Питание системы от батарей

Я сделал автоматический дозатор жидкости на основе arduino nano IR sensor. В настоящее время он питается от адаптера 12 В на 2 ампера. Адаптер 12 В подключен к понижающему преобразователю постоянного тока LM2596, который преобразует напряжение 12 В 5 В и питает arduino, ИК-датчик и обычный зеленый светодиод. Также я использую соленоид клапана RO (номинальный до 24 В постоянного тока), который питается от адаптера 12V. Таким образом, всякий раз, когда срабатывает ИК-датчик, двигатель постоянного тока (5 В 200 мА) и соленоид (12 В 300-500 мА) включаются на 3 секунды.

Теперь я намерен питать эту систему от батарей. Я рассматриваю следующие 3 варианта.

a.) Литиевые батареи последовательно (4 батареи по 3,7 В). Но опять же, здесь я считаю, что все будет сложно, так как мне нужно сделать BMS и зарядное устройство для этого. Есть ли что - нибудь готовое , чтобы я мог напрямую интегрировать аккумулятор и зарядное устройство с моей существующей системой ?

б.) Последовательно подключите 8 батареек типа ААА, чтобы получить напряжение 12 В. Но как долго этих батареек хватит для моего приложения ?

c.) Подключите 2 батареи 9 В последовательно. Опять же, не могли бы вы, ребята, пожалуйста, сказать мне, как долго они могут сохраняться в системе.

Я полагаю, что Arduino nano потребляет 20 мА, а ИК-датчик, вероятно, еще около 10-20 мА. Если бы не соленоид, я бы подумывал о подключении мобильного блока питания для питания системы.

, 👍2

Обсуждение

Вам следует проверить поставщиков радиоуправляемых моделей. У них есть лучшие предложения для аккумуляторов и зарядных устройств., @Majenko

9-вольтовые блочные батарейки находятся здесь. Они не могут обеспечить достаточный ток для питания соленоида, @chrisl

Использование AA даст вам около 5 дней времени выполнения, при условии, что он активируется один раз в час (24 раза в день) и LM2596 работает с эффективностью 80%. С AAA у вас будет всего 2,5 дня. Большая часть мощности используется ИК-датчиком Arduino +. Таким образом, перевод Arduino в спящий режим большую часть времени даст вам намного больше времени выполнения., @Gerben


2 ответа

1

Я думаю, вам следует использовать 3 литиевые батареи последовательно, и для правильной сбалансированной зарядки батарей вы можете использовать схему зарядки лития off the shell 3s, подобную этой.Таким образом, вы получите 4,2 * 3 = 12,6 В при полной зарядке, а при полной разрядке вы получите 3,7 * 3 = 11,1 В от аккумулятора.

Так что все же я думаю, что ваш насосный двигатель будет работать на 11 В, и есть вероятность, что ваш solanoid также будет работать на 11 В, он просто потребляет больше тока, чем обычно.

,

Спасибо. Согласно техническому заданию (https://aws.robu.in/wp-content/uploads/2017/09/DATASHEET_ROBU.IN_.pdf ), я считаю, что мне нужно подключить 3S1P, чтобы получить 12,6 В. Кроме того, могу ли я заряжать аккумуляторы одновременно с адаптером 12 В 2 А во время питания нагрузки? Кроме того, как я узнаю, когда мне следует подключить зарядное устройство? Как долго моя система будет работать с комбинацией 3s1p из 3 батарей 18650., @user3796354

Не следует запускать устройство от батарей, одновременно заряжая батареи. Зарядному устройству будет сложно определить, когда батареи заряжены (dv / dt будет работать неправильно), и вы рискуете перезарядить их. Для батарей 3S вам необходимо балансировочное зарядное устройство, в противном случае вы можете получить элемент с обратной зарядкой, так как элементы разряжаются неравномерно. Это разрядит вашу батарею. Вам нужно интеллектуальное зарядное устройство "на месте", которое отсоединяет аккумулятор во время его зарядки и питает устройство непосредственно от входящего источника питания., @Majenko

@Majenko Согласно спецификации на странице 3 (https://aws.robu.in/wp-content/uploads/2017/09/DATASHEET_ROBU.IN_.pdf ), я полагаю, что у этого есть механизм мультиплексирования мощности, поскольку они соединили зарядное устройство и нагрузку вместе., @user3796354

По-моему, выглядит неплохо, хотя это не зарядное устройство, а просто защита. Он должен защищать батареи от чрезмерного / недостаточного заряда с помощью тупого зарядного устройства, и это хорошо., @Majenko

@Majenko спасибо тебе. Но все же здесь нет автоматического отключения от аккумулятора и непосредственного включения нагрузки при подключении тупого адаптера, верно? Таким образом, одновременное подключение адаптера для питания нагрузки и зарядки аккумуляторов было бы невозможно., @user3796354

Схема защиты отключит аккумулятор, когда он будет заряжен., @Majenko

@user3796354 Это не вызовет никаких проблем, если вы заряжаете под нагрузкой, потому что ваша нагрузка будет получать питание как от аккумулятора, так и от адаптера, так что не беспокойтесь. но для зарядного напряжения он не будет заряжаться полностью, если вы подадите 12 В, это повысит уровень напряжения батареи до 12 В, но не более, поэтому вам необходимо обеспечить более 12,6 В до 13 В в соответствии с техническим описанием. А для расчета времени, на которое хватит вашей батареи, вы можете использовать онлайн-конвертеры, такие как [this](https://www.digikey.com/en/resources/conversion-calculators/conversion-calculator-battery-life), @dharmik

@dharmik спасибо. Вместо этого я также могу использовать батарейный блок, подобный этому (https://robokits.co.in/batteries-chargers/skycell-li-ion-battery/11.1v-skycell-li-ion-batteries/li-ion-11.1v-2200mah-2c-with-inbuilt-charger-protection) , верно ? Он имеет встроенный модуль BMS и может заряжаться от адаптера 12V 1A., @user3796354

@user3796354 да, вы можете, потому что этот батарейный блок имеет ту же схему внутри., @dharmik

Дхармик, как ты думаешь, можно ли заряжать аккумулятор по ссылке выше с помощью обычного зарядного устройства? Потому что я изучал вопрос о зарядке литиевых аккумуляторов, и я считаю, что зарядное устройство должно поддерживать абсолютное максимальное напряжение 4,2 В на ячейку, чего обычные зарядные устройства не смогут сделать., @user3796354

@user3796354 Он будет заряжать ваш аккумулятор при обычном, но не полном заряде 12 В, потому что напряжение имеет свойство переходить от высокого потенциала к низкопотенциальному напряжению, поэтому он будет заряжаться до максимального напряжения 12 В, не более, пока вы не подадите на него больше напряжения. Таким образом, вы можете сделать одну вещь, если вам нужна полностью заряженная батарея и обычный адаптер, вы можете добавить 2-амперный преобразователь постоянного тока в постоянный для замены 12 В примерно на 12,6-13 В., @dharmik

@dharmik хорошо. Спасибо, @user3796354

Это не зарядное устройство; это схема защиты, известная как BMS. Попробуйте приобрести балансировочный BMS 3S для сборки вашего аккумуляторного блока и используйте подходящее зарядное устройство для зарядки аккумулятора., @ocrdu

1

Рассмотрите возможность использования свинцово-кислотной батареи с герметичными ячейками 12 В. Они довольно дешевы, и их легко найти в самых разных емкостях, а зарядные устройства также просты и легки в поиске.

Автомобильный аккумулятор будет питать вашу систему примерно вечно, поскольку он обладает такой огромной емкостью.

Выяснить, как долго прослужит данный тип батареи, - это простой математический вопрос. Рассчитайте среднюю потребляемую мощность всего вашего проекта в миллиамперах. (Вам необходимо включить мощность, потребляемую вашим регулятором напряжения. Линейные регуляторы, встроенные в ардуино, довольно неэффективны и работают за счет рассеивания избыточного напряжения в виде тепла.)

Общая мощность аккумулятора выражается в миллиамперах/часах. (где 1 миллиампер в час - это миллиампер мощности, потребляемый в течение полного часа.) Если ваша система потребляет 2 ампера, или средний ток 2000 миллиампер, а батарея рассчитана на 2000 мАч, или 2 ампера в час, заряда батареи хватит на 1 час.

Для систем с батарейным питанием вам следует подумать о том, чтобы отказаться от встроенного линейного регулятора в вашем Arduino и вместо этого использовать переключающий регулятор и подавать регулируемое напряжение 5 В непосредственно на плату. Переключающие регуляторы могут работать с КПД 90% +, по сравнению с КПД примерно 40-50% для линейных регуляторов (у меня нет конкретного показателя КПД для линейных регуляторов, и он зависит от входного напряжения по сравнению с выходным напряжением. Число 40% - 50% - это обоснованное предположение.)

,
Смотрите также: