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Autor Tópico: Sistema embarcado movido a energia solar  (Lida 509 vezes)

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Offline ferroni.felipe

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Sistema embarcado movido a energia solar
« em: 05 de Fevereiro de 2019, 19:37 »
Boa tarde,

Estou desenvolvendo um protótipo que garanta uma maior autonomia a um dispositivo que contém uma antena GPRS (comunicação) e uma antena GPS (localização).

Estou usando:
Um painel de 5 w https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-998970136-placa-painel-modulo-solar-fotovoltaico-komaes-km-5w-_JM?matt_tool=17674455&matt_word&gclid=EAIaIQobChMI4Ia2iqml4AIVBgqRCh3n_AHgEAQYASABEgLyofD_BwE&quantity=1;

Controlador de carga do tipo PWM 6~12 V, 3 A https://www.banggood.com/12V-3A-PWM-Solar-Panel-Charger-Battery-Panel-Regulator-Solar-Charge-Controller-p-1303137.html;

3 células de Li-Ion 18650  9800 mAh em série https://www.americanas.com.br/produto/41648158;

1 rastreador de consumo típico de 60 mA.

Acontece que ao serem ligados, durante o dia, o dispositivo funciona perfeitamente, comunicando com meu sistema normalmente. Mas no periodo noturno a bateria não aguenta segurar o rastreador. Sendo que pelo meus cálculos, a bateria deveria garantir uma autonomia de pelo menos 6 dias. (9800/60)/24

E no outro dia, até que a bateria volte a uma tensão mínima de funcionamento. Meu rastreador não comunica. Fazendo com que perca dados essenciais para o desenvolvimento do meu projeto.

Fiz uma nova pesquisa e aprendi que baterias de Li-Ion precisam de cuidados especiais para serem carregadas, por isso adquiri um CI de Proteção 3s Bms Pra 3x Baterias 18650 Li-ion 5a (https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1070959200-proteco-3s-bms-pra-3x-baterias-18650-li-ion-5a-_JM?quantity=1)


Minha dúvida é saber se isso tem chances de dar certo, os primeiros testes não deram certo acredito por não possuir essa proteção Bms...é a primeira vez que lido com esse tipo de tecnologia e gostaria muito da ajuda de vcs para que possa entregar este projeto atendendo a necessidade básica que é conseguir se comunicar por um dia todo, e durante o dia recarregar o máximo que der a bateria.


Segue fotos do primeiro teste, sem a proteção das baterias (ainda não chegaram) para melhor entendimento.


Offline Njay

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Re: Sistema embarcado movido a energia solar
« Responder #1 em: 06 de Fevereiro de 2019, 01:21 »
Olá Felipe,

Esses controladores de carga solares são para baterias de chumbo. Uma bateria de chumbo de 12V com cerca de 10.5V está completamente descarregada e com uns 12.8V carregada (depois de repousar), enquanto que uma bateria de 3 células de "lítio-cobalto" tem uns 9V descarregada e uns 11.1V carregada. O controlador de carga desliga a carga (o "rastreador") quando a tensão da bateria está abaixo de uns 10.8V... logo aqui dá para ver que existe um problema. O controlador de carga teria que ser desenhado especificamente para baterias de lítio.

Por outro lado, ainda não vi uma 18650 com mais de uns 3600mAh... pelos que essas de 9800mAh são falsas de certeza. Se calhar têm 1000mAh. Aí no teu link aparece o nome "ultrafire", que é "uma conhecida marca de células falsas". O facto de estarem a ser publicitadas como "3.7V a 4.2V" é logo uma "red flag"...

A tensão que estes controladores de bat de chumbo tentam meter na bateria para a carregar é 14.5V, muito acima da máxima tolerada pelas células de lítio. Sem saber mais nada, eu no teu lugar metia essas células na reciclagem de baterias, pois podem ter sido sobrecarregadas e deixaram de ser de confiança, podem incendiar-se a qualquer momento.

Portanto tens que usar uma bateria de chumbo ou dispensar os circuitos protectores das células de lítio e encontrar um carregador para uma bateria de lítio 3S (3 células de lítio em série), que não sei se há...

As células de lítio aí agarradas às costas do painel solar apanham muito calor, não é o melhor local para as colocar.
« Última modificação: 06 de Fevereiro de 2019, 01:29 por Njay »

Offline ferroni.felipe

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Re: Sistema embarcado movido a energia solar
« Responder #2 em: 06 de Fevereiro de 2019, 14:32 »
Ola Njay,

Primeiramente muito obrigado pela atenção e resposta. Vamos lá:

- O que acha deste controlador para baterias de Li-Ion: https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-837129207-kit-painel-solar-15w-controlador-mppt-carga-bateria-litio-_JM?quantity=1

- Cheguei a desconfiar que estas baterias não eram confiáveis, mas minha equipe em conversa com um "Doutor" disse que essas eram as melhores que tinham no mercado...pela ligação primitiva que fiz, notei que apenas uma bateria foi consumida, chegando a medir 0,1 V entre os terminais da célula....vou descartar e procurar células originais. Obrigado pela informação.

Qual a minha idéia a partir de agora:

Trocar o controlador, carregar as baterias Li-Ion em série, usar um Conversor Boost Dc Step Up (https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1111884931-conversor-boost-dc-ajustavel-step-up-pronta-entrega-_JM?quantity=1) para aumentar a tensão que será entregue na carga.


Acha que ainda precisarei da proteção BMS ?

Acredita que dessa forma consigo fazer uma boa utilização da bateria garantindo a autonomia do meu rastreador?

Sobre as células estarem agarradas as costas do painel, estou pensando em um isolante térmico para diminuir a irradiância do calor, provavelmente uma lã de rocha...preciso que o dispositivo seja o mais "compacto" possivel pois os locais de instalação são restritos.

Muito obrigado pela atenção.

Offline Njay

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Re: Sistema embarcado movido a energia solar
« Responder #3 em: 06 de Fevereiro de 2019, 15:01 »
Esse controlador de carga para bateria de lítio fará o trabalho. Não é preciso BMS, o controlador, sabendo que está a carregar baterias de lítio, já tem as protecções necessárias (não faria sentido não ter! o facto de o controlador ser mesmo para células de lítio tem a ver com a utilização dos limites de tensão admissíveis e respectivas protecções, ou seja, não dar tensão a mais à célula nem deixar que ela descarregue abaixo de certa tensão). Depois o conversor boost vai então servir para obter os 12V à saída. Note-se que esse conversor também representa um consumo, tem consumo próprio, embora deva ser pequeno (podes medir com um multímetro).

Terás que ligar as células de lítio em paralelo, para utilizar com esse controlador de carga. É preciso algum cuidado ao ligá-las em paralelo pela primeira vez, porque se tiverem tensões diferentes, vão faiscar, e há risco de dano em algumas delas. Convém que as células a ligar sejam "iguais" (mesma marca e modelo, compradas juntas) e estejam com a mesma quantidade de carga, de preferência mais de 80%. Procura na net sobre procedimentos para ligar várias células de lítio em paralelo.

Se precisares de mais capacidade de carga, podes ligar mais do que 3 células em paralelo. E verificar se consegues carregar essas células o suficiente durante o dia com o painel solar usado.

Não sei como o painel é montado, mas se essas calhas em U ficam em cima e em baixo, isso dificulta o arrefecimento natural do painel por convecção; já se elas ficarem nas laterais, permitem mto mais facilmente que o ar passe de baixo para cima e arrefecem melhor o painel (o painel é mais eficiente quanto mais frio ele próprio estiver!).
« Última modificação: 06 de Fevereiro de 2019, 15:10 por Njay »