Градински соларни лампи

[Mateev]

От една силициева клетка можеш да очакваш при ярко слънце около 20mA/кв.см.
От аморфната клетка на твоя ключодържател - само около 10mA/кв.см.
Говорим за ЕДНА КЛЕТКА. Ако клюочдържателя е с десетина последователно свързани клетки, то тогава се гледа площта само на една от тях.

Колкото до мултицета ти - всичко е наред, просто ти бъркаш милиампери с микроампери. Сложи си очилата и всичко ще си дойде на мястото.

[fu4ko]

От една силициева клетка можеш да очакваш при ярко слънце около 20mA/кв.см.
От аморфната клетка на твоя ключодържател - само около 10mA/кв.см.
Говорим за ЕДНА КЛЕТКА. Ако клюочдържателя е с десетина последователно свързани клетки, то тогава се гледа площта само на една от тях.

Колкото до мултицета ти - всичко е наред, просто ти бъркаш милиампери с микроампери. Сложи си очилата и всичко ще си дойде на мястото.

Да споделя за протокола,че знам как се бележи мили ампер и микро ампер.Само не знам дали думите са заедно или отделно

[Инженер]

От снимката не личи колко голяма е клетката.Ако е с размери 5 на 4 см , ще даде 200мА, каквато константа дава Матеев/при 10мА от см 2/.
Не разбирам какво търси там литиева батерия, която не е зареждаща се/не е акумулатор/,след като има източник като аморфната клетка.

[fu4ko]

От снимката не личи колко голяма е клетката.Ако е с размери 5 на 4 см , ще даде 200мА, каквато константа дава Матеев/при 10мА от см 2/.
Не разбирам какво търси там литиева батерия, която не е зареждаща се/не е акумулатор/,след като има източник като аморфната клетка.

Като се стъмни клетката не пражи ток за да светнат диодите Клетката е 3 на 2см.Уреда е заминал щото бях мерил с нов клетка от соларна лампа и даваше до 50 милиампера,а сега ми дава над 20.

[Mateev]

След като размерите на цялото панелче а 3х2 см, значи площта е 6 кв.см. Ти казваш, че напрежението е 6V. Следователно клетките са 12 на брой. Делим цялата площ на броя на клетките и получаваме площта на 1 клетка, или 6 / 12 = 0.5 кв.см. След като панела е аморфен, умножаваме по 20mA/кв.см. и получаваме ток 10mA. Следователно това ключодържателче в ярък слънчев ден е в състояние да даде 6V, 10mА или мощността му е 60mW.

В стаята на бюрото осветеността е около 100 пъти по-малка, така че можеш да очакваш пак 6V, но с ток около 200 микроампера. Това вероятно си премерил с уреда.

Ако тази клетка трябва да се използва за захранване на някаква електроника вътре в стаята, то това е напълно възможно, ако електрониката средно консумира например 50 микроампера. Може консумацията да е 1000 пъти повече, но тогава процесора трябва да работи само през 1/1000 от времето. Това е напълно реализуемо, и именно затова казах, че е възможно да се направи радио-датчик без батерии, който да мери например температура и влажност за 5 милисекунди и по радиоканал да ги изпраща на контролера веднъж на 5 секунди.

Вместо с акумулаторчета енергията може да се съхранява в кондензатор. Ако приемем, че едно измерване и изпращане на информацията трае 5 ms при ток 50mA, и за това време кондензатора се разрежда само с 1V, то тогава капацитета му трябва да е 0.05 * 0.005 = 0.00025 F = 250 микрофарада. Това е напълно реалистична стойност. Ако искаме да сложим суперкондензатор, който да осигури едно денонощие съхранение на енергия, и през това денонощие правим 10 000 измервания, то тогава този суперкондензатор трябва да е 2.5 F, което също си е напълно реализуемо. Би свършил работа и кондензатор 1F, защото 5ms са прекалено много за едно измерване и излъчване. Може да се направи и под 1ms.

Панелчето от ключодържателя за 10 светли часа от денонощието ще осигури 2 mAh енергия, а консумираната от датчика ще е 10 000 * 0.05А * 0.001s = 2.5As = 2500mAs = 0.7mAh. Тоест това панелче дава енергия, три пъти повече от необходимата. Това е накратко математиката на едно възможно приложение на това панелче. Това приложение силно интересува, мене и Lupus, тъй като и двамата се опитваме да мерим температури и влажности (и вибрации) и да пращаме резултатите на 1 километър разстояние.

[Foton]

Понеже и аз се занимавам с проблема за предаване на разтояния на данни от измерване, съвсем невинно да запитам колко ще е консумацията когато предавателя не излъчва, т.е. през тези 5s мълчание и каква част от тези 50mA са заделени за крайното стъпало на предавателя? Другият ми въпрос е колко информация може да се предаде за 5ms, на каква честота и по какъв протокол? Защото 1km не е сериозна дистанция дори и без пряка видимост, но тези 5ms са много кратко време.

[Mateev]

Реалността е малко по-сложна, но аз все пак гледах да се вместя в един постинг. Дефакто събуждането на процесора става бързо, но събуждането на предавателя е бавно, защото в него има първо кварц, който за да се разгенерира отнема време, а след това има PLL схема за контрол на излъчваната честота, която също се нуждае от време за да се стабилизира на вярната честота. Всичкото това може да отнеме 10 или дори 15 милисекунди. Сега сме в етап именно на изследване на тези аспекти. Добрата новина е, че докато се "развърти" PLL схемата и предавателя навлезе в режим на готовност за предаване, консумацията е на ниво само около 1 милиампер.

След това включим ли предавателя на пълна мощност, консумацията скача до 80mA. Тука възниква още един проблем - честотната лента. Както предполагам всички знаете, мощноста на предавателя е ПЛОЩ, затворена под камбановидната крива на спектъра на излъчване. Ако се опитам да излъчвам с по-голяма скорост (модема може до 200-300 килобита), то тогава ширината на спектъра се увеличава, а това води до намаляване на амплитудата, за да се запази същата площ (мощност). С две думи ако пусна модема да работи на висока скорост, намалява се обхвата, при това драстично. Ако намаля скороста, увеличават се милисекундите, които за мене са много ценни, защото се хаби енергия. В момента все още не сме решили как ще го търсим оптимума - вероятно ще е игра на софтуер и насложнен комуникационен протокол.

Следващия проблем - радиомрежата. Ако приемем че на пчелина ще има 1000 предавателя, как ще ги защитим от колизии във въздуха. Разните стандартизирани протоколи не ме устройват, защото те пилеят много енергия. Засега сме си измислили наш собствен си способ, и в следващите дни предстои да го пробваме. Идеята е при сървърната част да има два предавателя. Единия непрекъснато ще излъчва сихнронизиращи тайм маркери, и всеки един предавател ще се съобразява с тях и ще чака собствения си времеви прозорец, в който да е разрешено да излъчва само той и никой друг. Протокола за комуникация ще е силно опростен, за да може да се разменят само няколко байта.

Относно сървърната част концепцията ни е следната - сървърната част ще е малка кутийка с два предавателя и USB интерфейс. Вътре в себе си ще емулира MODBUS протокол, за да може да е съвместима както с OPC сървъри, така и със всички видове SCADA продукти и също така и с промишлените контролери, от които аз предпочитам да работя със Simatic. USB интерфейса ще се включва или в Android GSM, който ще осигурява GPRS комуникацията, или с пълноценен WIndows компютър, който пак по GPRS ще комуникира с централния сървър.

Очаквам сървърната част да стане с цена под 100 лева, а за отдалечените датчици-предаватели ще се борим да станат под 10 лева, но така като гледам, може да стигнат и 15 лв. Ще представляват кутийки, залети със смола, и от тях стърчи само едно кабелче със запоен на него термодатчик. Монтажа ще е лесен - дупчи се 3 мм дупка на корпуса на кошера, вкарва се проводничето с датчика вътре и се лепи с нещо отстрани на стената, а кутийката с фотоволтаичното панелче остава отвън, залепена или завита на корпуса. Това е.

[Mateev]

Вътре в датчика ще разчитаме основно на суперкондензатор, за да може кутийката да има живот десетки години. Ако все пак се наложи слагането на малки хапчета-акумулатори, то те ще са NiMH със специална логика на управление, което ще им удължи живота на 10-15 години. Това вече съм го измислил как да стане.

[Lupus]

За данните е просто - те са много малко, няма за къде да се бърза и ниската скорост намалява значително консумацията. За мрежата - за да се ползват ниски мощности - Wireless mesh network!
За датчиците - трябват ти поне три параметъра - температура, влажност и СО2. И да не забравяме управлението - прелки, регулиране на температура, вентилиране, хранилки. Става сложно ако ще вадим семпли от звука!
Така че забрави за 10-те лева!

[Mateev]

Напротив - 10 ще са или най-много 15. Ти си представяш един модул да върши цялата работа, а аз си представям по един за всяка една специфична задача. Един за прелката и той физически се монтира на най-долния корпус. Един за температура и влажност, и той се монтира на най-горния корпус. Един за дозиране на храната и той "живее" на външната стена на хранилката. Един за кантара, и той "живее" под кошера.

Със звука няма да е сложно, ако той се предава само денем. Тогава ще имаме енергия в излишък. Проблемите идват със съхранението на тази енергия, за да стигне за цялата нощ.

[fu4ko]

След като размерите на цялото панелче а 3х2 см, значи площта е 6 кв.см. Ти казваш, че напрежението е 6V. Следователно клетките са 12 на брой. Делим цялата площ на броя на клетките и получаваме площта на 1 клетка, или 6 / 12 = 0.5 кв.см. След като панела е аморфен, умножаваме по 20mA/кв.см. и получаваме ток 10mA. Следователно това ключодържателче в ярък слънчев ден е в състояние да даде 6V, 10mА или мощността му е 60mW.

В стаята на бюрото осветеността е около 100 пъти по-малка, така че можеш да очакваш пак 6V, но с ток около 200 микроампера. Това вероятно си премерил с уреда.

Ако тази клетка трябва да се използва за захранване на някаква електроника вътре в стаята, то това е напълно възможно, ако електрониката средно консумира например 50 микроампера. Може консумацията да е 1000 пъти повече, но тогава процесора трябва да работи само през 1/1000 от времето. Това е напълно реализуемо, и именно затова казах, че е възможно да се направи радио-датчик без батерии, който да мери например температура и влажност за 5 милисекунди и по радиоканал да ги изпраща на контролера веднъж на 5 секунди.

Вместо с акумулаторчета енергията може да се съхранява в кондензатор. Ако приемем, че едно измерване и изпращане на информацията трае 5 ms при ток 50mA, и за това време кондензатора се разрежда само с 1V, то тогава капацитета му трябва да е 0.05 * 0.005 = 0.00025 F = 250 микрофарада. Това е напълно реалистична стойност. Ако искаме да сложим суперкондензатор, който да осигури едно денонощие съхранение на енергия, и през това денонощие правим 10 000 измервания, то тогава този суперкондензатор трябва да е 2.5 F, което също си е напълно реализуемо. Би свършил работа и кондензатор 1F, защото 5ms са прекалено много за едно измерване и излъчване. Може да се направи и под 1ms.

Панелчето от ключодържателя за 10 светли часа от денонощието ще осигури 2 mAh енергия, а консумираната от датчика ще е 10 000 * 0.05А * 0.001s = 2.5As = 2500mAs = 0.7mAh. Тоест това панелче дава енергия, три пъти повече от необходимата. Това е накратко математиката на едно възможно приложение на това панелче. Това приложение силно интересува, мене и Lupus, тъй като и двамата се опитваме да мерим температури и влажности (и вибрации) и да пращаме резултатите на 1 километър разстояние.

Измерванията ги правих навън на слънце на обхват на уреда 200m и показа над 200m,което значи че и този уред замина и не показва вярно.

[Mateev]

В режим на ток уредите използват шунт, който ако го претовариш, ще изгори, и уреда ти вече ще показва глупости.

[fu4ko]

В режим на ток уредите използват шунт, който ако го претовариш, ще изгори, и уреда ти вече ще показва глупости.

Може ли да се оправи?

[Lupus]

Може, ама не си струва парите за ремонта. По-добре си купи нов - ще ти излезе по-евтино.

[Mateev]

Luipus е прав. Шунта обикновенно представлява металослоен резистор с нисък температурен коефициент и с висока точност (лазерна донастройка на съпротивлението). Стойността му обикновенно е шибана - например 1.365 ома. Класа му на точност обикновенно е 0.1%. Намирането на такъв резистор като резервна част е съизмеримо със спечелването на шестица от тотото. Ако отвориш уреда, ще видиш един опечен и почернял резистор и няма да знаеш каква е неговата стойност, но както вече казах, дори и да я знаеш, шанса да намериш точно такъв на практика е нулев.