Триггерное реле на разные напряжения с компаратором напряжения

TL; DR - мне нужна помощь в создании реле с компаратором напряжения, которое принимает два опорных напряжения.

Цель

В моем проекте нужно запустить Raspberry Pi на солнечной энергии. Солнечная панель будет подключена к блоку питания, который затем будет подключен к Raspberry Pi.

Испытание

Работа от солнечной энергии означает, что в блоке питания не останется достаточно энергии для Pi. В этом случае я выключу его и снова включу, когда будет достаточно энергии. Этот процесс должен быть автоматическим, поскольку проект будет установлен в удаленном месте.

Поскольку Raspberry Pi не имеет возможности напрямую определять питание от блока питания, я планирую установить цепь между Pi и блоком питания. Я буду использовать MCP3008 — аналого-цифровой преобразователь для определения уровня напряжения блока питания. Схематическая диаграмма будет выглядеть так. Фото https://github.com/joachimvenaas/gbzbatterymonitorЯ запущу скрипт, чтобы выключить Pi, если он обнаружит, что осталось только 5% энергии.

Проблема

После выключения Pi я хочу полностью замкнуть цепь между Pi и блоком питания, поэтому я планирую использовать для этого реле. Я думаю, что Relay с LM393 справится со своей задачей.

Проблема в том, что я хочу выключить реле, когда напряжение будет равно 5% мощности батареи, и включить его автоматически, когда батарея достигнет 25% своей мощности. Модуль, который я рассматриваю, может устанавливать только одно значение напряжения.

Так есть ли способ установить одно значение напряжения для выключения реле и другое значение для его включения?

Добро пожаловать. Одним словом-НЕТ. Вам нужны специальные компараторы для каждой функции. Используйте 2 модуля или купите счетверенный компаратор LM339, несколько транзисторов и одно реле. Но с учетом загруженности лучше покупать уже готовое.
@VTNCaGNtdDVNalUy Спасибо за предупреждение. Я думал об использовании двух модулей, но не могу придумать, как их соединить. Даже последовательно или параллельно, поскольку одно опорное напряжение выше, только этот модуль будет включать и выключать, а более низкий опорный модуль, я думаю, никогда не будет работать.

Ответы (2)

Так есть ли способ установить одно значение напряжения для выключения реле и другое значение для его включения?

Вы можете использовать компаратор с гистерезисом следующим образом:

введите описание изображения здесь

Эта схема была разработана как маломощный (менее 1 мкА) компаратор, работающий при напряжении около 3 вольт. Он использует R5 для установки гистерезиса: -

введите описание изображения здесь

V3 (аккумулятор) увеличивается с 1,5 вольт до 4 вольт, и выход компаратора переключается на высокий уровень примерно при 3,1 вольта, а затем переключается на низкий уровень примерно на 2,9 вольта.

Если вы немного поиграете со значениями, вы получите то, что хотите, но сконцентрируйтесь на средней точке между 5% и 25% для фактической уставки и позвольте гистерезису дать вам желаемые пределы.

Например, если я изменю R5 на 1 МОм, я получу следующее:

введите описание изображения здесь

Так выдает ли область гистерезиса граничные значения для высокого и низкого напряжения, которые будут включать или выключать реле?
Без управления гистерезисом (R5 и R4 в схеме) компаратор будет включаться и выключаться при одной и той же заданной точке. Гистерезис расширяет эту уставку, чтобы получить верхнюю и нижнюю граничные уставки.
Спасибо, что объяснили это. Я попробую этот подход и сообщу о своих результатах.
@user8703143 user8703143 Я понял, что на схеме может быть недостаточно деталей, поэтому я обновил ее, чтобы сделать ее более понятной.
Спасибо за помощь. Как вы можете видеть в моем другом вопросе , я ломаю голову, как получить стабильное опорное напряжение. Поскольку мое опорное напряжение также зависит от батареи, останется ли V2 вашей схемы на том же напряжении, если V3 изменится со временем? (Редактировать: я видел ваш другой ответ, и теперь я понимаю, что вы используете опорное напряжение. Теперь я понял эту часть.)
Хорошо, если вы закончили, следующим шагом будет выбор ответа, который вы официально примете. Вы знаете, как это сделать, кстати?
Да, конечно. Спасибо за внимательность.
EE — это предмет, в котором внимание к деталям может иметь огромное значение.

Легко вычислить гистерезис для любых 2 пороговых значений, но трудно определить мощность батареи [уровень емкости] или состояние заряда (SoC), если у вас нет точных средств его измерения. Использование только напряжения означает, что вам нужно много гистерезиса. Это происходит из-за ESR батареи и эффекта двойного заряда во всех батареях, что приводит к памяти возврата к напряжению покоя после зарядки или разрядки. Использование напряжения покоя может быть довольно точным, но для этого требуется отключить нагрузку, что может вызвать проблемы с зацикливанием. Однако, если ваш опыт использования оценочных значений 5% и 25% для выключения и включения работает, его необходимо измерять в противоположных состояниях. т.е. выключите при включении при 5% SoC. затем включите, когда зарядится на 25%.

Это связано с разницей в ESR для первичной емкости и емкости покоя, а также рабочего тока, который вызывает это кажущееся падение напряжения и эффект памяти, возвращающий к напряжению покоя. Это ESR увеличивается с возрастом и быстро опускается ниже 5% SoC, что делает выбор простого измерения напряжения деликатным для этих пороговых значений по сравнению с методом кулоновского счетчика, возможно.

Также вы можете рассмотреть силовой полевой транзистор вместо силового реле, которое также имеет эффекты гистерезиса и электромагнитных помех.

Можете ли вы определить фактические пороги?

Триггерное реле на разные напряжения с компаратором напряжения
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v