Здравствуйте!

Разрабатывается устройство сбора и передачи данных по GPRS, модуль SIM300D. В устройстве присутствует датчик давления с выходом 4-20mA и питанием 12-24V.

Необходимо обеспечить автономное питание по двум вариантам: где-то есть сетевое, а где-то нет...желательно чтобы были платы одинаковые.

Там, где нет сетевого думаю поставить солнечную панель + свинцовый АКБ на 12V, 4-7Ah (думаю должно хватить, так как режимы работы точно не известны).

Отсюда вопросы:
1) Выбор и покупка солнечных панелей. Думаю 30W должно хватить. Солнечная Молдавия :-).

2) Схема зарядки АКБ с функцией защиты от глубокого разряда. Смущает выходное напряжение с панели - хватит ли его для полного заряда АКБ ведь необходимо 14,2V? Или нужно повышать после панели?

3) Схема переключения между панелью и АКБ. Или просто в буферном режиме?

4) Цепь питания датчика. По расчётам на датчик нужно подавать 13,5V минимум (с учётом падения на измерительном резисторе и искобезопастном барьере).
Чё делать? Ставить 2 АКБ последовательно? - Не советуют, да и цена...
Или схему повышения напряжения?

Заранее большое спасибо за помощь!!!

Олег.

С учетом солнечности Молдавии, следует понимать, что с фотопанели в 30 ватт снять более 3 ватт бесперебойно не получится. Перебои с солнцем в несколько суток будут. И даже в солнечные дни, без системы ориентации полную мощность она будет давать часа два в сутки. Еще, В 7Ач батарею Вы более 8-10 ватт не втолкнете без вреда для нее. Чтобы использовать все 30 ватт в те редкие моменты когда они иногда будут, нужна батарея ампер на 20.
Короче, нужно тщательно считать энергетический баланс. Приход-расход.

Батарею нужно держать в буферном режиме. Следовательно, нужен зарядный контроллер-стабилизатор. Как правило, повышающего типа. Имея батарею, далее делать стабилизатор на любые требуемые для нагрузки напряжения.
Если серийность большая - стоит заняться. Если десяток штук... поищите что-то готовое или вообще другое решение.

В любом случае, стоимость этого устройства будет немалой.

Я в 8.6А акк "закачивал" до 25 ватт в час, это до уровня 70% заряда батареи. Батарея от этого только улучшилась. В том плане, что покупал новую, померил ёмкость. Затем после дней 5-7 таких зарядов померил ёмкость. Так она только увеличилась. Для моей батареи указан макс. ток заряда 2.8 А, что примерно 35 ватт. Я немножко пожалел её.

30W СБ будет давать 3 W даже в самую пасмурную погоду при абсолютно любой ориентации на небо. В среднем по лету 10 при неподвижной ориентации. Иногда 40

Сообщение отредактировал GetSmart - Jul 20 2011, 21:55

Известно, что в войну синус доходил до 6-7. Батарея же должна не 5-7 дней от работать. А производители рекомендуют ток 0.1С.
Правда, это ближе к концу заряда. В начале можно и 0.5С дать.
Дай бог, чтобы Ваш оптимизм подтвердился на практике. У меня почему-то не подтвердился. Ни с монокремнием, ни с поли-.

С такими советами акк точно долго не проживёт. Главная инфа написана на корпусе акка. Если написано 2.8 А, а это 33%, то подавать 50% ВРЕДНО для её здоровья.
Это же SLA, а не автомобильный. В сети есть графики тока заряда в зависимости от напряжения на ней (aka % степени заряда). График совсем не линейный на 0,1С.
Точнее, можно и линейный, но тормоза будут жуткие.

Да не советы бывалых это.
Это формула идеальной зарядки , выведенная для кислотного аккумулятора более 100лет назад. Ток заряда в амперах должен быть равен недостающему заряду в ампер-часах.
Если бы мы умели так их заряжать, батарея заряжалась бы за 4-6 часов.

так по поводу выбора солнечной панели...что-нибудь конкретное посоветуете? Да и где купить?

Вывод: выбираю буферное подключение АКБ.

А вот по поводу контроллера заряда?
Значит повышающий преобразователь после панели? Чего бы не сделать стабилизатор (ограничитель) тока с отсечкой по напряжению....? Ток, то небольшой для такой ёмкости, зарядиться постепенно...

Да кстати, как бы отключить его после разрядки, в некоторых Li-Ion есть интегрированные такие контроллеры, а вот на 12V готовых не нахожу пока. Есть опыт применения Li-Ion без защиты от полного разряда - питание отрубается и он садиться в клей..
может есть что-то уже проработанное?


Ожидается весьма скромное потребление ~40mA и это если быть постоянно на связи, после войны с программистом, думаю выходить на связь только пару раз в день, или по событию (как я надеюсь весьма не частому). Так, что думаю в штатном режиме будет менее 20mA.
Так что думаю, если даже 3W из 30W, при таком потреблении аккумулятора на 7Ah в буфере должно хватить, как на разряд так и на заряд (весьма продолжительный правда...).
Прав ли я?

Спасибо!

Сообщение отредактировал Oleg_Gordzei - Jul 21 2011, 18:00

Есть девайсы под названием "Вампирчик", там же СБ продаются.
Погуглите.

там игрушки какие-то...

Вы как-то смутно задание обрисовали....
Мощность нагрузки известна? 20ма при 24вольтах это полватта. Так?

нет, не так

вот что-то нарыл правда на 6V...
не понимаю как ток заряда здесь ограничивается.

Сообщение отредактировал Oleg_Gordzei - Jul 21 2011, 18:53

Господа, неужели такая уникальная задача?

По поводу 24V (выход 4-20mA) датчика давления - думаю поставить 5V (выход: 0.5-4.5V), Honeywell предположительно MLH200PSL01A (или что-то подобное). Тогда для его питания не надо напряжение повышать, да и потребляет он гораздо меньше - около 3,5mA.

То есть стоит задача: входное напряжение 9V, -> из него напряжения питания зарядки АКБ на 12V (то есть в буферном режиме 13,8V, для свинца), -> схема защиты от глубокого разряда, ну а далее нагрузки.

У меня два варианта установки: с солнечной панелью, а там где есть сетевое напряжение - блок питания стабилизированный 9V X 2А (которых в избытке и их необходимо освоить).
Кстати, в варианте с сетевым питанием АКБ тоже присутствует.

В итоге должны получается однотипные устройства для 2-х вариантов. Так как думаю, что и с солнечной панелью придётся повышать напряжение для заряда АКБ...

Я правильно мыслю?

А вопросы всё те же:
-выбор солнечной батареи
-входной преобразователь (SEPIC или просто бустерная схема)
-заряд свинцовой АКБ (думаю простым ограничением напряжения и тока...если я прав)
-защита АКБ от полного разряда (в предыдущем проекте с li-ion проблема осталась-дохнут батареи )

Поможите, Люди Добрые!!! А то буржуи предлагают подобные системы (см. рисунок).

Как помочь, если Вы не назвали общую среднюю мощность, потребляемую системой?
Спросил: "полватта?". Ответили - "нет, не полватта".
А сколько же? Вопрос-то №1

12V АКБ в буфере ёмкость 4-7Ah (пока не определился), потребление думаю добиться ~0,2W в среднем.

На борту:
1) GSM SIM300DZ - при 4V в передаче потребляет около 80mA, когда ждёт в сети, то 18mA, но это пару раз в день, а в основном он будет в POWER DOWN = 45uA.

2) Датчик давления при питании 5V потребление 4mA, думаю тоже повторно-кратковременный режим работы, буду включать 1 раз в 30 сек.

3) Контроллер AVR MEGA16+дискретные входы - 4 шт. Включено постоянно. Пускай ~10mA.

4) Питание внешнего преобразователя интерфейсов 12V потребление около 80mA (включаем пару раз в день).

Тут конечно надо подумать об импульсных стабилизаторах: на SIM300DZ-4V, MEGA16-3.3-5V, датчик давления 5V. Тоже вопрос...может что-то посоветуете?

Спасибо.

Мы никак не отделим мухи от котлет.
Источнику питания абсолютно все равно питать ли датчики давления, интерфейсы или сковородку с яичницей.
Итак, требуется система питания от солнечной батареи со средним потреблением 0.2-0.25 ватта?
Тогда солнечная батарея (даже для Молдавии) должна быть минимум в 5 раз мощнее. Скажем, 1.5 ватта.
Накопительный аккумулятор должен выдерживать 2-3 -суточное отсутствие солнца. Это 15-20 ваттчас.
Минимальная кислотная батарея 1.2 ач х12 вольт, это 12-14 ваттчас. Следующая -2.2Ач. Это 20-25втч Вот на них давайте и ориентироваться. Есть 6-вольтовые, но с ними труднее работать из-за малого напряжения.
Из популярных фотобатарей 9-вольтовую можно использовать. Не знаю, что у Вас, но вот вижу
http://www.kosmodrom.com.ua/prodlist.php?n...арея&page=0
YH116*116-12A/B250-P_1194 - поликристалл 7вольт.
ЕYH153*138-36A/B85-P_1176 -поликристалл 21вольт.
Есть и моно такие, но моно дороже, долговечнее и меньше КПД. поликристаллические 2-3 года, дешевле и лучше работают в пасмурную погоду. Смотрите сами
В первом случае нужно сделать повышающий преобразователь, во втором - понижающий или SEPIC с выходом 13.6-13.8 вольта. Я бы выбрал последнее.
Току - сколько получится, все равно постоянно будет нехватка. Однако, мощность нужно все-таки ограничить на уровне ее 1.5 ватт. Можно поискать решения для грубой регулировки мощности в зависимости от выходного напряжения солнечной батареи.
Вполне может получиться, что в реальных условиях мощности будет недостаточно ( у Вас никаких исходных данных по солнцу). Тогда нужно либо аккумулятор по емкости увеличить, либо еще и СБ пересмотреть.
Вот грубо все.
Все что нужно для потребителя (нагрузок) - решается отдельно. В систему первичного питания оно не входит.
По ходу разработки будет еще много вопросов. Но то - узкие проблемы.