. Cicala. Grazie per la fantasia. E' vero. Il mio riduttore da 4 soldi non l'avevi mai visto perchè l'ho letteralmente inventato io. Avevo delle centraline che caricavano batterie da fotovoltaico, ma venivano alimentate con un piccolo alimentatore da rete, una cosa assurda. Non ho potuto neppure prendere energia dalle batterie perchè il negativo delle batterie non coincideva con il negativo di Arduino.Ti assicuro che funziona: è semplice, tiene poco spazio e costa pochissimo, purtroppo "ruba" un pò di energia (sono 65 milliamper per 20 volt mediamente) e ho dovuto anche mettere la rondella di dissipazione, ma, avendo a che fare con pannelli da 200 watt e passa questa perdita la considero tollerabile. Ho dovuto mettere le 2 resistenze perchè diversamente, con una tensione di ingresso elevata, si bloccava uno dei due 7812, perchè sfasati. Questo sistema lavora da mesi su diverse centraline ULISSE. Sono un perfezionista, solo del risparmio. Amo le cose semplici: poca roba e poco costosa. Sto diventando un cinese. Anzi, sto lavorando prototipi per i cinesi.  

[dnmeza]

 grazie Stefano della Tua buona volontà, nell'interpretare ed immaginare le idee altrui, prodigandoti con uno schema che ..... forse da spunto all'interessato a migliorarsi, come dice Livio, se l'interessato non  mette il suo schema anche a matita, è .... un'inutile discussione senza fondamento, un'invenzione astratta, non da discutere. In questo forum, si condivide e si discute in libertà senza pregiudizi con altruismo.

[Luigi Marchi]

 

DNMEZA. Il circuito, a matita, l'ho postato è nella sezione UP/Dowload, ci sono 20 download:

 

 

 

 

[Luigi Marchi]

Voglio aggiungere qualche riflessione sui RSS commerciali. I Fotek sono ottimi, e li uso sulla centralina di autoconsumo, ma quello per DC ha un difetto di impostazione: viene autoalimentato (come tutti gli altri della famiglia) e ha bisogno di circa 3 volt, che ruba sulla linea da gestire. E' chiaro che per una stringa di pannelli da 200 volt, 3 volt "rubati" non sono un grossissimo problema, ma per i 24 volt di un sistema di accumulo, con tantissimi amper in gioco, lo sono. Il mio prototipo funziona in modo totalmente diverso: è alimentato dalla tensione (positivo e negativo, in ingresso) e l'unica dispersione di energia è quella della resistenza del Mosfet. Non a caso è stato scelto il 3205 che ha una resistenza bassissima e scalda pochissimo.