Djupurladdningsskydd, 80 ampre (schema)

[Martin]

En liten justering av spänningen kan vara önskvärt. T ex om man har en liten batteribank så kanske man vill köra den lite hårdare och tolerera en DoD på 80%. En större bank kanske man bara vill tömma till 50%. För att undvika att folk ställer in fel, som Jonas säger så kan man göra så att spänningen bara går att justera mellan 11,5 till 12,0 V.

[Emil]

Hej, jag är ny på forumet. Jag har konstruerat urladdningsskyddet.

Kul att det blir lite diskussion om bygget.

Motståndet R2 kan sänkas till 220kohm då ger den skillnad mellan till och frånslagsspänning på ca 0,7V. Se bilden nedan.

Uppmätta värden från ett färdigt bygge. Gul kurva = batterispänning, grön kurva utsignal från pin 7 på LM358:an.
Provade med ett variabelt nätaggregat som "12V:s batteri"

Hysteres med 220kohm.jpg (44.31 KB) Visad 4723 gånger

Har man R2 på 1Mohm som i schemat så blir den onödigt känslig, så byt R2 till ett lägre värde ( 100-330kohm ) !

En annan ändring man kan göra är att byta ut Zenerdioden till en TL431, en IC som är en variabel Zenerdiod. Önskad spänningen sätter man med två motstånd. Den är vanlig i switchade nätdelar bl.a., så det går att plocka användbara delar ur gammalt skrot också. ( Slipper postens avgifter gör man också... )

Kopplingsschemat till en förbättrad spänningsreferens.

Spänningsreferens med TL431.jpg (27.97 KB) Visad 4719 gånger

Ett alternativ är att bara ha en summer som börjar pipa ilsket när batterispänningen är för låg, en nackdel är att det fungerar endast om man är hemma och kan stänga av förbrukare. En fördel är om man använder datorn med batteri är att man har möjlighet att stänga av den i tid. Blir lite retligt om strömmen bara försvinner utan förvarning....utan att ha sparat det man håller på med.

Sen finns möjligheten att bygga ett urladdningskydd med en "enchipsdator" typ: PIC12F675
Den har inbyggd A/D-omvandlare med 10-bits upplösning, i klartext blir det t.ex. ett område på 0 - 102,3 Volt i steg om en tiondels volt. Allt som krävs är i princip en spänningdelare med två motstånd på ingången + mjukvara till PIC:en.
Gränserna som till och frånslagsspänning har man i mjukvaran som lagras i PIC:en, då kan alla
bestämma själv vilka värden man vill ha.


/Emil

[Emil]

Fortsättning från förra inlägget..........

Har gjort lite tester med en "datoriserad" variant av djupurladdningsskyddet.

Regulator V0_1_schema.pdf

Första testet av en kombinerad spänningsregulator / djupurladdningsskydd.

(28.12 KB) Nerladdad 231 gånger

Började med att testa med två stycken lysdioder på utgångarna, de visar om det är "ok" eller överspänning.
Lysdioden D1 tänds då spänningen överskrider 14,5V, kan användas för att bryta matningen från solpaneler
eller koppla in en dump-last för användning ihop med vindkraftverk.
Lysdioden D2 slocknar då spänningen är lägre än 11.0V, tänds igen då spänningen är högre än 11.5V
Hysteresen kan ändras till valfritt värde genom att ändra i programmet (källkoden).

Använde en TL431 som kombinerad spänningsregulator och referens till PIC12F675:an. Matningsspänningen
ska vara på exakt 5,12V, varför Jo, då blir det lätt att räkna då den minst signifikanta biten blir 0,03V
(mätområde 0-30,69 Volt).
Matar man med 5,00V blir det 0,029296875V......vilket är "något" jobbigare.
OBS! Det är noga att spänningen hålls exakt 5,12V. Märkte det efter praktiska prov med regulatorn.

Kaibreringen kan lösas på två sätt, ändra i mjukvaran eller med en potentiometer till TL431:an för att justera in exakt 5,12V
Motstånden R5,R6 och R7 är en spänningsdelare som ger en 1/6-del av inspänningen till PIC:en 0 - 5,12V.
Analog - Digitalomvandlaren (inbyggd i PIC12F675) ger ett tal mellan 0-1023.
Vi har alltså 1024 steg i intervallet 0-30,72 (Kommer av 6 * 5,12 = 30,72, 6:an kommer dit pga spänningsdelarens 1/6), varje steg är 0,03V stort.

Gul kurva = inspänningen (variabelt nätagg ), Grön kurva = djupurladdningsskyddets utgång
Röd kurva = Överspänning, bryter strömmen från solcellpaneler t.ex.
Röd och grön kurva hamnar egentligen på varandra så jag fick separera dem lite. Skiftar 0V - drygt 5V

Prov av regulatorn.jpg (37.15 KB) Visad 4646 gånger

Regulatorn klarar spänningar upp till 30,69V, med upplösning på 30mV. Så 24V:s batterier passar den för också.
Effektförlusten vid 30V är lite drygt 0.6W på motståndet R1 så den kan ökas en aning för 24V:s drift.
Mer tester ska göras.

Skickar med ett pdf-dokument som visar källkoden som går åt till bygget.
OBS! det är en början, programmet kommer säkert att ändras.
Finns det något intresse för bygget så kanske jag kan skriva en mer utförlig beskrivning till regulatorn.
Utvecklingsmiljön för PIC-processorerna finns gratis att hämta hos Microchip, sök efter Microchip och MPLAB på google.
MPLAB är drygt 100Mbyte stor.

Regulator_version_0_1_source code.pdf

Källkoden, version 0.1 :)
Den styr lysdioderna som den ska i alla fall.

(33.65 KB) Nerladdad 231 gånger

Hoppas att ni som läser detta inte har somnat än

Fortsättning följer........

[Göran]

Jag är vaken!
Hur stor ström klarar regulatorn?
Går överspäningsnivån 14,5 volt att justera? AGM-batterier vill gärna ha laddning upp till 14,7 volt.

[PowerMizer]

Åååååå, vad jag önskar att jag fattade sånt här!

[Emil]

God morgon!

Det har blivit något fel (vissa tecken saknas) när jag gjorde om källkodens textfil till pdf.
_ tecknet fattas bl.a.

Är det någon som vill ha originalfilen på källkoden så får ni meddela mig på forumet.


Till Göran:
Gränserna kan väljas fritt mellan 0-30V, så 14,7V går alldeles utmärkt.
Leta efter följande rader i källkods pdf:en ( tänk på att "_" tecknet saknas! )

Turn_off_voltage_H equ 0x01 ; Low battery voltage limit is set here
Turn_off_voltage_L equ 0x6F ; 0x016F = 11.01V

Turn_on_voltage_H equ 0x01 ; "Turn on load" battery voltage limit is set here
Turn_on_voltage_L equ 0x7F ; 0x017F = 11.49V

Over_voltage_limit_H equ 0x01 ; Stop charging voltage limit 0x1E3 =
Over_voltage_limit_L equ 0xE3 ; 0x01E3 = 14.49V


Vill man att max laddningsspänning är 14,7V så byter man ut 0x01E3 mot 0x01EA
Efteråt ska det se ut så här:

Over_voltage_limit_H equ 0x01
Over_voltage_limit_L equ 0xEA

(14,7/0,03)= 490 (decimalt), omvandlat till hexadecimalt blir det "1EA"
Prova själv i t.ex. i Windows kalkylatorn (läge "Avancerad") eller med en miniräknare som kan omvandla till "Hex".

PIC-processorn ger för närvarande ut endast signaler mellan 0 och 5V, man måste koppla in relä eller MOSFET
+ lite nivåanpassning. 5V är i lägsta laget för att styra en MOSFET, ett sving på 12V är bättre.
Enda kravet är att "strömbrytaren" ( MOSFET eller relä ) tål strömmen som belastningen drar.

[Jonas L]

Det här känns som ett bättre alternativ, om det är så mycket spänningar hit och dit som ska justeras

Det känns som att din strömförsörjning får en noggrannhet på 2-3%. Och det är säkert tillräckligt. Men då verkar det ju betydligt energisnålare att använda en serieregulator. Om man använder en gammaldags LM317 med 120 resp 370 ohm för återkopplingen så får man 5,10 V. Läser man lite grovt så klarar den 1% noggrannhet (5,05-5,15 V), men med lite temperatur och liknande skulle jag gissa på kanske 2%.

Roligt med lite elektronikutveckling på forumet!

[Emil]

Kommentar till Jonas:
Jo, jag har funderat på att använda LM317 också.

Men hur man än gör så vill man trimma in spänningen på något sätt, det är samma problem med TL431:an
som jag använder. En trimpot blir förr eller senare "skrapig" ( läs: dålig kontakt i ) då är det bättre med fasta motstånd.

TL431 ger en form av överspänningsskydd också, den tål max 100mA, med motståndet på 1kohm till plus så kan man lägga på en spänning av 105V innan man kommer upp i 100mA
( sen att ett 1/4W:s motstånd har brunnit upp för längesen är en annan sak )

------------------------------------------------------------------------------------------

MOSFET eller reläer till djupurladdningsskyddet är den stora frågan

Finns det någon som har erfarenhet av det här 12V:s relät som kjell & co säljer?
Stoppar för 70A !

Spolresistansen = ?

12V:s relä på 70A hos kjell & co.
Art nr 36113

Relä_36113.jpg (12.89 KB) Visad 4517 gånger

Strömsparare:
Låta PIC 12F675:an pulsbreddsmodulera (PWM) matningen till reläspolen ?
Spara lite ström den vägen.......100% först, sedan kanske 50% pulsbredd efter relät har dragit?

Eller....

Koppla en stor elektrolytkondensator över reläspolen och mata den med pulser
Provade just med ett 24V 50A relä från Bosch, en 10000uF e-lyt håller relät draget i ca 3sek.
Spolen drar 200mA @ 24V, gör nästan 5W som slösas bort, dygnet runt.....
Vill man ha en 5W lampa brinnande dygnet runt?.......nja

Kommentarer? Nya idéer ? Någon?

/EL

[Göran]

Ett relä som ska dra 5 watt dygnet runt låter inte så kul.
Regulatorn jag har till mitt vindkraftverk drar rejält med ström så om det inte blåser på ett tag suger den ur batterierna. En regulator till vindkraftverk behöver ju vakna till liv först när batterispänningen passerat 14 volt.

[Jonas L]

Relä som dras med en högre ström och därefter hålls med en lägre ström är en möjlig väg. Dock skulle jag inte våga använda ett sådant där relä från biltema. Jag har väldigt dåliga erfarenheter från deras 30 A bilrelä. De är gjorda för att slå av och på ett par glödlampor, mer är det inte. Ska man ha bra reläer så kostar det multum. ELFA verkar ha slutat sälja de reläerna jag har i bra-att-ha-högen. De skulle nog klara detta galant, med 100 A kontinuerligt. Ett sådant går nog på minst 2-400 kr i nypris.

MOSFET-alternativet är bättre, billigare och antagligen även enklare med tanke på att du vill begränsa effektförlusterna i lindningen.

[Emil]

Gjorde ett praktiskt test av regulatorn med en PIC12F675 igår måndag.

Bild på en färdig regulator

Regulator_1.jpg (77.65 KB) Visad 4569 gånger

Undersidan av kortet.

Undersidan av regulatorns kretskort.

Regulator_2.jpg (85.73 KB) Visad 4424 gånger

Schema och layout till regulatorn.

Sch_layout_regulator.pdf

Schema till regulatorn.

(74.38 KB) Nerladdad 226 gånger

Regulatorn modifierad för 24Volts batterier. Bilden nedan visar regulatorn i drift.
Jag fick lägga in lite hysteres (i mjukvaran i PIC12F675:an ) på överspänningsskyddet .
Ripplet syns på den gula kurvan.

Regulatorn igång, överspänning!
Röd kurva signalen som bryter strömmen från solcellspanelen.
Gul kurva batterispänningen.

versp_Regulator.jpg (38.24 KB) Visad 4421 gånger

[Göran]

Härligt! Vilka strömmar klarar regulatorn?

[Karro]

Härlig jordmecca!

[toca]

Snyggt jobbat!

[Martin]

Imponerande bygge

Ett tredje alternativ till reläer och MOSFET:ar är att använda en automatsäkring med trip istället. Nackdelen är så klart att man måste återställa manuellt när spänningen har stigit igen men det kan vara ett alternativ om man har en stor batteribank .