Контроллер заряда для ветро/СБ/гидрогенератора

Привет всем,
что к действиям побудило : сестра купила дачу, товарищество в размере 600 участков, контингент на 80% пенсионеры, электричества нет, стоимость подключения к мощности объявили в 200к руб. с участка....
Итог : собрать данную сумму со всех просто невозможно, следовательно подключения не будет в ближайшие лет 10.
Решил вопрос надо решать комплексно: ветер, солнце и вода (благо по участку ручей течет, на котором уже деривационную микрогэс соорудил и через переделанный UPS получаю какое никакое эл-во).

Прошерстил интернет и с удивлением обнаружил что приемлемого комплексного контроллера заряда для одновременной работы с ветряком, генератором, солнечными батареями и балластной нагрузкой нет. В смысле есть но стоють от 50 тыщ.
И схемки приличной тоже что то не нашлось, даже китайского контроллера - как военная тайна :-)
Все что попадалось тупые зарядники по напряжению, без сопряжения источников и распределения нагрузки

Так как лет 25 назад увлекался электроникой решил попробовать самостоятельно разработать (знания конечно устарели да и элементная база кардинально поменялась, но думаю осилю).
На данный момент нахожусь на стадии проектирования, разработку и симуляцию делаю в Multisym 11.

Вот собственно для чего искал схему промышленного контроллера :
-интересует техническое решение сопряжения разных источников тока при одновременной работе
-интересует техническое решение режима заряда АБ (стабилизация по току или напряжению, подключение к нагрузке)
-распределение нагрузки между разными источниками при одновременной работе.

В общем если есть у кого опыт в подобных устройствах или схемка, прошу помощи - информации кроме рекламы ноль.

0

Сообщение от Sromix планируется применение 4 независимых источников генерации, соответственно для этого необходимы 4 канала ШИМ.

IMHO глупость городите, сэр. туда надо 4 штуки mc34063, или что-то похожее. Процессор там совсем не нужен.

0

Сообщение от drvtos Я бы не стал завязывать такую "искроопасную" систему к одному контроллеру, зависание которого может привести к серьезной аварии.

Т.е. если я верно понял мысль то предполагается введение мелкого контроллера прямо в силовой модуль и производить отслеживание его работы независимо от окружения. С точки зрения построения распределенных систем все верно. Если бы вопрос стоял о территориально распределенной системе с общим мониторингом я бы пришел к такому же варианту.
Собственно я про это вопрос и задавал. В данном случае наблюдается удорожание устройства из-за применения отдельных контроллеров для каждого канала, но значительно повышается неубиваемость системы в целом (по опыту разработки распределенных систем документооборота). Поэтому в данном варианте реализации более целесообразно применение специализированных шим контроллеров. Есть только одно обстоятельство в минус как мне кажется - теряется возможность общего интегрированного управления. Или чего то еще не знаю :-)

Я склоняюсь к варианту с единым центром именно управления где большая роль отводится именно управлению и возможности влиять на ситуацию.
Дополнительные меры для контроля физического состояния обязательно буду предусматривать, ну и предохранители по силовому периметру никто не отменял.

0

Сообщение от Гарнист IMHO глупость городите, сэр. туда надо 4 штуки mc34063, или что-то похожее. Процессор там совсем не нужен.

А если очень хочется? :-) Вопрос то еще и в попутном изучении новой элементной базы.
На сколько помнится 34063 по режиму не чистый шим, а с примесью чим? Мне больше нравится tl494, там хоть мягкий старт есть.

0

Сообщение от Sromix А если очень хочется? :-)

Если хочется - пожалуйста. Разве что, перед тем как - надо макет сделать.
Летит вся такая фея, крылышками машет, смотрит: стоит машина, одно колесо отвалилось, и двое колесо пытаются на место приладить.
Фея: здаров мужики, что делаете?
Мужики: ебёмся вот.
Фея: Да кто ж так ебётся? Хотите по-настоящему?
Мужики: Хотим-хотим-хотим!!!11111
Фея такая пальцами щёлк - и у машины все колёса отвалились...

0

Сообщение от Гарнист анекдот

Да,да,да - оно самое :-)
Ну без макетки никуда

0

По хорошему - каждый преобразователь должен иметь свою локальную петлю обратной связи для стабилизации, а микроконтроллер используется как задатчик выходных напряжений для каждого преобразователя, контроль и управление всей системой. Тогда если контроллер завис - не остановит всю систему. Ну и контроль - есть ли солнце, есть ли напряжение на выходе гидрогенератора и т.д. и т.п.
Ну и не забудь модуль чтобы sms-ки послать при проблемах и GPS чтобы координаты посылать если украдут :)))))
Учти что вся система должна долго жить без обслуживания, поэтому все микросхемы должны как можно меньше жрать, уметь засыпать/выключаться - а то схарчат аккумуляторы и не заметят :)
tl494 уже старенькая, хоть и дешевая, но кушает много и заточена для управления мостом/полумостом на биполярных транзисторах.
MC34063 - тоже самое, кушает немало.
У каждой микросхемы свои особенности. Пробегись по сайтам TI, National, OnSemi - там обычно выбиралки есть.

0

Сообщение от hordikor ...каждый преобразователь должен иметь свою локальную петлю обратной связи для стабилизации, а микроконтроллер используется как задатчик выходных напряжений для каждого преобразователя, контроль и управление всей системой.

Ну вот пока не могу придумать как это схематически решить

Сообщение от hordikor ... есть ли солнце, есть ли напряжение на выходе гидрогенератора и т.д. и т.п.

Контроль входных характеристик это обязательное условие, про это помним.

Сообщение от hordikor Учти что вся система должна долго жить без обслуживания, поэтому все микросхемы должны как можно меньше жрать, уметь засыпать/выключаться - а то схарчат аккумуляторы и не заметят :)

Это тоже в плане по контролю

Сообщение от hordikor tl494 уже старенькая, хоть и дешевая, но кушает много и заточена для управления мостом/полумостом на биполярных транзисторах. MC34063 - тоже самое, кушает немало. У каждой микросхемы свои особенности. Пробегись по сайтам TI, National, OnSemi - там обычно выбиралки есть.

tl494 я прогнал в связке с верхним драйвером полу моста , результаты вполне приемлемые, так что пока со счетов не буду сбрасывать. MC34063 мне как-то не очень понравилась, больше подходит для маломощных быстрых решений.
А про выбиралки - тут вопрос упирается в доступности в моем регионе, очень мало точек которые занимаются продажей такого рода товаром. Остается только заказ через интернет нигазины (с тоской вспоминаю 8 лет проживания в москве).

0

Сообщение от Sromix Остается только заказ через интернет нигазины (с тоской вспоминаю 8 лет проживания в москве).

Не так страшен черт... Я вот привык работать с отечественными поставщиками, комфортно, часто не дороже, чем через интернет. Но - появилась нужда в новых, неизбитых комплектующих. Поставщики мои скисли или правят негуманные цены. Что ж, порылся по Инету, нашел кучу решений.
Для сравнения: микруха 16-разрядного МК в московской фирме - 12 баксов, у китайцев 20, а мой поставщик (правда, посыпая голову пеплом и дико извиняясь) выкатил по 58. Осталось решить, как из Москвы доставить. Ваши фирмы переняли дурную американскую привычку работать только на внутреннем рынке :)

Так что - делай ставку на качество решения. Доставать-покупать один раз. А юзать долго :)

0

Ну вот, прицепил LCD с разбором принципов работы...вроде пока все прозрачно. На данный момент LCD по 8 битной схеме подключил, потом попробую вариант с 4 битным подключением.
Разбираю работу шим и вот тут у меня произошла почти катастрофа - оказалось что при работе на 8MHz можно достичь только 31250Гц на fast pwm.... Что-то как-то маловато будет.... я планировал работу шим на 100кГц.
Или я опять крупно ошибаюсь? Если нет то действительно нужно будет менять технологический подход решения задачи и возвращаться к управлению внешними шим контроллерами.
Да и mego32 в этом случае не нужна.
А что общество думает по этому поводу?

0

Сообщение от Sromix только 31250Гц на fast pwm.... Что-то как-то маловато будет.... я планировал работу шим на 100кГц. Или я опять крупно ошибаюсь?

Угу. Аппаратно ШИМ будет щелкать хоть по одному периоду тактовой частоты счетчика-таймера. А этот период может быть равен периоду тактовой проца.
Иначе говоря, запрограммировав счетчик-таймер, ты можешь перестать париться его работой. Он сам, без программы, будет достигать оргазма предустановленного значения, менять состояние выхода и бежать вниз. Там снова перебросит выход - и вверх. Пока скважность не нужно менять - процессор свободен.

0

Сообщение от drvtos Угу. Аппаратно ШИМ будет щелкать хоть по одному периоду тактовой частоты счетчика-таймера. А этот период может быть равен периоду тактовой проца.

Это в смысле сброс при сравнении? Но в этом случае получается чим а не шим, усложняется работа выходных фильтров.

0

Сообщение от Sromix Сообщение от drvtos Угу. Аппаратно ШИМ будет щелкать хоть по одному периоду тактовой частоты счетчика-таймера. А этот период может быть равен периоду тактовой проца.

Это в смысле сброс при сравнении? Но в этом случае получается чим а не шим, усложняется работа выходных фильтров.
Почему же ЧИМ?
Нормальный ШИМ. Однако не увлекайтесь высокой частотой несущей. На больших частотах быстро возрастают потери из-за конечного времени переключения выходных ключей.

0

Сообщение от vystor_b_k Нормальный ШИМ

Просто помотри, там много режимов.

0

Сообщение от vystor_b_k ... Однако не увлекайтесь высокой частотой несущей. На больших частотах быстро возрастают потери из-за конечного времени переключения выходных ключей.

Да, это понятно. Однако мне кажется большей проблемой будут габаритные параметры выходного фильтра в виде дросселя на большие токи. По моим расчетам 90-100кГц вполне приемлемая частота для обеспечения достаточного уровня кпд при не запредельных массо-габаритных характеристиках.
Но раз уж на данный момент данная частота недостижима буду продолжать реализацию оценочной модели на том что доступно. Возможно все не так уж плохо и результаты будут вполне удовлетворительными.

Сообщение от drvtos Просто помотри, там много режимов.

Ага - копаемс :-))

0

Всем привет. Нужен совет вот по какому поводу: обработка преобразований АЦП оформлена в виде прерывания по завершению преобразований и конечного автомата, результаты вычислений 8 каналов сохраняются области данных как буфер.
Считывание сохраненных данных и обновление регистров сравнения таймеров происходит по прерыванию переполнения таймера 0, все таймеры синхронизированы. Основной цикл пустой. При такой вот реализации proteus показывает 80-90% загрузку процессора.
Так вот вопросы: это proteus пургу несет или так оно и есть. Как правильно усыпить процессор в режим, в котором прерывания от АЦП и таймеров возбуждают пробуждают его к работе и что бы таймеры не засыпали? Попробовал режим Noise Riduction, но при этом нарушается работа таймеров.

0

Ну вот небольшой отчет.
Написан скелет прошивки с основным модулем:
4 шим в режиме fast pwm на частоте 31кГц (частота камня 8МГц)
уровень дискретности шим 254 (1-FE)
каналы шим синхронизированы
вся работа на прерываниях, в основном цикле проверка флагов, фоновое обновление характеристик, экрана, вычисления.

в EEPROM находятся данные для каждого канала: по уровню мертвой зоны (не вводить в работу источник с напряжением менее 10В ), по уровню MPP пока у ручном режиме (17В) позже реализую автоматический алгоритм и уровень напряжения который должен поддерживаться устройством на выходе (13.8В)

При старте устройства производится инициализация необходимой периферии, настройка дополнительных счетчиков для поднятия флагов по 122 Гц, 0.1 сек , 0.5 сек, 1 сек и 2 сек.
проверяются есть ли в EEPROM данные по умолчанию, если нет, то заполняются, если есть то копируются в память для работы.

измерение входных напряжений источников, при напряжении на источнике более 10В запускается мягкий старт (вывод на номинал ~2сек) соответствующего канала с последовательным увеличением скважности до достижения уровня напряжения на выходе устройства указанного в EEPROM. Частота обновлений уровней скважности каналов 122 Гц
работа и управление всех каналов осуществляется независимо друг от друга
измерение напряжения на выходе каждого канала и удержание напряжения на выходе устройства указанного в EEPROM

Подключен модуль работы с LCD на 8 бит но пока только на отображение стартового экрана.
Вся эта бодяга написана на asm и уместилась в 944 байт кода( с полной таблицей прерываний), 28 байт данных и 9 байт EEPROM. Самое прикольное что сам алгоритм занял процентов 5 все остальное настройка обвязки :-)

В итоге : прошивка готова к автономной работе в виде черного ящика - 4 входа для источников 10-38 В, на выходе 13.8 В

Что осталось реализовать:
Индикация
Меню
Кнопки
Алгоритм MPPT
Токовая защита
что еще не придумал - посоветуйте

Проблемы:
при одновременной работе каналов и при условии разброса входных напряжений 17-38 В , наблюдается некрасивая форма напряжений перед выходными фильтрами на каналах где напряжение источников ниже самого высокого более 7 В.
Но это аналоговая часть которая находится в силовых модулях, позже буде разбираться.
По одному работа каналов в норме.

Странные подрыгивания уровней скважности шим на осцилографе - это прерывания мешают или обновления данных регистров сравнения?

Да еще, для протеуса ни у кого нет библиотеки ir2117? Я с ним как то не подружился в плане добавления SPICE моделей в Multisym как то без проблем

Если кому интересно могу проект с исходниками приложить.

0

Ну вот переподключил LCD по 4 битной и вывел системные часы на экран в режиме "время со старта" или общее время работы.

Прошу помощи в таком вопросе:
подскажите технологию умножения целого 8 битного числа(АЦП) на десятичный коэффициент для получения десятичного значения напряжения с разделением целой и дробной частей.
Т.е. опорное напряжение Vcc(+5), значение АЦП 0х80 (128) коэффициент 0.1078,
при перемножении напряжение на выходе 13.79 В нужно получить отдельно [13] и [79].
Логика подсказывает что нужно привести коэффициент к целому числу , а что потом делать что то не соображу - никогда не сталкивался с бинарной математикой.

0

Умножь 128 на 1078, сделай преобразование bin2bcd, отбрось младший байт, десятичную точку поставь программно. Можно добавить коррекцию результата (округления).

0

Сообщение от STT Умножь 128 на 1078, сделай преобразование bin2bcd, отбрось младший байт, десятичную точку поставь программно. Можно добавить коррекцию результата (округления).

Ок, спасибо пошел копать

0

Да блин.... это что-то.... Математика на ASM это точно эквилибр с отверткой в ухе. Это же надо за столько лет не удосужиться переработать математические функции.... Если учесть что программирую достаточно давно и за время работы пришлось поработать на многих языках, но такого изврата давно не видел. Куда там Lotus Domino с его 2 байтным хранением символов. Хотя может я просто работал в основном с логикой исполнения и на математику особого внимания не обращал. Ну да ладно.
Перекопав кучу материалов пришел к такому результату - результаты замеров АЦП умножаются на целочисленный коэффициент, после конвертация 16 бит числа сразу в ASCII и вывод с форматированием на LCD.

Тут проблема вылезла по постановке задачи - не хватает еще 2 каналов АЦП, для замера напряжения и тока на выходе устройства. Для решения можно использовать компаратор, но это только 1 канал. Так что я подумал и решил пожертвовать одним силовым каналом в пользу функционала. Добавляется измерение общего напряжения и тока на выходе, ну и как бонус появляется свободный таймер для работы в асинхронном режиме для часов что позволит убрать софтовые счетчики периодов.

0