E la POMPA va, …. con Arduino

[Luigi Marchi]

Ho messo a punto – e collaudato - il software “amatoriale” Arduino per attivare una pompa. Il progetto è quello – OPEN SOURCE - di “Fontanella zampillante” pubblicato il 10 aprile.  

Il nome del software “ACQUACHETA” fa riferimento alla bellissima cascatella citata da Dante.

La pompa viene alimentata con l’energia di un pannello fotovoltaico da 60 celle (quelli normalmente utilizzati negli impianti fotovoltaici), senza bisogno di batterie.

Ovviamente funziona solo quando c’è il sole.

I vantaggi di “Acquacheta”: 1)visualizzare le informazioni su un display; 2) modulare la portata con un Mosfet; 3) modificare facilmente i parametri di funzionamento, via software.

In ogni caso serve per fare una utile sperimentazione.

[Luigi Marchi]

L’hardware utilizzato è quello – semplice e flessibile step-down - della shield ENERGY POWER UNIT del progetto ULISSE pubblicato il 30 marzo il cui schema ripropongo di seguito.  La pompa funziona tra i 10 volt e i 24 volt.

Il pannello va collegato agli appositi connettori FV. La pompa va collegata all’uscita per le batterie. Per livellare gli impulsi PWM occorre mettere in parallelo alla pompa un condensatore elettrolitico da 470 mf 63 volt. Senza questo condensatore la pompa funziona egualmente, ma il Mosfet scalda da matti.

Altra soluzione: mettere il condensatore sui connettori per le batterie e allacciare la pompa all’uscita per i faretti. Si ha la possibilità di accendere e spegnere la pompa con il relè da 12 volt che si può pilotare con sensori di umidità, galleggianti o altro (queste funzioni non sono state implementate).

Il fotovoltaico è “a isola” e la centralina è autoalimentata, pertanto non c’è alcun rischio di scariche elettriche.

[Luigi Marchi]

Schema elettrico:

[Luigi Marchi]

E questo è il file, recuperabile facilmente con un download.

 

[del_user_231807]

A meeee miiii piiiaaaaace.

[Openshot]

Buonasera, ho prelevato il suo software, dopo essermi appassionato alla sua centralina di gestione batteria con pannello fotovoltaico.

Potrebbe essere un utile compendio alle luci segnapasso del mio giardino, verificando se il consumo della pompa non fosse ecessivo.

Un grazie per aver messo a disposizione il suo software a chi come me è alle prime armi con arduino.

[Livio Orsini]

Domanda.

Se non vado errato usi l'uscita pin5 per comandare il PWM per gestire la pompa.

A quanto hai impostato la frequenza di PWM (non il duty cycle, ma proprio la frequenza)?

[Luigi Marchi]

Ho sempre utilizzato la frequenza standard.

E per la gestione del Mosfet ho sempre utilizzato il pin D9, digitale. Anche in questo caso.

I pin analogici per misurare tensioni e corrente di carica sono, nello schema elettrico evidenziato, i pin A3, A4 e A5. Volendo utilizzare un display seriale suggerisco di spostare questi ingressi sui pin A1, A2 e A3, rispettivamente. E utilizzare i pin A4 e A5 per la seriale.

[Adelino Rossi]

Quote

A quanto hai impostato la frequenza di PWM (non il duty cycle, ma proprio la frequenza)?

domanda

Quote

Ho sempre utilizzato la frequenza standard.

non risposta

[Luigi Marchi]

Ho capito benissimo di cosa stiamo parlando.

Non ho ravvisato la necessità di complicarmi la vita.

Forse mi sono sfuggiti i vantaggi. Che sarebbero ?

[Livio Orsini]

Quote

E per la gestione del Mosfet ho sempre utilizzato il pin D9, digitale.

Dovresti rendere disponibile facilmente la corrispondenza tra pin fisici e nomenclatura simbolica, altrimenti si fa un po' fatica a capire.

 

Quote

Ho sempre utilizzato la frequenza standard.

 

Quote

Non ho ravvisato la necessità di complicarmi la vita

 

Ti ho solo chiesto a quale frequenza, non di complicarti la vita.

L'uscita pin 9 è pilotata tramite timer1 e di default la frequenza, se non lo sapevi, è pari a 488 Hz, che per pilotare un chopper per un motore è una frequenza piuttosto bassa. Questo è lo scopo della mia domanda.

Gli eventuali vantaggi di cambiare il valore di divisione del prescaler (1 riga di istruzione) consistono nell'avere una frequenza più alta (io uso, solitamente 3 e 11 con frequnza di circa 4 kHz, ovvero la massima). Con frequenza più alta, oltre kHz il motore lavora meglio ed ha minori perdite.

 

Ci sono parecchi ottimi articoli sull'argomento "uscite PWM di arduino", quasi tutti in inglese. Io ti consiglierei di leggerti quello ottimo di SETTOREZERO.COM intitolato: "Come rduino gestisce il PWM. Esempio di pilotaggio CENT4UR con Arduino". Cent4ur è la loro scheda per pilotare motori in cc e stepper, basata sul noto integrato STM L298 che può pilotare 2 motori sino a 2 A o uno sino a 4A.

 

Interessante osservare nella tabella finale dell'articolo come, a parità di duty cycle di PWM, aumentando o diminuendo la frequenza si può avere anche il doppio di corrente assorbita con il medesima carico. Questo indica che a bassa frequenza il motore lavora male ed aumentano le perdite.

[Luigi Marchi]

Molto interessante.

Non mi sfugge che pilotare un motore a impulsi pone qualche problemino. Me ne sono accorto.

Infatti io non alimento a impulsi la pompa.

Alimento a impulsi un condensatore elettrolitico che si carica e stabilizza la tensione per la pompa. Che "gira" assai meglio.

[Luigi Marchi]

Anche da un pannello fotovoltaico non si deve prelevare la corrente ad impulsi. Infatti utilizzo, in entrata del mio "regolatore di carica" un bel condensatore elettrolitico.

A proposito, mi è sembrato che il condensatore elettolitico, che utilizzo in parallelo al motore della pompa, scaldi. E' possibile ? E perchè ?

[gabri-z]

" E perché ? "

E' una domanda Tua oppure un test per noi ? Non hai una risposta nel SW ?

[dnmeza]

capacità del condensatore ? tensione di lavoro e tensione del condensatore ? corrente ?

[Luigi Marchi]

Macchè test. Sono laureato in altre materie. Faccio esperimenti e basta. Cerco di capire le cose. Tutto qua.

 

[gabri-z]

Cosa c'entra la corrente con il riscaldamento . Sono la tensione e la qualità di mezzo.

[Luigi Marchi]

Il mio condensatore è da 470 mf 63 volt. Lavora a 24 volt con 4 amper max, in uscita.

In entrata gli arrivano delle vere e proprie sberle. Di durata brevissima e intensità elevata (onda quadra).

[gabri-z]

 

Bisogna cambiare.....Hw.

(anche) .

[Luigi Marchi]

Se il duty cycle è del 10% come spesso accade l'intensità della "sberla" può arrivare a 40 amper.

Tutto è in funzione della resistenza di shunt da 0,22 ohm e del differenziale di tensione tra fotovoltaico e pompa, oltre alla resistenza del Mosfet.

[gabri-z]

E perché pensi che Ti sia stata fatta la domanda " a che frequenza..." ?

[Luigi Marchi]

Ho capito benissimo che il mio "carichino" lavora come un Mosquito monocilindrico a basso numero di giri che ha bisogno di un grande volano per "girare" tondo.

Mi chiedo allora se ci sia anche la soluzione del bicilindrico, cioè di 2 Mosfet, in push-pull.

[Livio Orsini]

Quote

 

Non mi sfugge che pilotare un motore a impulsi pone qualche problemino. Me ne sono accorto.

Infatti io non alimento a impulsi la pompa.

Alimento a impulsi un condensatore elettrolitico che si carica e stabilizza la tensione per la pompa. Che "gira" assai meglio.

 

 

Quote

Macchè test. Sono laureato in altre materie. Faccio esperimenti e basta. Cerco di capire le cose. Tutto qua.

Scusami Luigi, l'ignoranza è ammessa; più o meno siam tutti ingoranti.

 

Quello che non va bene è farsene un vanto.

 

Fare 2 errori affinchè uno compensi l'altro non è prorpio il meglio.

Certo che con una capacità in parallelo la pompa sembra giri molto meglio. Le variazioni saranno di velocità saranno a livello di una tartaruga delle galapagos, ma gira.

 

E' sempre la solita differenza tra un lavoro abborracciato alla meno peggio ed uno che lavora bene.

Non ci sarebbe niente di male, quello che indispone è l'atteggiamento di sufficienza verso le critiche motivate da argomentazioni tecniche serie, basate sulle leggi dell'elettrotecnica e dell'elettronica.
 

Quote

Ho capito benissimo che il mio "carichino" lavora come un Mosquito monocilindrico a basso numero di giri che ha bisogno di un grande volano per "girare" tondo.

Mi chiedo allora se ci sia anche la soluzione del bicilindrico, cioè di 2 Mosfet, in push-pull.

 

 

 

No, non lavora come un mosquito, che ricordo andava benissimo, lavora come un mosquito rappezzato alla meno peggio.

 

Usare 2 Mosfet, o anche 2 BJT, in push pull, per pilotare un carico in PWM, non ha senso. Solo se intendi avere inversione di rotazione può avere un senso se usi alimentazione bipolare, altrimenti bisogna usarne 4 di interruttori.

 

Poi ci sarebbe da ridire sul pilotaggio del dispositivo di potenza, ma qui il discorso si fa ancora più serio.

 

Ora assolutamente non voglio che si ritorni alle solite discussioni in cui quando ti si chiede cosa preferisci mangiare per cena, tu rispondi che il pattinaggio a rotelle non ti interessa. Tanto per usare una metafora molto esplicita.

Perchè se si ricomincia con il solito giro, la chiudiamo immediatamente. Chiaro?

 

Un'ultima cosa.

Se non metti a disposizione anche la definizione delle porte di uscita di arduino, non si capisce come lavora.

Non sei obbligato, ma se vuoi che chi legge capisca devi rendere disponibile anche queste informazioni, per correttezza.

 

 

 

[dnmeza]

Se calcoli la reattanza capacitiva a circa 25 Hz con 4 A hai una potenza dissipata sul condensatore di circa 217 W, se poi hai spunti di 40 A ...... ti lascio a fare i conti, non è un'opinione è ....... vedi tu..... se per te la corrente non conta ? Hai tantissima buona volonta ..... ma ti mancano alcune basi.

[walterword]

Luigi , questi sono problemi di transitorio , lo devi studiare bene ...materia Elettrotecnica  

Se prima di disegnare e realizzare il circuito facevi una piccola progettazione ....ci sono dei software come il TI che dopo aver disegnato il circuito ti fanno la simulazione con grafici e tutto quello che serve per ottimizzare o cambiare , senza spendere denaro per i componenti e per il tempo della realizzazione .

Questo te lo sto dicendo da un po e te lo dirò finchè non imparerai a comportarti da buon progettista elettronico-automazione