девайс для мониторинга каждого аккума батареи - нужен ли?

[KaYot 3 711]

 

 

задача - узнать о проблемах батареи до того, как узел потухнет раньше расчетного времени из-за осыпавшегося аккумулятора. а не продлить мучения полудохлого аккумулятора на пару месяцев.

 

100%.

Я почему участвую в теме - в прошлом году столкнулись с ситуацией, когда батарейная стойка должна работать(и работала 3 месяця назад при проверке) 10 часов, а при отключении света - узел потух через 3 часа. Из-за одной уставшей батареи.

Мониторящий девайс как раз позволил бы не уронить узел, за час предупредил бы о беде..

А не допускать разряд какими-то девайсами - задача гиблая и бессмысленная, с этим в меру сил и балансиры Микроватта справляются.

[ingr 74]

Тепер відбувається боротьба припущень (чи може хтось має об"єктивну статистику?). Пропоную це припинити і попробувати зробити реальний прилад для збору статистики.

Маю ще один аргумент на користь окремого гальванічно розв"язаного вольтметра. Можна організувати додатковий канал вимірювання пульсацій в діапазоні 1-2000 мВ (конденсатор-операційник-випрямляч-окремий_вхід_АЦП). Це не великі енергетичні витрати (макс. +2 мА) за дуже цікаві параметри як для діагностики стану акумулятора так і для діагностики системи зарядки.

[sanyadnepr 305]

Мониторящий девайс как раз позволил бы не уронить узел, за час предупредил бы о беде..

Плюсую !

[MICROWATT 765]

Саня и Кайот, вот при всем уважении к вам обоим...
Плюсуйте на здоровье. Но каким образом, глядя на вольтметр, можно определить емкость аккумулятора и предсказать его выход из строя мне непонятно.
Хотелки это одно, а реальные технические  возможности - другое.
ладно, будем считать что я принял участие в обсуждении. Если это кому-то помогло понять суть проблемы - хорошо.
Кому не помогло - реализуйте сии  девайсы и мониторинги.. Посмотрим что из этого получится.
Желаю успехов.

[MICROWATT 765]

Можна організувати додатковий канал вимірювання пульсацій в діапазоні 1-2000 мВ (конденсатор-операційник-випрямляч-окремий_вхід_АЦП). 

А оце ще навiщо? Що саме наявнiсть пульсацiй нам покаже? Поламався зарядний вузлик? Так ширпотреб-UPS взагалi може вiдмовити з досить великою вiрогiднiстю.....

Чи ви вже починаете розмову про надiйне обладнання? То це - iнша технiчна галузь  та зовсiм iнший  рiвень  знань.

[sanyadnepr 305]

Плюсуйте на здоровье. Но каким образом, глядя на вольтметр, можно определить емкость аккумулятора и предсказать его выход из строя мне непонятно.

Примерно так. Только в этом случае акумов два. А будет график по каждому, отдельно, и слабое звено будет наглядно видно, на графике. Вместо руками-ногами бегать и показания вольтметра записывать в клеточки. Плюс тревога о подыхающем акуме.

[FTTH_VN 59]

Можно вставлю свои 5коп...  Как бы в прошлом году делать было нечего зимой и игрался с  таким девайсом,в итоге за совсем не дорого получился девайс который  мониторит акб все ок, по snmp графики рисует, но почему никто из вас не учитывает температуру рабочей среды акб ? при + 30 и -20 совсем разные будут показания от акб, да и сам девайс снимающий данные с акб при - 20 будет вам   писать  не то что реально. Это сложная задача сделать точный прибор. Даже скажу очень сложная. Если просто сделать мониторку акб с snmp и забыть на точность, тогда нов проблем за копейки собрать девайс, выше писал на чем его собрать.  

Відредаговано 2016-11-08 21:14:08 FTTH_VN

[sanyadnepr 305]

Можно конечно не париться и юзать АРС и по уровню заряда или по другим критериям посылать генератор.

Но АРС не дешевое удовольствие и не всегда уместно.

[sanyadnepr 305]

ACS712 +Arduino mini + ENC28J60+DS18B20 скетчем поделюсь за пиво  и будет вам девайс с snmp мониторить акумы.

Примеры графиков мониторинга в студию

[MICROWATT 765]

 

Примерно так. Только в этом случае акумов два. А будет график по каждому, отдельно, и слабое звено будет наглядно видно, на графике. Плюс тревога о подыхающем акуме.

 

 

Ну, в данном случае нужен не Коран, а еще и толкователь Корана.

Что эти графики показывают? Что при автономной работе напряжение на батарее снижается?  Так это и так ясно.

Или что-то другое? Что отображено красной и синей линиями? Из чего следует что обнаружено "слабое звено"?

[sanyadnepr 305]

Что эти графики показывают?

Англицким по белому же написано. Цвет в квадратике соответствует на графике.

1. Заряд в %.

2. Нагрузка в %.

3. Напряжение текущее в вольтах, с точностью до сотых.

4. Номинальное напряжение.

5. Температуру с точностью до сотых в градусах цельсия(в F красная линия для наглядности).

6. Прогнозируемое время работы от батарей в минутах.

7. Время работы от батарей в секундах.

 

Линии ровные часами, потому что акумы там не "детские".

 

Из чего следует что обнаружено "слабое звено"?

А вот если одна батарея пойдет вниз графиком напряжения в отличии от остальных примерно равных, например ниже 11.5 - это слабое звено.

Не помню, после какого уровня если одна из батарей подыхает, напряжение снижается не линейно, но пусть будет 11.5.

Відредаговано 2016-11-08 22:24:26 sanyadnepr

[MICROWATT 765]

Все это красивые елочные гирлянды за дополнительные немалые деньги, не более. Никакой информации о потенциальном отказе одного из аккумуляторов там нет. Просто график напряжения. Оно скачет и на идеально исправной батарее.
Я никак не могу получить ясный ответ на простой вопрос. Вот вы "наблюдаете" за кучей вольтметров при каждом аккумуляторе. И когда эти наблюдения останавливаются и начинаются какие-то действия?
Что должны показать вольтметры или один из них чтобы однозначно сказать: батарею нужно срочно менять!  Если выбросить туманное слово "мониторинг", и передать его смысл простыми и ясными словами, то что он дает?
Вот когда будет ответ на этот вопрос ( в вольтах!!) тогда можно и начинать что-то конструировать. А конструировать "девайс для всеобщего мониторинга " - развлечение, наверно, не работа....

Відредаговано 2016-11-09 02:55:29 MICROWATT

[KaYot 3 711]

Странные вопросы.

Если спустя час разряда, на 3 АКБ из 4 в составной батарее будет 12в, а на одном 11 - вы самое слабое звено, прощайте.

На графике с 4 полосками будет ясно видно, что одна батарея разряжается значительно быстрее других, и ее нужно обслужить/поменять. Никаких коранов для толкования не нужно.

Плюс, для важного узла тот же заббикс или нагиос мне смс пришлет о критичном разряде ОДНОЙ из батарей.

 

Есть смысл потратить на такую перделку 50$? Конечно.

[NiTr0 584]

 

 

Что должны показать вольтметры или один из них чтобы однозначно сказать: батарею нужно срочно менять!

очевидно же - разницу в напряжениях между разными аккумами, скажем, более 0.5-0.7В в процессе разряда. потому как если на одном еще 12.5, а на втором уже 12 - это значит что первый заряжен % на 70-80, а второй - всего на 30 (примерно).

[sanyadnepr 305]

 

Что должны показать вольтметры или один из них чтобы однозначно сказать: батарею нужно срочно менять!

очевидно же - разницу в напряжениях между разными аккумами, скажем, более 0.5-0.7В в процессе разряда. потому как если на одном еще 12.5, а на втором уже 12 - это значит что первый заряжен % на 70-80, а второй - всего на 30 (примерно).

 

Не забываем про графики заряда и буферного режима, при издыхании акумов там тоже будут актуальные цифры, по которым можно слать сообщения.

[MICROWATT 765]

 

Что должны показать вольтметры или один из них чтобы однозначно сказать: батарею нужно срочно менять!

очевидно же - разницу в напряжениях между разными аккумами, скажем, более 0.5-0.7В в процессе разряда. потому как если на одном еще 12.5, а на втором уже 12 - это значит что первый заряжен % на 70-80, а второй - всего на 30 (примерно).

 

Ох. девайсы с мониторингами вкупе...

1. Все-таки не напряжение, а РАЗНОСТЬ напряжений интересна? Это уже прогресс.

2. Если бы оно было так просто.

Возьмите реальный аккумулятор и разрядите его током 1С (равным номинальной емкости). Замеряйте разрядную кривую, если вы ее в учебниках не видели. Вы увидите, что после 11 вольт напряжение начинает падать очень быстро и при этом аккумулятор отдает всего лишь около 5% энергии. А это значит, что вполне исправные аккумуляторы, отличающиеся по емкости на 5-7% (разброс изготовителя в новеньких аккумуляторах)  покажут вам вот ту разницу в несколько десятых вольта в конце разряда. И вы будете браковать исправные аккумуляторы.

Я разрабатывал балансировщики для тяговых батарей электромобилей. Там люди провели очень солидные исследования. Ставили на борт многоканальные самописцы и все эти просадки, броски, разность напряжений на отдельных банках внимательно исследовали, предоставили мне материалы. Все батареи у них были промеряны перед установкой на автомобиль по емкости очень внимательно. И наблюдается вот то, о чем я пытаюсь вам рассказать. Вы никогда не определите емкость аккумулятора , наблюдая только за напряжением на нем. Единственный способ сохранения батареи, продления срока службы в 2-3 раза это балансировка заряда и защита от глубокого разряда отдельных банок. 

Все.

[NiTr0 584]

 

 

1. Все-таки не напряжение, а РАЗНОСТЬ напряжений интересна? Это уже прогресс.

что совой о пень, что пнем о сову - результат тот же. имея напряжения на банках - можно и разность вычислить, и интересующий участок разрядной кривой глянуть...

 

 

 

Вы увидите, что после 11 вольт напряжение начинает падать очень быстро и при этом аккумулятор отдает всего лишь около 5% энергии. А это значит, что вполне исправные аккумуляторы, отличающиеся по емкости на 5-7% (разброс изготовителя в новеньких аккумуляторах) покажут вам вот ту разницу в несколько десятых вольта в конце разряда. И вы будете браковать исправные аккумуляторы.

а кто говорит смотреть на самый конец разрядной кривой???

 

еще раз: если в процессе разряда на всех аккумах 12.3-12.5В, а на другом - 11, при том что батареи из одной партии и с уровнем электролита все в норме, то тот что имеет 11В немедленно отправляется в помойку. потому что если аккум не отправить в помойку сейчас, а поставить даже одиночным аккумом на другой узел - проработает от силы полгода, после чего издохнет окончательно.

 

не, понимаю, если лепить это все на кучке компараторов - то проблемно будет реализовать нормальный алгоритм, но здесь какбы это и не подразумевается.

 

 

 

Единственный способ сохранения батареи, продления срока службы в 2-3 раза это балансировка заряда и защита от глубокого разряда отдельных банок.

вы кажется упорно не хотите понимать задачу. задача стоит сохранить в первую очередь работоспособность узла связи, а не батареи.

 

а вот 100Гц пульсации на банках к слову будут тоже довольно интересными для анализа, хорошая идея. потому как однозначно характеризуют внутреннее сопротивление аккума, которое неплохо характеризует состояние пластин. правда не думаю, что имеет смысл ставить отдельный ОУ - хватит и просто кондера на вход АЦП ИМХО... 3.3В/256=13мВ (гарантированных, принимая погрешность 4LSB для 10бит АЦП), т.е. при токе в 10А разрешающая способность по факту менее 2 мОм - что довольно-таки неплохо.

[MICROWATT 765]

Ну что ж, я пробовал пояснить.... делайте.

[ingr 74]

Підтримаю MICROWATT-а в тому, що дати точний прогноз (навіть типу "залишилося 30% ємності найслабшого акумулятора") буде неможливо (точний прогноз). Хоча, плюсом є те, що у нас розряд все-таки не 1С а 0,1-0,05С... По-суті, треба набрати статистики щоб остаточно визначитися з можливістю прогнозування.

Тим не менше, гарантовано можна відслідкувати проблему, коли один акумулятор з закороченою банкою починає руйнувати всю батарею. І, так само точно, визначити яка саме батарея несправна і який стан решти.

Добра ідея вимірювання температури. Для аттіні13 є "зайвий" вхід на який можна повісити терморезистор NTC 10k (дешевий і в діапазоні -20...+40 прийнятний по лінійності).

Пульсації варто вимірювати тому, що при розряді зростає внутрішній опір акумулятора. Значно лінійніше (пропорційніше заряду) аніж падає напруга.

[KaYot 3 711]

Прогнозы и лечения не нужны, нужен ТУПОЙ многоканальный вольтметр, с возможность снятия информации по IP.

Можно и через serial это все зафигачить, но удобство обслуживания падает(нужен какой-то сервер вблизи, COM-порт, софт для общения), и не факт что выигрыш по стоимости, тот же COM-порт в современных серверах еще поискать надо, хороший USB-serial не дешев.

[NiTr0 584]

в принципе, таки придется на каждый канал делать свой вольтметр. и все вместе вешать на какую-нить шину. которую уже опрашивать snmp контроллером. тут легко и масштабируемость (4 или 8 или даже больше каналов), и ремонтопригодность, и гибкость получить.

 

attiny13 - не знаю, смысла не вижу из-за ее убогости по сравнению с stm8 (за цену тиньки можно взять stm8s103 уже на платке, правда lm1117 придется сковырнуть - т.к. всего лишь до 15В диапазон, или ставить какой-то 78l05 в довесок, зато много лап свободных).

 

а usb-serial стоит гривен 50...

Відредаговано 2016-11-09 20:28:02 NiTr0

[ingr 74]

stm дешеві але я не маю з ними досвіду (навіть "негативний" досвід - маю stm32f4discovery і якось зовсім воно не пішло з першого наскоку). З езернетом також не маю досвіду, але ком-порт це точно не те що треба.

Щодо стабілізатора. Було б не погано мати стабілізатор з запасом по напрузі в 100-200В (при обриві акумулятора щоб не спалило той вольтметр) і невеликим власним споживанням (200-500 мкА). Простий емітерний повторювач на MPSA42 і стабілітрон. Тільки от стабілітрони зазвичай хочуть кілька міліампер мінімум. Є LM385 - від 10 мкА, але дорого, майже як той мікропроцесор...

Шина - ніби зручно, компактно, але як її монтувати? Мені виглядає значно простіше 2 дроти від оптопари і асинхронний режим. Нехай той вольтметр собі міряє і видає виміри. А "кому треба" - той собі їх прийме.

[NiTr0 584]

я играюсь сйчас с stm32f103 - шикарная штука за свою цену.

 

эзернет - enc28j60, тоже неплохо, но нуждается в костылях (вроде обнаружил пару симптомов его отсыхания, подпер костыликами, реинициализирующими чип, теперь работает).

 

шина - вполне себе несколько линий разводятся на плате. надо еще входы - ставится еще одна плата. и еще одна. и еще одна...

 

при обрыве аккумулятора в большой батарее (а это чаще таки всплывает при переключении на батарею) стабилизатор с большой вероятностью сгорит от обратного напряжения в несколько десятков (если не сотен) вольт. и тут в принципе мало что поможет, ну кроме диода + резистора-нулевки на входе... как вариант - дополнить супрессором.

Відредаговано 2016-11-09 21:31:05 NiTr0

[FTTH_VN 59]

 

analogReference(INTERNAL);

float vbat = (analogRead(A0) * 1.1) /1024;

int voltage = (vbat / (100.0 / (830.0 + 100.0)))*10;

Serial.print(voltage);

Serial.println (" V");

    

       status = pdu.VALUE.encode(SNMP_SYNTAX_INT, voltage);

        pdu.type = SNMP_PDU_RESPONSE;

        pdu.error = status;

      }

 

https://ru.aliexpress.com/item/Free-Shipping-atmega328P-Nano-3-0-Controller-Board-Compatible-with-Arduino-Nano-CH340-USB-Driver/32696883315.html?spm=2114.03010208.3.151.hk712C&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_2_10093_10091_10090_10088_10089,searchweb201603_1&btsid=02f3cf4b-d147-46b8-874c-16e80a2fc025

https://ru.aliexpress.com/item/ENC28J60-LAN-Ethernet-Network-Board-Module-for-arduino-25MHZ-Crystal-AVR-51-LPC-STM32-3-3V/1967750251.html?spm=2114.03010208.3.21.BYoh1D&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_2_10093_10091_10090_10088_10089,searchweb201603_1&btsid=e7108829-cd74-4639-a834-80eb3db75bd7

Минимальный набор 4.37 у.е (резюки не считаю то копейки...)

 +  датчик температуры 

https://ru.aliexpress.com/item/1pcs-Stainless-steel-package-Waterproof-DS18b20-temperature-probe-temperature-sensor-18B20-For-Arduino/32611961477.html?spm=2114.03010208.3.1.9qUD2h&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_2_10093_10091_10090_10088_10089,searchweb201603_1&btsid=ec030c55-0dba-4378-adfe-17e580b67b71

= 5,65 y.e 

[NiTr0 584]

на одной атмеге навряд взлетит. реальных 8 бит (не думаю что в ардуиновских либах реализован sleep на время преобразования) маловато для мониторинга 4*15=60В батареи, пляска показаний +-0.3В - чересчур наверное... не говоря уже об усреднении (что будет если первый канал считается в процессе разряда, а второй - в процессе паузы? ток-то - меандр), и т.п. "мелочах"...

 

ну и да, как я уже говорил, имеющиеся драйвера enc28j60 требуют доработки напильником.