TE LO DO’ IO IL RELE’ A STATO SOLIDO

[dott.cicala]

Danilo....è un piacere

 

Luigi, se li alleghi così...diventa difficile....un po' come quelle riviste che su una pagina pubblicavano lo schema e nella facciata opposta l'elenco componenti.

 

Se permetti.... 

 

 

e questo è il 50 a 12

 

di quest'ultimo, non riesco a capire come possa funzionare

 

[dnmeza]

grazie Stefano lo stavo allegando io,

 

[dott.cicala]

Ora lo simulo....e vediamo cosa succede....

[dott.cicala]

 

Ma sei sicuro di quello schema?

 

Oppure....Proteus Pro 8.3 sp3 non avrà abbastanza fantasia

[dott.cicala]

LTspice invece lo simula

 

 

 

non rimane che montarlo

[Luigi Marchi]

Che bel lavoro di verifica scientifica l!!  Grazie. Mettere 2 regolatori in serie, cioè l'uscita di uno collegato all'entrata dell'altro, non mi è sembrata un'idea strampalata, non avendo trovato un regolatore con entrata sui 50 volt e avendo valutato costi e reperibilità. Per quel che ho verificato, il 7812 non è per nulla delicato, anzi, è industruttibile. Ha protezioni interne a prova di bomba, anche per le sovratensioni, infatti mi hanno creato problemi di innesco - senza mai defungere - con tensioni superiori ai 40 volt. Il problema è stato risolto con le 2 resistenze che consentono di farli lavorare, in partenza, in modo simmetrico. Per l'uso che ne ho fatto io non hanno neppure bisogno dei condensatori aggiuntivi raccomandati nella documentazione. I 12 volt, collegati al VIN di Arduino, alimentano il regolatore interno del microprocessore che è sostanzialmente un 7805 e che ha 2 condensatori elettrolitici da 47 mf, l'uno in entrata e l'altro in uscita. L'ingresso, in questo caso, come nella maggior parte dei casi, è una tensione abbastanza robusta e livellata, senza spurie, quali una batteria (24 volt), un pannello fotovoltaico (da 30 o 36 volt nominali) o un alimentatore switching (24-30-36 volt).

[Livio Orsini]

A mio giudizio era più convenoente usare come preregolatore un switching così da ridurre al minimo la dissipazione di potenza.

Da 50 V a 12 V ci sono 38 V ch, con soli 100 mA di assorbimento son 3.8W da dissipare in calore

Con lo SMPS porti la tensione a circa 16 V, dando il giusto margine affinchè il 7812 regoli bene.

Il primo stadio di regolazione, per quanto non ottimizzato, avrà un rendimento > 80%, quindi dissiperà circa 0.6 W (sempre considerando i 100 mA di carico), ma è facile anche scendere a meno di 0.4W. Con soli 4 V di differenziale di tensione, la dissipazione del 7812 è di soli 0.4 W quindi si passerebbe dai 3.8W ad 1 soloW di dissipazione totale.

 

Si potrebbe, facendo le cose bene usare un solo stadio SMPS così da avere dissipazioni ancira più ridotte, però con  la topologia dei 2 regolatori in cascata di cui il secondo linerare, si aumenta la capacità di filtraggio dell'alimentatore.

[Luigi Marchi]

Livio. Ben vengano altre soluzioni. Per gestire il Gate del relè a stato solido a 12 volt, con consumi di pochi milliamper, basta aggiungere una resistenza in serie al 7812, non ne servono 2. Per alimentare Arduino a 12 volt da FV vale la pena di verificare altre soluzioni e lo faccio da persona molto interessata. Nel progetto cui questa soluzione si riferisce, di nome ULISSE, il consumo si aggira sui 65 milliamper e le tensioni da ridurre variano molto: si parte da 24 volt soltanto - quello delle batterie - durante il funzionamento notturno, fino a 30, 40 volt dei pannelli fotovoltaici durante il giorno. I problemi sono sempre tanti e le soluzioni sono sempre la conseguenza dei limiti del progetto. Quello del costo è della riduzione al minimo della componentistica è la condizione prevalente nei miei progetti Arduino. Quello dello spazio ha inoltre condizionato gli amici della scuola professionale che hanno messo a punto lo shield Arduino di gestione accumulo e faretti led da fotovoltaico, cui il progetto RSS fatto in caso deriva. Il progetto complessivo lo pubblico in giornata in questa sezione, partendo con la parte hardware naturalmente.

[dott.cicala]

Diciamo che in termini di riduzione dei costi e reperibilità del materiale è una soluzione imbattibile.

(Le due R da 1K si potrebbero addirittura eliminare - meglio mettere 3 condensatorini di bypass da 100nF)

Un 7812 si trova anche dal peggior rivenditore di materiale elettronico.

 

Come soluzione circuitale è discutibile:

il primo 78 è tiratissimo e con 50V in ingresso, la Vi  è oltre i 35V massimi indicati nei  "Absolute maximum ratings"....

Altro punto critico, in caso di corto, il primo regolatore vedrebbe tutti i 50V in ingresso con conseguenze distruttive anche per il secondo.

 

Per quanto riguarda la dissipazione....essendo un regolatore lineare....è il prezzo da pagare.

 

[Livio Orsini]

Quote

Come soluzione circuitale è discutibile:

 

Diciamo che l'affidabilità, se calcolata secondo i canoni, è inesistente.

Poi magari non si rompe per anni.

 

Ricordo che in gioventù usai, per provare un circuito, un transistor con Vce max <=25 V, facendolo lavorare a 30V come chopper.

Poi mi dimenticai di sostituirlo, il mio aiutante compilò l'elenco materiale con quella sigla, io non me ne accorsi e tutti i 10 pezzi di pre serie furono costruiti con quei transistori. Furono sottoposti a prove e torture usuali ed i transistori non fecero una piega.

Poi, prima di andare in produzione, arrivò il rapporto degli specialisti di affidabilità che avevano stimato uno MTBF per quella scheda pari a 0!

A mia domanda mi rispossero che, eccezion fatta per quel transistore le previsioni di avvidabilità erano ottime, però con un componente stressato al 120% le previsioni crollavano a zero.

Ovviamente corressi subito l'elenco materiali usando un transistore da 60 V di Vce.

Però ci fosse un marchiano errore di dimensionamento nella pratica il ssitema aveva retto. Magari ero incappato in transistori di una partita particolrmente buona, oppure il produtto aveva, per motivi suoi, declassato il componente, sta di fatto che non c'erano stati guasti.

 

Morale? Mai dire:"sono anni che funziona così senza problemi", se sulla carta il rpgetto è mal dimensionato o non sicuro. Può capitare che funzioni per un anno senza guasti e poi si guisti agni 5 minuti.

[Luigi Marchi]

Benissimo Livio. L'affidabilità è una variabile che dipende dalla quantità e qualità dei componenti utilizzati. Mi regolo di conseguenza, con pudenza. Che non è mai troppa, anche nelle realizzazioni amatoriali. Ne convengo. Infatti i 7812 non li faccio mai lavorare oltre i 25 volt cadauno (50/2 con le due resistenze da 1000 ohm che dividono la tensione massima, basta verificarlo con la strumentazione) e con correnti che non danno problemi di surriscaldamento. In ULISSE ho pure aggiunto una resistenza in serie da 100 ohm che "assorbe" circa 7 volt. Per sicurezza, casomai un 7812 dia il collo.

[Livio Orsini]

Quote

L'affidabilità è una variabile che dipende dalla quantità e qualità dei componenti utilizzati.

 

No e non solo.

In prima cosa l'affidabilità dipende dalle soluzioni circuitali e dal dimensionamento.

Per assurdo puoi avere un dispsositivo con soli 3 componenti, tutti di ottima qualità, ma impiegati in modo scorretto, o fuori specifica, e l'affidabilità è nulla.

[Luigi Marchi]

Se i componenti vengono impiegati in modo scorretto dubito che il progetto funzioni. Se vengono impiegati fuori specifiche lo "scorretto" è il progettista che oggi ha tutte le possibilità di recuperare informazioni sulla componentistica, tramite internet. L'elettronica e l'informatica non ammettono distrazioni, nè pressapochismi. Ognuno di noi ha cestini di componenti messi fuori uso per distrazioni. Io ho cominciato parecchie decine di anni fa con i 2N3055 che usavo come finali di potenza push-pull negli impianti di bassa frequenza. 

[Livio Orsini]

Quote

Se i componenti vengono impiegati in modo scorretto dubito che il progetto funzioni.

 

E perchè? Sulla rete ne trovi a decine di schemi in cui vedi componenti impiegati male. se vogliamo andare a mettere il dito nella piaga anche i tuoi 2 7812 sono mal impiegati, non avendo le capacità di ingresso ed uscita previste dal costruttore.

Come ha subito fatto notare Stefano, questa mancanza potrebbe portare ad innesco di autooscillazioni. Se poi vogliamo ancora approfondire mancano i 2 diodi in antiparellelo per garantire il carico in caso di guasto in corto del regolatore.

Come vedi non è difficile avere un circuito che, bene o male, funziona anche se i componenti non sono impiegati correttamente secondo la fregola dell'arte.

 

Anch'io a volte faccio porcate paragonabili, un po' perchè sono solo prove che, poi magari diventan definitive, e molto perchè facendo le cose solo per diletto a volte me ne sbatto. ma questa non è una giustificazione.

Invece quando facevo il alvori in modo professionale......

[Luigi Marchi]

OK. La ramanzina ci sta tutta. Ho postato un progetto (ULISSE) cui sono affezionato, ma non penso proprio che sia esente da difetti,  men che meno penso che non sia migliorabile, tanto nella parte hardware che software. Anzi ci spero, se qualcun altro ci prende gusto. Posso solo assicurare che non si tratta di un progetto improvvisato e che il collaudo sul campo è stato molto approfondito, nella scorsa estate con il caldo che tutti ricordiamo e questo inverno con un clima che dalle mie parti ha offerto pochissime giornate di sole, che hanno messo in crisi le batterie, in qualche caso. 

Riguardo alle batterie voglio sottolineare da subito che è un elemento critico circa i sistemi di accumulo, considerato che la produzione di energia fotovoltaica presenta una produzione nel mese di dicembre che è solo un sesto di quella del mese di giugno. Bisogna caricarle a modo, questo sì, non tirargli il collo, ma se non c'è energia con cui caricarle si rimane a piedi.

[Luigi Marchi]

Per avere i 12 volt che servono in tanti progetti Arduino con Mosfet e Relè convenzionali si può utilizzare un alimentatore Arduino da 12 volt e prelevare i 12 volt dal pin VIN.

Il problema su cui si sta riflettendo concerne l'alimentazione a 12 volt di Arduino e accessori in un sistema di accumulo "a isola". Ci sono riduttori DC->DC che non costano neppure molto, ma mi piaceva avere qualcosa di semplice sulla "scheda madre". Il discorso è aperto.

[Livio Orsini]

Quote

La ramanzina ci sta tutta.

 

Luigi nessuna ramanzina.

Ci mancherebbe!

Qui si sta analizzando tra amici un lavoro. Le critiche sono solo indirizzate a migliorare il lavoro presente o futuro.

[walterword]

di solito sui regolatori si mettono dei condensatori elettrolitici ed altri per filtrare oltre al diodo in antiparallelo , pero magari dico io una cacata

[Livio Orsini]

Walter i condensatori, solitamente un elettrolitico più un ceramico in ingresso, un piccolo elettrolitico in uscita, hanno lo sopo sia di filtrare sia di  prevenire inneschi di auto oscillazioni del regolatore.

[Luigi Marchi]

Benissimo la letteratura scientifica, ma penso conti pure l'esperienza sul campo. Posso dire di avere 6 impianti di faretti comandati dalla centralina ULISSE con questo regolatore, in modo continuativo, cioè di giorno per caricare le batterie da pannello fotovoltaico e di notte per l'accensione dei faretti led da batterie e i problemi sono stati ZERO. Taluni impianti sono in funzione da oltre un anno, altri dall'estate scorsa e le ore di lavoro accumulate sono veramente tante. Quando in inverno le batterie vanno in standby dopo qualche ora di accensione dei faretti, perchè di giorno si sono caricate poco, la centralina rimane in funzione e anche i 7812 messi in serie, in modo originale e con il braccino corto. 

 

 

[Luigi Marchi]

Qualcuno vorrebbe parzializzare le stringhe di pannelli fotovoltaici con un relè a stato solido.

Mi viene chiesto se è possibile auto costruire un relè a stato solido per corrente continua che gestisca una tensione superiore a quella dei RSS reperibile in commercio, cioè oltre i 220 volt DC, come questo:

 

http://www.ebay.it/itm/SSR-25DD-Rele-Stato-Solido-Controllo-DC-DC-3-32VDC-5-250VDC-25A-/272117125359?hash=item3f5b71d0ef:g:c0EAAOSwGotWqI2T

[Luigi Marchi]

Il problema da superare è la tensione tra Source e Drain del Mosfet (il 3205 che ho usato io è certificato per soli 55 volt, se non ricordo male i dati di datasheet).

Facendo ricerche veloci ho trovato questo annuncio, tra le news:

"Nello stesso segmento di mercato, si segnala poi il recente annuncio di Rohm Semiconductor della realizzazione di un Mosfet di potenza specificato per 500 V e 50 A e caratterizzato da una resistenza RDS(on) di soli 34 mΩ."

Non so cosa costa questa Mosfet, ma con questo si può fare quello che ci interessa, cioè un RSS per DC che sia compatibili con tensioni di stringa di 350 volt e 10 amper circa.

[Luigi Marchi]

L'altro elemento critico è l'optoisolatore. ma dal datasheet vedo che il 4N25, che uso d'abitudine, è certificato per 5.000 volt di isolamento.

Questo consente di pilotare il Mosfet che lavora a centinaia di volt con un Arduino che è sulla massa.

Resta infine da "inventare" una configurazione circuitale per alimentare il Gate con una decina di volt stabilizzati.

 

A cosa serve questo RSS da 500 volt in DC ?

Si vuole parzializzare la produzione fotovoltaica agendo a monte dell'inverter, sulle stringhe di pannelli.

Il "rubinetto" Mosfet consente di simulare la nuvoletta, che va e viene.

Con il software per la centralina di autoconsumo è sufficiente invertire la regolazione del ciclo PWM che cala, anzichè crescere, quando abbiamo un surplus di energia.

Lo scopo non è quello di migliorare l'autoconsumo, ma quello di "strozzare"  (????!!!???) la produzione.

In effetti può servire quando l'impianto è a fondo linea Enel e l'inverter si blocca causa un esubero di produzione, che provoca un aumento della tensione, anche sopra i 253 volt di default. Per questo problema gli inverter (conosco bene i PowerOne) prevedono un limitatore (della produzione, sotto quella nominale).

Oppure può servire a evitare di immettere energia in rete, in alternativa ai vari boiler, stufette, scaldabagni, ecc.. Ma evitare di produrre energia, al solo scopo di non immetterla in rete, mi sembra una prospettiva che contesto, perchè abbiamo lo "scambio sul posto".

 

 

 

[Luigi Marchi]

C'è un altro motivo d'interesse per quest'ultimo relè - per nulla scorretto - e lo dichiarano quelli che mi interpellano (.......allora si può fare questo e quest'altro.)

Riguarda i sistemi di accumulo con pachetti di batterie ad alta tensione che, caricate di giorno, vanno a sostituire i pannelli fotovoltaico di notte, nell'alimentazione dell'inverter (quello che abbiamo già, o un altro) e che ci deve produrre energia 230 AC per i nostri consumi. Quanto basta, di momento in momento.

Anche in questo caso occorre "modulare" la produzione con un sistema PWM, diversamente si rischierebbe di scaricare le batterie per dare corrente all'Enel.

Ovviamente la premessa, per realizzare tutto questo, è la presenza di una buona centralina con microprocessore che misuri in maniera corretta i consumi, cioè il nostro fabbisogno, di momento in momento.

 

[Livio Orsini]

Luigi devi smetterla di inserire messaggi per pubblicizzare e reclamizzare, anche in modo surrettizio,  i tuoi lavori.