El panel solar no se carga después de que la batería lipo esté baja

Estoy tratando de ejecutar arduino con un panel solar, tengo un proyecto para la agricultura, por lo que la electricidad es un problema. Necesito usar una energía independiente.

Compré Solar Power Manager 5V SKU DFR0559 y una batería LiPo de 2000 mAh, también este es mi panel solar Panel solar de 5v 250 Ma Usé 4 paneles solares paralelos para aumentar la corriente de carga. mi circuito es el mismo que dice docs .

ingrese la descripción de la imagen aquí

Después de la información preliminar, pasemos a la pregunta ahora.Al principio, hago una batería LiPo completamente cargada y cargo una muestra de parpadeo de arduino a Arduino mega y comienzo a circuito. Si mido el consumo de corriente instantáneo de arduino mega, muestra 40-50 mA. Así que todo funciona bien. LiPo está lleno con 2000 mAh, necesito un máximo de 50 mAh y la energía solar es de aproximadamente 5 W. He probado que funciona bien durante 2 días. Pero después de todo si cubro el panel solar y el sistema funciona solo con batería LiPo. (Estoy simulando un día largo y nublado, y si la energía LiPo terminó) después de que el voltaje de la batería LiPo disminuya a un nivel crítico. DFR0559 está cortando la energía. Despues de eso aun si abro el panel de soler y volteo a sol. El sistema no se inicia correctamente. La batería LiPo no se carga bien en los documentos de DFR0559, dice que comenzará a cargar 90 mA hasta el umbral de voltaje. Bueno, Arduino necesita 50 mA, por lo que solo quedan 40 mA para la batería lipo. En condiciones normales, estoy midiendo más de 500 mA que pueden producir paneles solares, pero ahora son solo 90 mA, DFR0559 limitando el consumo de amperaje. Debido a esta baja corriente, la batería LiPo no se puede cargar correctamente y el sistema no puede volver a funcionar correctamente. El sistema se apaga en el momento en que se pone el sol.

¿Cómo se puede solucionar este problema?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Parece un diseño MPPT defectuoso con un uso insuficiente de energía solar. Debe pasar por alto el regulador de refuerzo hasta que llegue a 3,6 V para que cuando comience la corriente de sobretensión del regulador de refuerzo, no agote el voltaje fotovoltaico. El corte debería ser quizás más alto como 3.1V
Habría elegido un PV de 10 W para evitar apagones
No dice qué es el "nivel crítico", pero si desea que su celda LiPo tenga una vida útil prolongada, debe apagarse a aproximadamente 3.2V más o menos. Las celdas recargables de litio-cualquier cosa pueden dañarse tanto en condiciones de bajo voltaje como en condiciones de alto voltaje. Necesitas proteger la celda.

Respuestas (2)

La documentación establece que hasta que el voltaje de la batería alcance los 3V , solo realizará una carga lenta de la batería ( carga muy lenta ), a un máximo de 90 mA. Esto es para proteger la batería:

Carga lenta: dado que la resistencia interna de la batería de litio aumenta cuando el voltaje es bajo, no es una buena manera de cargar con mucha corriente al principio. De lo contrario, la temperatura de la batería aumenta y la duración de la batería se reduce. Cuando el voltaje de la batería es inferior al umbral de voltaje de carga lenta de 3 V, el módulo entra en la fase de carga lenta, cargando la batería al 10 % de la corriente de carga máxima hasta 90 mA, hasta que el voltaje de la batería sea superior a 3 V.

Una vez que la batería alcance los 3 V, comenzará una carga de corriente constante de hasta 900 mA, hasta que alcance el corte de 4,2 V, momento en el que cambiará a carga de voltaje constante. Por lo tanto, la batería podría tardar un poco en volver a un estado en el que realmente pueda extraer energía de ella.

Aparentemente, hay un voltaje mínimo de batería de 2,4 V, por debajo del cual se corta la salida de la batería. Si su batería está descargada, con una carga conectada, su salida puede caer por debajo de eso, incluso si su batería se ha cargado un poco.

Simplemente deje el panel solar conectado por más tiempo. Después de un período de carga lenta hasta que alcance un nivel seguro, comenzará una carga más rápida. Una vez cargado lo suficiente, debería volver al estado inicial.

Pero después de todo si cubro el panel solar y el sistema funciona solo con batería LiPo. (Estoy simulando un día largo y nublado, y si la energía LiPo terminó) después de que el voltaje de la batería LiPo disminuya a un nivel crítico . DFR0559 está cortando la energía .

El DFR0559 tiene un corte de bajo voltaje de 2.4 V, que es demasiado bajo para ciclar una batería Lipo y reducirá en gran medida su vida útil si se hace varias veces.

Necesita un circuito que desconecte la batería antes de que se descargue en exceso, por encima de 3 V. Si el Arduino puede estar realizando una operación crítica que no puede ser interrumpida por un corte de energía, entonces debería controlar el corte por sí mismo (monitoreando el el voltaje de la batería y el apagado y/o el apagado) o que el circuito de corte lo solicite de antemano para que pueda realizar un apagado ordenado.

A pesar de las 'diversas funciones de protección para la batería, el panel solar y la salida' de este módulo, no es una solución completa para su aplicación. entonces cuales son tus opciones?

  1. No permita que la batería se descargue por debajo de los 3 V, asegurándose de que haya suficiente energía solar disponible para mantenerla cargada.

  2. Controle el voltaje de la batería con el Arduino y reduzca el consumo de energía tanto como sea posible cuando la batería esté casi descargada (por ejemplo, por debajo de 3,7 V). Con modificaciones como la eliminación del regulador integrado y los LED y el funcionamiento en modo de "reposo", el consumo de corriente de un Arduino Uno se puede reducir a ~30 μA. Esto extendería la vida útil de la batería cuando la energía solar no esté disponible, lo suficiente como para evitar una descarga excesiva antes de recargarla.

  3. Agregue un circuito externo que monitoree el voltaje de la batería y corte la energía del Arduino cuando el voltaje baje, por ejemplo. 3,5 V, y lo restaura cuando el voltaje de la batería supera, por ejemplo. 3,7 V (esta histéresis es necesaria porque el voltaje de la batería 'rebota' cuando se retira la carga). Este circuito también podría emitir una señal de "energía buena" que el Arduino puede monitorear para que sepa cuándo se va a quitar la energía.

El DFR0559 tiene un pin de control llamado EN_VOUTque se puede usar para apagar la salida de 5 V. Sin embargo, esto no apaga el amplificador de tensión, que consume ~100 μA cuando funciona con una carga ligera. Para desconectar completamente la batería, deberá insertar un MOSFET entre la batería y el DFR0559, controlado por un circuito de corte externo.

gracias por tu impresionante respuesta de sus escritos, entiendo que el problema es el corte de 2.4 V, pero el voltaje de umbral de carga lenta de 3V. Hay proceso doloroso de 0,6 voltios. por lo tanto, el corte de voltaje debe estar muy cerca de 3V. en este punto Aunque DFR0559 es caro, tp4056 se ve mejor. Encontré un buen blog sobre tp4056 best-microcontroller-projects.com/… ). ¿Tengo razón?