Mi è stato chiesto da un amico di realizzare un apparecchio che gli permettesse di monitorare le batterie della sua barca a vela. Per chi ancora non lo sapesse, le imbarcazioni sono equipaggiate di due batterie, una per l'avviamento del motore e l'altra per l'alimentazione dei servizi di bordo.
Le due batterie vengono caricate dall'alternatore del motore, ma nelle barche a vela, si sa, questo motore potrebbe rimanere spento per parecchie ore durante la navigazione e durante la sosta all'ancora.
Gli impianti luce, frigo, radio, pompe acqua ecc. vengono comunque alimentati scaricando la batteria servizi.
Molti proprietari di imbarcazioni sono corsi ai ripari acquistando  moduli FV e regolatori di carica per sopperire al problema, ma quanto carica il modulo FV? Quanta corrente viene assorbita dalla batteria?
Purtroppo a questi quesiti non è sempre possibile rispondere. Ecco quindi lo schema di questo circuito che monitora le tensioni delle due batterie, le correnti di carica e scarica (attraverso LEM HASS esterni) e la corrente di carica dal fotovoltaico (max 15A).
Il circuito è dotato di 3 uscite MOSFET utilizzabili per staccare carichi o accendere un carica batterie ad un determinato livello di tensione.
La visualizzazione dei valori letti è affidata ad un display NEXTION collegato al circuito attraverso un semplice connettore RJ45.
La sezione di alimentazione del circuito (non presente nello schema) è affidata all'ormai noto LM2596.

Attendo suggerimenti e critiche per poter migliorare il tutto.



...uao. ..capolavoro.
Sei molto bravo a disegnare con Eagle e mi piace molto che non economizzi sui condensatori.

Non mi è chiara una cosa.
Come fai a discriminare le tensioni in ingresso al 744053.
Cioè se seleziono S1 per leggere la tensione batteria ,ottieni in uscita a z solo una  Vbatt .
C'è qualcosa che mi sfugge  ;)


Aspe' ...non è che hai invertito gli S con gli Z ?

Bravo Elettro! Mi sarei accorto solo durante la prova sul prototipo. 

Ho aggiornato lo schema nel primo post

Sezione Alimentazione


ottimo ...mi piace sempre più.
Vedo il buon vecchio 2596 .lo adoro ..
Se vuoi risparmiare due resistenze puoi usare la versione 5V 


LM2576, su TME costa ancora meno 

lemax74 :
LM2576, su TME costa ancora meno 

😂😂😂😂 ...alla fin fine 50Khz vanno benissimo

Ho disegnato un PCB singola faccia pth per chi non digerische gli SMD. Le tracce in rosso sono ponticelli

Dimensione PCB 78,72x81,7168 mm

Ho semplificato il circuito con un'alimentazione ricavata da 7805


...uao e nuovamente uao ...
Bella disposizione e bei colori  .

Mancano solo i fori di fissaggio ,oppure hai in mente qualche altra soluzione ?

Se hai la possibilità dedica più pcb al 7805 ...
Bisognerebbe calcolare la dissipazione nella peggior condizione e l'aletta necessaria.
Eventualmente vai di prova pratica ed eventualente l'aggiungi successivamente ,ma sin da ora lascia lo spaio necessario  ;)

Adattato PCB con misure 80x90mm circa per contenitore TEKAL2
Aggiunta aletta di raffreddamento per 7805


Sempre più bello ...sei bravissimo  .

Forse una miglioria è legata alle piste dell'ACS .
Secondo i calcoli la pista più lunga (circa 15mm) dovrebbe raggiungere i 120° @15A .

Puoi sempre far lavorare l'acs al contrario è usi la formula :
I_fv = abs (Adc_fv - 511) * fattore_conversione

Con questa formula anche se scorre la corrente al contrario ,il valore restituito risulterà sempre positivo ....

ElettroshockNow :
Forse una miglioria è legata alle piste dell'ACS .
Secondo i calcoli la pista più lunga (circa 15mm) dovrebbe raggiungere i 120° @15A .


Si, in realtà il mio PCB è realizzato con SMD (secondo me più comodi durante la realizzazione), per chi è allergico agli SMD ho fatto questo circuito PTH, purtroppo portando sotto l'ACS le tracce si sono incrociate e sono stato costretto a realizzare la traccia lunga. Invertirò le tracce

aggiornato PCB nel post precedente.

Invertiti piedini in/out dell'ACS, comunque rinforzerò le tracce

Grazie lemax per la tua fantastica condivisione .

Credo proprio che sarà uno strumento utile per molti camperisti  ;) ....
In pratica con un solo apparati hai tutto a disposizione .
Tra poco inizierà la parte più divertente ..il software.

Hai pensato anche di implementare il SOC ?

Illuminami sul SOC. cosa intendi?

Stato di carica, OK. potevo pensarci un po di più
In realtà è un discorso un po complicato perché dipende dal tipo di batteria usata, giusto?
Solitamente le batterie del motore sono semplici batterie al piombo mentre le batteria servizi sono di vari tipi, AGM o altro a bassa autoscarica. Come faccio ad implementare il SOC?

lemax74 :
Come faccio ad implementare il SOC?

Gran brutta bestia il SOC .
L'algoritmo dovrebbe prendere in considerazione molte variabili (tipo batteria ...Corrente carica...corrente scarica....temperatura...numero cicli...capacità..ecc ecc)

Il modo più semplice è calcolare il rapporto degli Ah con gli Ah dichiarati dall'accumulatore.

Per farlo basterà :


#define Batt_Capacity 40000//mAh
#define Batt_Efficiency .8
unsigned long Last_sampling;
float mAh_Batt;
float I_Batt; //Ampere
int SOC;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
I_Batt=10;//esempio 10A

if(millis()>Last_sampling){//evita il conteggio ogni reset del millis() ..circa 50gg
if(I_Batt>0) mAh_Batt+=I_Batt*(millis()-Last_sampling)*Batt_Efficiency;
else mAh_Batt+=I_Batt*(millis()-Last_sampling);
}
Last_sampling=millis();
mAh_Batt=constrain(mAh_Batt,0,Batt_Capacity);

SOC=int(mAh_Batt/Batt_Capacity*100);

Serial.print("SOC=");
Serial.print(SOC);
Serial.println("%");

}



poi il passo successivo è ridurre il valore Batt_Capacity in funzione dei cicli effettuati ...basandosi sul datasheet della batteria





Interessante Elettro, sicuramente in una versione aggiornata inserirò anche il SOC! Intanto esco con un paio di prototipi di prova.

Arrivati PCB per i prototipi


Che eleganza  ...
Il verde mi ha sempre affascinato ...rende il prodotto very professional

L'assemblaggio procede


Che si dice ? 
Adesso arriva la parte più bella (secondo me ) della programmazione e diavolerie .

Cmq credo proprio che sia un buon prodotto ,con ottimi sensori e con un display da far impallidire i classici LCD.
Unico difetto che ho riscontrato è il riflesso se installato all'esterno ,ma non credo che sia il tuo caso.
Cmq ho visto che esistono delle pellicole Anti riflesso e forse anche lì c'è una possibile soluzione

L'altro giorno ho fatto scorrere circa 10A sul sensore di corrente per qualche oretta. Non sono riuscito a misurare la temperatura sui piedini dell'integrato, ma erano bollenti! Come farà a sopportare 20A? Mistero! Io comunque darò per buona una corrente massima di 10 A, mi farò prestare una termocamera e ripeterò il test. Per correnti maggiori userò un sensore LEM tipo LTS ed il collegamento con faston. È probabile che la versione 10A che ora sto provando non venga neanche commercializzata. Vedrò in futuro

Con 10A dovrebbe dissipare solo 120mW !!!
Abbonda di stagno sulle connessioni  ;)

Grazie Elettro, abbonderò di stagno anche se non ho molte piazzole da ricoprire, vedrò che posso fare. Sicuramente un'analisi con termocamera non guasta!

Mentre aspettavo i PCB e i componenti avevo iniziato a lavorare sulla parte grafica del display, Ho pensato anche di realizzare questo piccolo programmino con APPInventor che simula le schermate del display. In questo modo chi vorrà acquistare il prodotto sa già quali sono le sue potenzialità e, successivamente può usare il programma come guida al funzionamento.

Posto il link APK per poter installare il programma su smartphone android.

Ovviamente il programma NON accede a rubriche o qualsiasi altro dato sensibile presente sul telefonino di chi lo installa!

https://drive.google.com/file/d/0B5r6jAIEXxoQLUpTWjNnS2UtX1E/view?usp=sharing

Ovviamente il programma non è completo, mancano un po di schermate, ma dà l'idea di come sarà il progetto una volta completato

Tanto per stuzzicare un pò vi posto le foto del contenitore display che ho chiesto di fare ad un amico con stampante 3D




Uao. ..qui si fa' seria la cosa  ..
Per lo stagno intendevo solo le piazzole dell'acs .
Ho scaricato il programma ...ben fatto ..
App inventor è eccezionale

ElettroshockNow :
er lo stagno intendevo solo le piazzole dell'acs .

Certo Certo

ElettroshockNow :
Ho scaricato il programma ...ben fatto ..

Grazie! E' un programmino semplicissimo, ma almeno dà l'idea di come diventerà il progetto una volta completato


Aggiornato il programma Android per la guida all'uso del display

https://drive.google.com/file/d/0B5r6jAIEXxoQLUpTWjNnS2UtX1E/view?usp=sharing

Novità? 
È un progetto molto interessante e sarebbe un peccato non vedere il traguardo  ;)

Ci sto lavorando.
Ho avuto qualche richiesta da potenziali clienti e sto cercando di portare a termine il tutto in tempi ragionevoli.

Purtroppo il tempo a disposizione è limitatissimo e non mi consente di portare avanti il progetto come vorrei. Visto però che la cosa interessa anche il mercato ho fatto produrre delle cornici in alluminio per il display. Non appena mi arrivano posto qualche foto.

Lo schema è rimasto comunque lo stesso, sto lavorando un po sul firmware, ma sono un po arrugginito.