T4 PowerManager con Arduino

[xgiacomo]

Segheria mentale mossa da ambizione tecnica!
R.

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= geek 

Mizio ha ragione nella pratica quotidiana: io ho il BM ma l'unico dato che controllo veramente è il SOC (State od Charge, livello della batteria [bilancio energetico]) e al limite il TTG (Time to Go), il tempo residuo prima che il sistema vada in recovery. Però poter avere anche gli altri parametri è utile, per non dire fondamentale, quando si voglia verificare il corretto funzionamento del sistema o risolvere eventuali problemi (vedi i miei post con i grafici del sistema fotovoltaico)

Quello che a me piacerebbe realizzare (ma con il RasPi, che però vedo non riscuotere successo...), è un pannello touch che mostri in grosso il SOC e in piccolo gli altri parametri.
Una cosa così:



E che possa mostrare anche i flussi:

Raspi non è una scheda logica, è un computer! Io vorrei realizzare uno strumento modulare: modulo centrale operativa in versione basic o evoluta. I dati poi vengono inviati ad una seconda board (per chi la vuole sennò si vive benissimo senza) dove vengono processati per restituire i dati. Per quanto riguarda il touch screen lho ordinato dalla Cina,  arriva con calma. per ora anche se è bruttino mi va benissimo quello che ho

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[stefanot4]

[...]
Raspi non è una scheda logica, è un computer! Io vorrei realizzare uno strumento modulare: modulo centrale operativa in versione basic o evoluta. I dati poi vengono inviati ad una seconda board (per chi la vuole sennò si vive benissimo senza) dove vengono processati per restituire i dati. Per quanto riguarda il touch screen lho ordinato dalla Cina,  arriva con calma. per ora anche se è bruttino mi va benissimo quello che ho

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Non ne so niente di queste cose, spiace... 
Cercherò di fare qualcosa con il RasPi perché ho trovato in rete della gente che usa la porta di comunicazione del battery monitor della Victron e il RPi per fare dei data logger, degli hub di controllo ed anche per inviare i dati in server online... BOH...!!! 

Comunque moralmente avete il mio supporto!

[xgiacomo]

nel disegno ipotesi di powermanager con arduino UNO.
in seguito penso di implementare il progetto con arduino DUE sul quale ci sono 12 ingressi analogici (molti più voltmetri, e sensori di ampere), precisione delle porte a 0,01 volt e altro..

- MODULO A -
arduino ha 6 porte analogiche di cui due impiegate dallo schermo lcd. quindi ne rimangono 4 per la misurazione di:

A0) volt batteria servizi
A1) volt batteria motore
a2) sensore amp prodotti da pannello/alimentatore 220
a3) shunt 100A fra BS e BM

porte digitali:
d3) uscita commuta relè fra pannello fv e alimentatore 220 quando si è collegati alla presa
d13) uscita comando chiusura relè parallelo quando.. SCHEMA IN SEGUITO
d8) uscita led di stato on/off sugli automatismi relè parallelo
d5) ingresso segnale presenza tensione dall'alternatore motore
d6) ingresso segnale presenza tensione 220AC
d10) ingresso pulsante LCD on/off
d11) ingresso pulsante parallelatore automatismi attivati/funzioni arduino disabilitate

- MODULO B - (sto ancora iniziando a orientami)
i valori letti da a0,a1,a2,a3 vengono trasmessi via seriale al secondo modulo arduino dotato di schermo figo, modulo bluetooth e di lettore micro-sd per registrare i dati, per fare i vari calcoli energia

[raudo]

;-)

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[stefanot4]

Io ho ordinato un raspberry pi 3 che ha implementata a livello hardware una porta UART che è la stessa del battery monitor della Victron; il mio obiettivo è raccogliere i dati e immagazzinarli, mostrarli in tempo reale e in evoluzione temporale (questo lo fa già il BM ma vorrei farlo in modo più "comodo") e in seguito metterli in un web server per poterli leggere da remoto (il RPi ha già wifi e bluetooth)... vedremo!

[xgiacomo]

buono! quando cominci a mettere le mani in pasta ti consiglio di creare un topic in modo da mettere in evidenza il progetto 

[xgiacomo]

Io ho ordinato un raspberry pi 3 che ha implementata a livello hardware una porta UART che è la stessa del battery monitor della Victron; il mio obiettivo è raccogliere i dati e immagazzinarli, mostrarli in tempo reale e in evoluzione temporale (questo lo fa già il BM ma vorrei farlo in modo più "comodo") e in seguito metterli in un web server per poterli leggere da remoto (il RPi ha già wifi e bluetooth)... vedremo!

ma il progetto basato su raspberry controlla il rele di parallelo in modo da limitare la carica della BS da parte del generatore del motore quando non serve? secondo me è inutile avere controller come victron e non intervenire sulla carica del generatore.. come dire che hai un dietologo che ti fa fare una dieta super sana e biologica e poi regolarmente ti sfondi di hamburger, patatine e cocacola da macdonald!

[stefanot4]

Si, c'é già a livello del Battery Monitor il comando per un relè NO o NC che  attacca e stacca quando si desidera (basato sul voltaggio, ovviamente): questi prodotti, Victron o Steca o altri, nascono per installazioni fotovoltaiche, quindi sono concepiti per attaccare il generatore endotermico quando non c'è abbastanza sole. Io però questo automatismo non lo uso, nel senso che ho montato un interruttore "a mano" che chiude il relè parallelatore quando voglio io e che normalmente non uso (impianto a isola).

[xgiacomo]

Si, c'é già a livello del Battery Monitor il comando per un relè NO o NC che  attacca e stacca quando si desidera (basato sul voltaggio, ovviamente): questi prodotti, Victron o Steca o altri, nascono per installazioni fotovoltaiche, quindi sono concepiti per attaccare il generatore endotermico quando non c'è abbastanza sole. Io però questo automatismo non lo uso, nel senso che ho montato un interruttore "a mano" che chiude il relè parallelatore quando voglio io e che normalmente non uso (impianto a isola).

mi daresti un link con i riferimenti per qualche controller? sto studiando il problema; mi è chiaro che chiudo il relè quando la tensione va sotto un certo valore, ma quando lo stacco poi? per me non basta la tensione della BS, bisogna sapere anche quanti amp arrivano dal generatore, va comunque considerato un tempo minimo e massimo di chiusura del rele

[stefanot4]

Certamente... domani mattina però... Comunque l'attacco del generatore deve avvenire al di sotto di un certo V e fino al raggiungimento del V di batteria carica: se nel frattempo il sistema fotovoltaico contribuisce alla carica tanto meglio, il V max sarà raggiunto prima e il generatore si spegnerà prima.
Gli Ah caricati sono misurati dallo stesso unico shunt.

Ciao a tutti, Stefano.

[xgiacomo]

quando la batteria raggiunge la tensione massima non vuol dire che è carica, ma che il limitatore di tensione non fa salire ulteriormente i volt altrimenti la batteria si frigge. la batteria è carica quando la resistenza interna della batteria si contrappone al passaggio di corrente (max 1 amp).
se l'alternatore del motore è collegato, spara 90 amp e il pannello difficilmente contribuisce.
comunque, il grosso problema a cui sto lavorando è che il sistema non è costituito da caricabatteria + batteria, ma ci sono anche i carichi (frigo, luci, ecc).
il nocciolo è che non mi riesce capire bene quando staccare in automatico l'alternatore e far diventare il sistema un'isola. ma il problema è cruciale: tu lo comandi manualmente quando vuoi te, a me piacerebbe fosse comandato automaticamente in modo smart!

[stefanot4]

quando la batteria raggiunge la tensione massima non vuol dire che è carica, ma che il limitatore di tensione non fa salire ulteriormente i volt altrimenti la batteria si frigge. la batteria è carica quando la resistenza interna della batteria si contrappone al passaggio di corrente (max 1 amp).

A stabilire quando la batteria sia carica ci pensa il regolatore del pannello FV o il trasformatore collegato alla 220V/AC o, ancora, il regolatore dell'alternatore, basandosi, giustamente, sulla resistenza della batteria stessa e a volte su altri parametri tipo la temperatura ed eventuali cicli "speciali" (tipo Victron). In ogni caso il voltaggio da raggiungere è sempre maggiore a 13,7V con un massimo di 14,0-14,4V (vado a memoria...), quindi si possono usare queste soglie senza problema.

se l'alternatore del motore è collegato, spara 90 amp e il pannello difficilmente contribuisce.

L'alternatore produce gli Ah che gli sono chiesti dal sistema, come gli altri regolatori e caricabatterie; ognuno di loro contribuisce al massimo delle sue potenzialità, nel senso che anche se l'alternatore funziona alla massima potenza perché la batteria è scarica, se c'è il sole anche il regolatore FV contribuisce alla ricarica della stessa batteria, contemporaneamente, anche se in "quantità" minore, e quando la batteria è carica ambedue diminuiscono la produzione di energia.

il nocciolo è che non mi riesce capire bene quando staccare in automatico l'alternatore e far diventare il sistema un'isola. ma il problema è cruciale: tu lo comandi manualmente quando vuoi te, a me piacerebbe fosse comandato automaticamente in modo smart!

Questo può essere "IL" problema.
Io ragiono al contrario: il sistema di base è a isola e l'alternatore lo attacco solo se "vedo" che il sole non è sufficiente a caricare la BS entro il tramonto... però io so anche quanta strada devo fare (quindi per quanto tempo il motore sarà acceso)... non è facile insegnare queste cose ad un sistema automatico... anche perché gli automatismi già esistenti tipo il comando del relè che c'è sul mio battery monitor non sono concepiti per i veicoli ricreazionali, ma per sistemi fissi con eventuali generatori stazionari (off grid) o collegamenti alla rete elettrica fissa (on grid), che quando è necessario fanno accendere il generatore per tutto il tempo necessario (o attaccano la 220).

[xgiacomo]

premesso che la durata di una batteria dipende soprattutto dalla qualità della stessa, basti pensare che le mie batterie origianali avevano 20 anni quando le ho cambiate, premesso quindi che son tutte seghe mentali o quasi.. e premesso che non so cosa ci sia nella tua isola:
l'alternatore del t4 produce 90A e se ne frega del mondo! ha solo un regolatore di tensione massima: se le batterie sono cariche ai  terminali ci misuri 14,5v (cala un po' se ci sono molti carichi) estate/inverno finchè è acceso il motore.
l'alimentatore philips in dotazione produce 10A a 13,8v FISSI con una compensazione in base alla temperatura di 36millivolt/°C che non va bene per le batterie AGM. stanno meglio quelli che hanno un raudo-sistema regolato da PWM, che per essere ottimale dovrebbe avere compensazione della temperatura, curve di carica, tensioni massime e di mantenimento regolabili in base al tipo di batteria
l'impianto fotovoltaico dipende: i 100w nominali producono in realtà la metà, se va bene e con una buona esposizione, per qualche ora al giorno. anche il regolatore è importante.
detto questo, se io parto per il we, accendo il frigo e lo riempio zeppo magari anche con roba a temperatura ambiente, credo sia cosa  giusta che la corrente per raffreddare venga prodotta dall'alternatore e non a spese dalla batteria. però è inutile che l'alternatore invii corrente per tutto il viaggio alla batteria servizi se è già carica e specialmente se fa caldo (già a 25° per le AGM Vmax=14,2)

la soluzione che sto studiando è quella di inserire un regolatore di tensione e un commutatore fra Vmax=14,5 e Vfloat=13,2V. il commutatore di tensione sarebbe pilotato da arduino e così selezionabile:

1) sempre Vmax: quando il motore è acceso sempre Vmax (come è di serie)
2) sempre Vfloat: quando il motore è acceso produce 13,2V che alimentano i servizi ma non ricaricano la batteria (o quasi)
3) carica a 80%: commuta da 13,2V a 14,5 quando V<12,8 poi dopo 15 minuti che la batteria raggiunge Vmax ri-commuta a 13,2
4) carica 100% commuta da 13,2 a 14,5 quando v<12,8 poi quando corrente alla BS<0,5 amp, ri-commuta a 13,2
per ora mi accontenterei, poi si potrebbe studiare anche un sistema che compensa la temperatura

[stefanot4]

Che l'alternatore produca sempre 14,5V è certo, siamo d'accordo, però non manda sempre e solo 90Ah: dipende dalla domanda degli utilizzatori e dal numero di giri del motore. Il problema dell'alternatore, per quello che ne posso capire io (ma a volte mi faccio delle pure seghe mentali su queste cose...), è che manda della CC grezza, senza nessuna modulazione o altro sistema moderno di carica delle batterie, come se si dovesse solo tenere una luce accesa. E' per questo che lo uso il meno possibile.
Per il caricabatterie 220AC, che uso pochissimo, ho risolto, appunto, con il super-Raudo-caricabatterie, e avrei voluto fare la stessa cosa con l'alternatore ma gli Ah sono troppi. Anzi, la cosa ottimale sarebbe far passare tutto da un unico regolatore, cioè collegare l'alternatore, il caricabatterie 220AC e il pannello FV ad un unico regolatore MPPT che digerisca tutto e sputi la corrente per la BS nel modo ottimale, facendo anche da hub per tutte le misurazioni del caso... ma questi cosi sono costosissimi!

[xgiacomo]

si, 90 amp al massimo. il sistema di Raudo funziona bene se la tensione in ingresso è giusta! nel caso dell'alimentatore ac convengo e ammetto dopo mesi e mesi in cui ho provato di tutto che è la soluzione migliore, però un pwm sull'alternatore del motore è troppo problematico!
in teoria quando la batteria arriva al 100%, la tensione dovrebbe calare bruscamente per raggiungere una soglia di mantenimento variabile a seconda della temperatura che in un furgone può variare molto.
io per ora, senza compensare la temperatura, ipotizzavo un 13,2/13,0v che è il float consigliato sui 30°-40° l'importante è che sia superiore alla tensione della batteria, così non si scarica.
comunque grazie per le critiche, il nodo è cruciale .. è inutile avere tutto figo e poi non torna neanche la teoria