Relé de disparo a diferentes tensiones con comparador de tensión

TL; DR : necesito ayuda para hacer un relé con comparador de voltaje que acepte dos voltajes de referencia.

Apuntar

Mi proyecto necesita ejecutar una Raspberry Pi con energía solar. El panel solar se conectará a un banco de energía que luego se conectará a Raspberry Pi.

Desafío

Funcionar con energía solar significa que no quedará suficiente energía en el banco de energía para el Pi. En este caso, lo apagaré y lo volveré a encender cuando haya suficiente energía. Este proceso debe ser automático ya que el proyecto se instalará en un lugar remoto.

Dado que Raspberry Pi no tiene la capacidad de detectar la energía del banco de energía directamente, planeo instalar un circuito entre Pi y el banco de energía. Usaré un MCP3008 - Convertidor analógico a digital para detectar el nivel de voltaje del banco de energía. El diagrama esquemático se verá así. Foto de https://github.com/joachimvenaas/gbzbatterymonitorEjecutaré un script para apagar Pi si detecta que solo queda el 5% de la energía.

Problema

Después de apagar Pi, quiero cerrar completamente el circuito entre Pi y el banco de energía, así que planeo usar un relé para esto. Creo que Relay con LM393 como este hará el trabajo.

El problema es que quiero apagar el relé cuando el voltaje es igual al 5% de la potencia de la batería y encenderlo automáticamente cuando la batería alcanza el 25% de su potencia. El módulo que considero puede establecer solo un valor de voltaje.

Entonces, ¿hay alguna forma de que pueda establecer un valor de voltaje para que el relé se apague y otro valor para que se encienda?

Bienvenido. En una palabra-NO. Necesita comparadores dedicados para cada función. Use 2 módulos o compre un comparador cuádruple LM339, algunos transistores y un relé. Pero en cuanto a la carga de trabajo, es mejor comprar lo que ya está hecho.
@VTNCaGNtdDVNalUy Gracias por el aviso. Pensé en usar dos módulos, pero no puedo pensar en una forma de conectarlos. Incluso en serie o en paralelo, ya que un voltaje de referencia es más alto, solo ese módulo hará que el interruptor se encienda y apague y el módulo de referencia más bajo nunca funcionará, supongo.

Respuestas (2)

Entonces, ¿hay alguna forma de que pueda establecer un valor de voltaje para que el relé se apague y otro valor para que se encienda?

Puede usar un comparador con histéresis como este: -

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Este circuito fue diseñado para ser un comparador de baja potencia (sub 1 uA) que funciona alrededor de 3 voltios. Utiliza R5 para configurar la histéresis: -

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V3 (la batería) aumenta de 1,5 voltios a 4 voltios y la salida del comparador cambia a nivel alto a aproximadamente 3,1 voltios y luego cambia a nivel bajo a aproximadamente 2,9 voltios.

Si juega un poco con los valores, obtendrá lo que desea, pero concéntrese en el punto medio entre el 5 % y el 25 % para el punto de ajuste real y deje que la histéresis le proporcione los márgenes que desea.

Por ejemplo, si cambio R5 a 1 Mohm obtengo esto: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Entonces, ¿la región de histéresis da los valores límite para voltaje alto y bajo que encenderán o apagarán el relé?
Sin control de histéresis (R5 y R4 en el circuito), el comparador se encendería y apagaría en el mismo punto de ajuste. La histéresis extiende ese punto de ajuste para producir un punto de ajuste límite superior e inferior.
Gracias por explicar esto. Probaré este enfoque y actualizaré mis resultados.
@ user8703143 Me di cuenta de que es posible que no haya suficientes detalles en el esquema, así que lo actualicé para que quede más claro.
Gracias por ser útil. Como puede ver en mi otra pregunta , me estoy rascando la cabeza sobre cómo estabilizar la referencia de voltaje. Dado que mi referencia de voltaje también depende de la batería, ¿el V2 de su circuito permanecerá en el mismo voltaje si V3 cambia con el tiempo? (Editar: vi tu otra respuesta y ahora me doy cuenta de que usas referencia de voltaje. Ahora entiendo esta parte).
Bien, si ha terminado, el siguiente paso es elegir una respuesta para aceptarla formalmente. ¿Sabes cómo hacer eso por cierto?
Si seguro. Gracias por estar atento.
EE es un tema en el que la atención al detalle puede marcar una gran diferencia.

Es fácil calcular la histéresis para 2 umbrales cualquiera, pero es difícil detectar la energía de la batería [nivel de capacidad] o el estado de carga (SoC) si no tiene un medio preciso para medir esto. Usar voltaje solo significa que necesita mucha histéresis. Esto se debe a la ESR de la batería y a un efecto de carga de doble capa en todas las baterías, lo que hace que la memoria regrese a un voltaje de reposo después de cargarse o descargarse. Puede ser bastante preciso usar el voltaje de reposo, pero eso requiere apagar la carga y, por lo tanto, puede causar un problema de ciclo. Sin embargo, si su experiencia usando est. 5% y 25% para Off & On funciona, debe medirse en estados opuestos. es decir, apagar cuando está encendido al 5 % de SoC. luego encienda cuando se esté cargando al 25%.

Es debido a la diferencia en ESR para la capacitancia primaria y de reposo y la corriente de operación que causa esta aparente caída de voltaje y el efecto de memoria para volver al voltaje de reposo. Esta ESR aumenta con la edad y rápidamente por debajo del 5 % de SoC, lo que hace que una medición de voltaje simple sea delicada de elegir para estos umbrales frente a un método de contador de Coulomb, tal vez.

También puede considerar un FET de potencia en lugar de un relé de potencia, que también tiene efectos de histéresis y EMI.

¿Puede definir los umbrales reales?

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