ULISSE centralina Arduino fv->batterie->faretti led

[Luigi Marchi]

Ho caricato il software, ma sono un imbranato e non ho capito come evidenziarlo meglio.

 

[Luigi Marchi]

La prima cosa da mettere in chiaro è che il negativo delle batterie non corrisponde alla massa. Questo accade perchè il "rubinetto" Mosfet agisce sul negativo, come è facile notare dal circuito elettrico. Ne consegue che, per calcolare la tensione della batteria, che deve essere il più precisa possibile, dobbiamo farlo per differenza tra la tensione a valle della resistenza di shunt (sul positivo) e quella sul Drain del Mosfet (sul negativo). Vengono fatte, ogni volta, 100 cicli di verifica della tensione su ciascuno dei 3 punti da sondare.

Il differenziale di tensione ai capi della resistenza di shunt serve a determinare l'intensità della corrente, altro elemento di rilievo. Il duty cycle viene modificato in modo dinamico, per ogni ciclo. Il software tende a far "lavorare" il pannello nella curva più opportuna. I parametri sono modificabili ma è meglio partire e fare prove con quelli di default. Bisogna tener conto che abbiamo correnti importanti in gioco. Inizialmente si può fare prove con un alimentatore switching, per prendere confidenza. Raccomando inoltre di installare una resistenza di shunt molto robusta, perchè, in certe situazioni il calore sprigionato è quello di una stufa. Anche il Mosfet va protetto con un dissipatore. Vedere i video YouTube.

[Luigi Marchi]

Nello scrivere il software Arduino cerco di utilizzare un codice il più semplice possibile, senza preoccuparmi della lunghezza del listato, perchè deve essere decifrabile, anche da chi è alle prime armi. Spesso lascio anche il codice antecedente a modifiche fatte di recente, per evitare di ripetere l'errore. A fare pulizia c'è sempre tempo. Ho in animo di apportare molte migliorie, maturate con altro software più recente, ma so che si deve fare con calma e rilasciare il codice dopo molte verifiche sul campo, perchè una modifiche frettolosa può comportare inconvenienti imprevisti. 

[Luigi Marchi]

Circa lo shield ULISSE POWER UNIT la scheda PCB non è stata ancora deliberata, dopo una prima verifica del prototipo montato, nel dicembre scorso. L'ultima modifica riguarda lgli attacchi per l'utilizzo esclusivamente del display seriale.

[walterword]

ben fatto , commenti e codice .

Ora vorrei darti qualche consiglio .

1) Potresti usare Atmel Studio + Visual Micro sopra Arduino IDE .In questo modo i progetti saranno più professionali e potrai utilizzare strumenti molto potenti come intellisense, controllo errori etc . é un vero e proprio ambiente di sviluppo per C/C++ 

2) Non sono molto afferrato in materia elettronica di potenza , credi sia possibile implementare un controllo con regolatore P.I.D. ?

3) Al posto di usare i timer bloccanti delay (...) potresti implementare i WTimer e/o una macchina a stati finiti per controllare il flusso delle operazioni .

Cosi giusto per elevarti da un punto di vista logistico

Bravo comunque , stai facendo un bel lavoro

[Luigi Marchi]

Walterword. Grazie per tutto.

1) Come vedi produco cineserie, cioè roba per utenti Arduino, lo dico senza alcun disprezzo, anzi con orgoglio, cioè MAKER/hobbisti che possono spendere il loro tempo in modo utile, ma che non possono sottrarre risorse alla famiglia e svenarsi per il lor hobby. Voglio continuare a far parte della categoria, e rimanere in sintonia con questo mondo.

Nulla vieta che prenda confidenza anche con qualche strumento più professionale e faccia qualche passettino in avanti: approfitterò dei tuoi consigli.  Faccio ricerche immediate del software che mi hai consigliato.

2) Regolatore P.I.D.  "L'azione PID è definita come l'azione in correzione di un valore di ritorno dal campo..."

La retroazione avviene continuamente con il software Arduino, cioè con il duty cycle che si modifica continuamente in base alle informazioni circa la corrente di carica e la tensione in ingresso (pannello fotovoltaico) e in uscita (batterie), che vengono ricalcolate continuamente, rispetto ai valori fissati. E' un processo implicito nel software che utilizzo, peraltro semplicissimo.

3) Lo so che usare la funzione delay() che blocca il microprocessore è una bestemmia, ma ti assicuro che le regolazioni che interessano non hanno bisogno di velocità e qualche respiro ad Arduino, peraltro di frazioni di secondo, glielo possiamo permettere. Ho usato la funzione delay() in modo pesante solo quando la notte sono in funzione i faretti e le batterie arrivano a 23 volt, a questo punto bisogna dire stop per non stressare le batterie, ma accde che appena viene tolto il carico le batterie rifiatano e tornano a galla, sopra i 23 volt e si rischia di innescare un ciclo di accendi e spegni assai dannoso, che bisogna evitare. Ho scelto di stoppare per almeno mezz'ora la volta, in attesa che arrivi il giorno e che le batterie si ricarichino.

E' una delle tante problematiche che si aprono a voler "lavorare" sull'accumulo. Ma è interessante. 

[Luigi Marchi]

Circa i commenti, cioè le spiegazioni, non credo affatto di aver tolto tutti i dubbi. La problematica è molto complessa, io c'ho messo del tempo a capire certe cose e mi fa piacere se ci sono richieste di approfondimento, fatto salvo che non sto tutto il giorno sul computer e può accadere che possa rispondere solo molte ore dopo la richiesta di chiarimenti. In ogni caso mi fa piacere se qualcuno è interessato, se utilizza il mio lavoro, se chiede consigli e passa all'opera. Spero che ce ne siano. E' l'unica cosa che può gratificarmi. Non ho partita iva, non vendo nulla. Lo possono fare liberamente altri facendo tesoro delle mie intuizioni ed esperienze e mi fa piacere se anche questo accade. Solitamente accade che qualcuno mi manda il suo software che non funziona bene e io ci metto le mani volentieri per migliorarlo insieme. E' incredibile quante cose si possono fare con Arduino, ma anche quanti progetti abortiscono per piccole carenze di esperienza nel fai da te.  

[walterword]

tu proponi il problema che qua siamo esperti programmatori di automazione , elettronica , microcontrollori etc .Se si capisce qualcosa e ovviamente tempo permettendo si puo' mettere giu qualcosa

[Luigi Marchi]

Spero che questo progetto abbia stimolato l'interesse di quanti hanno sensibilità nei confronti delle energie rinnovabili e che ne nasca un feed-back costruttivo.

Il progetto, più o meno consapevolmente, è andato nella direzione di offrire una centralina a bassissimo costo per gestire energia da fotovoltaico. ULISSE si sta evolvendo come shield di Arduino, per l'intuizione di altri, che ringrazio. Lo chiameremo - è la mia proposta - "ULISSE ENERGY POWER UNIT" e consentirà a tanti hobbisti di "giocare" con l'energia, piuttosto che con qualche led.

"ULISSE ENERGY POWER UNIT" ha integrato un Mosfet potente per caricare batterie, ha integrato il crepuscolare per accendere i faretti notturni, può essere alimentata da fotovoltaico o da rete, è programmabile facilmente.

Mi chiedo - e questa è una domanda per gli esperti - se sia sufficiente offrire il PCB o se si debba proporre, tramite un'azienda del settore,  la shield montata. In Cina, naturalmente.

 

[walterword]

si potrebbe organizzare una ricerca e far produrre , tramite files gerber, i pcb con i componenti gia montati , in cina. Pero' e' meglio fare il prototipo in italia , ci sono molte aziende che fanno questi lavori .

 

[Luigi Marchi]

Il file gerber del PCB è già stato prodotto, ho quelli vecchi, che sono stati leggermente modificati. La dimensione è mm 52x70 doppia faccia. Ho l'azienda che li fa produrre, non so dove. Si parla di 500, per una buona economia di scala. Poi c'è da trovare chi li distribuisce per un paio di €uro o poco più. Con pagamento payPal. Il resto è tutto un lavoro di marketing, per la gioia anche dei rivenditori della componentistica.

[walterword]

bene

[Livio Orsini]

Quote

 

Regolatore P.I.D.  "L'azione PID è definita come l'azione in correzione di un valore di ritorno dal campo..."

La retroazione avviene continuamente con il software Arduino,.......

 

 

A parte la definizione del regolatore PID che è......semplicistica, da una prima analisi veloce il regolatore sembra essere un proporzionale puro, però l'ho solo analizzato molto superficialemnte.

Se appena riesco vado un po' più nel dettaglio per un'analisi più completa.

[walterword]

 c'e' anche l'azione integrale come memoria ....lo somma e lo detrae con i controlli ma credo sia un integrale ...in qualche modo 

[Livio Orsini]

Lo guarderò più a fondo, però può funzionare anche in proporzionale puro, basta ammettere un po' di scostamento dal riferimento. Se osservi un classico alimentatore stabilizzato lavora in proporzionale puro.

[Luigi Marchi]

Il software PENELOPE (centralina autoconsumo) deve portare a zero la differenza tra produzione e consumi. Lo fa ricalcolando continuamente l'uno e l'altro e sposta il duty cycle, in relazione. Un vincolo è rappresentato dai contatori digitali che ci mettono un pò per fare le misure dell'energia, che è il tempo che intercorre tra un impulso e l'altro. Sarà pure un PID lento, ma ci assomiglia molto.

[Luigi Marchi]

Mi piacerebbe avere qualche consiglio sulla shield "ULISSE ENERGY POWER UNIT" perchè qualche problemino su questa shield l'ho avuto in sede di "industrializzazione". Quello del calore da dissipare, ad esempio. I 3 integrati, 3205 e i 2 7812 sono in linea e hanno bisogno di un piccolo dissipatore, una barretta di alluminio con sistema isolante. Per la resistenza di shunt è prevista la collocazione esterna, allacciata ai connettori, come pure l'interruttore. E poi, mi chiedo, è sufficiente proporre uno shield, senza un contenitore adatto a farlo diventare un prodotto da collocare per usi permanenti ?

[walterword]

potresti fare questa operazione su interrupt in modo tale che regoli solo quando sei sicuro di aver letto dal ADC

[Livio Orsini]

Se vuoi fare una regolazione fatta come si deve devi leggere a intervalli di tempo rigorosamente costanti la variabile da controllare, eseguire il calcolo della correzione e, sempre ad intervalli di tempo rigorosamente costanti, mettere in uscita la correzione.

 

Magari prova a leggere questo.

 

 

[Luigi Marchi]

Ho letto il "Manuale propedeutico sulle tecniche di regolazione" davvero molto interessante.

Con il PWM di Arduino, che normalmente gestisce un Mosfet o un RSS, ci troviamo a poter gestire un valore che va da zero a 254 che possiamo variare in qualunque momento. Abbiamo la funzione

  

       analogWrite(pin_carico, ciclopwm)

 

che provvede a farlo.

A volte la regolazione deve essere molto incisiva, si pensi all'attivazione di un carico per migliorare l'autoconsumo, che va stoppato immediatamente quando nell'abitazione si accende il forno elettrico o il forno a microonde che sono elettrodomestici molto energivori.

A volte, invece, la regolazione PID, è molto graduale, come accade quando si carica una batteria e si ha necessità di ridurre l'intensità della carica in funzione della tensione che la batteria raggiunge durante la carica, fino a quella cosidetta di "mantenimento".

 

[Livio Orsini]

Scusami, ma proprio non ho capito cosa intendi dire.

[dott.cicala]

Se quella è una regolazione P.I.D....io sono Don Bairo

 

 

 

 

[Luigi Marchi]

Mi interesso di energia, in particolare di fotovoltaico. E' una disciplina relativamente nuova, strettamente collegata con quella dell'elettronica (es: inverter, centraline per autoconsumo, sistemi di accumulo, ecc.).

Penso ci siano molto persone competenti, tra chi segue le nostre discussioni e tante altre interessate.

[Luigi Marchi]

Gli algoritmi oer ottenre il massimo da un impianto fotovoltaico, cioè il M.P.P.T. ( Punto di Massima Potenza) rientra benissimo, a mio avviso, tra le tecniche di regolazione. Al riguardo è disponibile molta letteratura per addetti ai lavori. 

[Openshot]

Discussione molto interessante, anch'io sto realizzando una centralina simile ma con mosfet con canale N per poter lavorare sul positivo della batteria, pilotato da un transistor bc546 ed arduino come microprocessore, nella schedina da me realizzata però non tengo conto della corrente generata dal pannello solare, ma solo dalla tensione, il tutto attualmente come gestione delle lucine segnapasso del cortile, ma che in futuro vorrei utilizzare in una baita di proprità in alta montagna.

Sicuramente potrò imparare molto da voi tutti.