Сохранение заряда аккумулятора, есть электрики?

[quwy]

Всем привет!

История такая: в машине мной установлен stepdown-преобразователь 12/5 вольт для питания регистратора, GPS-треккера и USB-розетки. Пару раз уже попадал на прикуривание из-за всего этого барахла.

Разработал схему, которая будет отключать это хозяйство при разряде аккумулятора. Схема имеет два силовых ключа, которые могут включаться и выключаться независимо друг от друга. Из входных данных -- напряжение бортовой сети и температура в машине. Устройство готово, но еще не написана прошивка.

Нужен совет по алгоритму. Как я сказал, у меня есть информация о напряжении аккумулятора и температуре. Отключение задумано отдельно для линии регистратора и USB-розетки, и отдельно для всего 12/5v-преобразователя вместе с треккером. Само устройство на свои нужды берет не более 0.1 мА и запитано от бортсети всегда.

Пока думаю так:

1. если напряжение падает ниже 12.5 вольт, отключаю первый канал с регистратором и розеткой, треккер продолжает работать.
2. если температура ниже -5, то отключаю первый канал уже при < 12.6 вольтах.
3. второй канал, питающий GPS-треккер, в норме работает до 12.0 вольта.
4. если температура ниже -5 то, треккер отключаю при < 12.3 вольта.
5. если температура > 50 градусов, то отрубаю все независимо от напряжений.
6. аналогично все отрубаю, если температура ниже -25 и напряжение не более 13.3 вольт.
7. если напряжение бортсети > 13.3, то считаем, что двигатель работает, а значит немедленно врубаем все за исключением ситуации из п.5.
8. треккер периодически (скажем, на 5 минут каждый час) включаю при любом напряжении бортсети и любой температуре за исключением ситуации из п.5.
   

Ну, плюс временные задержки, гистерезис, и прочие мелочи. Вопрос по выбранным мною пороговым значениям напряжения и температуры. Приведенные выше величины выбраны от балды и хотелось бы совет специалиста.

1. какое падение температуры считается для свинцово-кислотного аккумулятора пороговым в смысле перехода от "все нормально, работаем в штатном режиме" к "холодно, пора начинать экономить энергию".
2. какие напряжения выше и ниже пороговой температуры из п.1 можно охарактеризовать по трехбальной шкале:
   • все зашибись, гуляем на полную.
   • начинаем неспешно экономить.
   • отрубаем все, если хотим через пару часов нормально завести двигатель.
     

[tarickb]

(23-07-2018 16:57)quwy :  Всем привет!

История такая: в машине мной установлен stepdown-преобразователь 12/5 вольт для питания регистратора, GPS-треккера и USB-розетки. Пару раз уже попадал на прикуривание из-за всего этого барахла.

Разработал схему, которая будет отключать это хозяйство при разряде аккумулятора. Схема имеет два силовых ключа, которые могут включаться и выключаться независимо друг от друга. Из входных данных -- напряжение бортовой сети и температура в машине. Устройство готово, но еще не написана прошивка.

Нужен совет по алгоритму. Как я сказал, у меня есть информация о напряжении аккумулятора и температуре. Отключение задумано отдельно для линии регистратора и USB-розетки, и отдельно для всего 12/5v-преобразователя вместе с треккером. Само устройство на свои нужды берет не более 0.1 мА и запитано от бортсети всегда.

Пока думаю так:

1. если напряжение падает ниже 12.5 вольт, отключаю первый канал с регистратором и розеткой, треккер продолжает работать.
2. если температура ниже -5, то отключаю первый канал уже при < 12.6 вольтах.
3. второй канал, питающий GPS-треккер, в норме работает до 12.0 вольта.
4. если температура ниже -5 то, треккер отключаю при < 12.3 вольта.
5. если температура > 50 градусов, то отрубаю все независимо от напряжений.
6. аналогично все отрубаю, если температура ниже -25 и напряжение не более 13.3 вольт.
7. если напряжение бортсети > 13.3, то считаем, что двигатель работает, а значит немедленно врубаем все за исключением ситуации из п.5.
8. треккер периодически (скажем, на 5 минут каждый час) включаю при любом напряжении бортсети и любой температуре за исключением ситуации из п.5.
   

Ну, плюс временные задержки, гистерезис, и прочие мелочи. Вопрос по выбранным мною пороговым значениям напряжения и температуры. Приведенные выше величины выбраны от балды и хотелось бы совет специалиста.

1. какое падение температуры считается для свинцово-кислотного аккумулятора пороговым в смысле перехода от "все нормально, работаем в штатном режиме" к "холодно, пора начинать экономить энергию".
2. какие напряжения выше и ниже пороговой температуры из п.1 можно охарактеризовать по трехбальной шкале:
   • все зашибись, гуляем на полную.
   • начинаем неспешно экономить.
   • отрубаем все, если хотим через пару часов нормально завести двигатель.
     

Я цими дурницями не парився ,підключив до плафона, коли авто замикаєш —там і пропадає напруга, тож і якум цілий, всі шнури сховав в стелі

[Лесничий]

Все ваши вопросы сводятся к одному "как определить остаточную ёмкость батареи по напряжению в бортсети". Короткий ответ звучит так : НИКАК. Нет таких методик и пороговых значений тоже нет.

Всё что есть - это весьма примерные таблицы для определения степени зараженности батареи при разных температурах по значению НРЦ.
Для разных батарей эти таблицы имеют разный вид. Что такое НРЦ и как его измеряют - отдельный вопрос - гуглите. Но нет никакой привязки в данных таблицах к остаточной ёмкости, а именно она потребуется для того, чтобы завести машину в нужный момент.

С точки зрения сохранности заряда: пониженные температуры и влажность способствуют снижению скорости саморазряда; а повышенные, наоборот, увеличивают. Но конкретного и обобщённоого значения скорости разряда Вы не найдете (я не встречал).

Можно пойти практическим путем
Сделайте КТЦ (появится знание об остаточной емкости и примерная взаимосвязь между напряжением и остаточной ёмкостью).
Потом зарядите батарею и поэксплуатируйте в обычном режиме неделю-другую, снимите и сделайте контрольный разряд - получите примерное значение уровня реальной ёмкости для дальнейших расчетов
Далее измерьте ток потребления спящей машины и отдельно токи потребления своих девайсов.
Для запуска исправного двигателя надо 0.5-2 Ач (более точно можно оценить по времени работы стартера и току потребления - можно паспортному).
Получив все указанные данные можно составить энергетический баланс именно для вашего случая. Но и он будет весьма приблизительным и изменчивым во времени, но хотя бы просто даст возможность что-то предполагать.

Далее, из года в год оценивая динамику падения ёмкости батареи в процессе естественного старения при помощи КТЦ и контролируя энергозатраты (двигун тоже стареет) можно будет сдвигать пороговые значения с потребными вам целями.

PS: я бы забил. Издеваться на стартерной батареей разряжая её малыми токами - плохая задумка. Тут место небольшой тяговой AGM батарее. Ставите и гоняете её в "хвост и гриву" от максимума до нуля, а стартерная должна использоваться исключительно для стартерного назначения и аварийной запитки сигнализации в случае выхода из сроя тяговой. Для тяговых непроблематичен глубокий разряд и снимать можно практически всю доступную ёмкость долго м в режиме малых токов. Широкий выбор батарей удовлетворить любую потребность в автономном питании. Вот для этой батареи и делайте автоматику.

[SergM]

quwy :Всем привет!

История такая: в машине мной установлен stepdown-преобразователь 12/5 вольт для питания регистратора, GPS-треккера и USB-розетки. Пару раз уже попадал на прикуривание из-за всего этого барахла.

Разработал схему, которая будет отключать это хозяйство при разряде аккумулятора. Схема имеет два силовых ключа, которые могут включаться и выключаться независимо друг от друга. Из входных данных -- напряжение бортовой сети и температура в машине. Устройство готово, но еще не написана прошивка.

Нужен совет по алгоритму. Как я сказал, у меня есть информация о напряжении аккумулятора и температуре. Отключение задумано отдельно для линии регистратора и USB-розетки, и отдельно для всего 12/5v-преобразователя вместе с треккером. Само устройство на свои нужды берет не более 0.1 мА и запитано от бортсети всегда.

– З гармати по горобцям...

Це де так вчать?

Що заважає те що треба залишати підключеним мати з відповідним енергоспоживанням та режимом сну, а те що не треба – підключити через реле до відповідної клеми замка? – Як варіант.

[quwy]

(24-07-2018 01:33)tarickb :  Я цими дурницями не парився ,підключив до плафона, коли авто замикаєш —там і пропадає напруга, тож і якум цілий, всі шнури сховав в стелі

Трекер не хотілося б відключати до останнього подиху аккумулятора. З якогось моменту треба знизити споживання, але повністю вимикати систему бузпеки -- погана ідея.

Реєстратор -- не така критична система, але різне трапляється і хотілось би підтримувати його працездадність поки енергії вдосталь.

---

---

(24-07-2018 07:54)SergM :  Що заважає те що треба залишати підключеним мати з відповідним енергоспоживанням та режимом сну

Я це і роблю. Додаю режими енергозберігання тупим девейсам, що нічого не знають про проблеми розряду АКБ.

Цитата:а те що не треба – підключити через реле до відповідної клеми замка? – Як варіант.

Вище пояснив.

---

---

(24-07-2018 02:44)Лесничий :  Все ваши вопросы сводятся к одному "как определить остаточную ёмкость батареи по напряжению в бортсети". Короткий ответ звучит так : НИКАК. Нет таких методик и пороговых значений тоже нет.

Это понятно, ведь если вместо аккумулятора подключить восемь пальчиковых батареек, то напряжение будет нормальным, но толку с этого не будет никакого. Вопрос про блее-менее исправный аккумулятор известного типа с известной начальной емкостью.

Цитата:Всё что есть - это весьма примерные таблицы для определения степени зараженности батареи при разных температурах по значению НРЦ.
Для разных батарей эти таблицы имеют разный вид. Что такое НРЦ и как его измеряют - отдельный вопрос - гуглите. Но нет никакой привязки в данных таблицах к остаточной ёмкости, а именно она потребуется для того, чтобы завести машину в нужный момент.

С точки зрения сохранности заряда: пониженные температуры и влажность способствуют снижению скорости саморазряда; а повышенные, наоборот, увеличивают. Но конкретного и обобщённоого значения скорости разряда Вы не найдете (я не встречал).

Не емкостью единой. Снижение подвижности ионов на морозе приводит как минимум к повышению внутреннего сопротивления, и, как следствие, снижению способности отдавать большой пусковой ток. А как максимум происходит частичная изоляция крупиц активной массы и еще большее увеличение внутреннего сопротивления на фоне падения емкости.

А еще масло густеет и для проворачивания вала нужно больше усилий. Вот это и есть суть моего вопроса. Можно переформулировать в отрыве от аккумулятора: какая температура может считаться условно пороговой с точки зрения комплексной легкости пуска двигателя.

Цитата:Можно пойти практическим путем
Сделайте КТЦ (появится знание об остаточной емкости и примерная взаимосвязь между напряжением и остаточной ёмкостью).
Потом зарядите батарею и поэксплуатируйте в обычном режиме неделю-другую, снимите и сделайте контрольный разряд - получите примерное значение уровня реальной ёмкости для дальнейших расчетов
Далее измерьте ток потребления спящей машины и отдельно токи потребления своих девайсов.
Для запуска исправного двигателя надо 0.5-2 Ач (более точно можно оценить по времени работы стартера и току потребления - можно паспортному).
Получив все указанные данные можно составить энергетический баланс именно для вашего случая. Но и он будет весьма приблизительным и изменчивым во времени, но хотя бы просто даст возможность что-то предполагать.

Приведенные в стартовом сообщении значения появились именно так. Самое неточное из всего -- температура, она меня и беспокоит.

Цитата:Издеваться на стартерной батареей разряжая её малыми токами - плохая задумка. Тут место небольшой тяговой AGM батарее.

Есть мнение, что современные тяговые/резервные и стартерные АКБ не имеют сколь-либо существенных конструктивных различий и такое разделение обусловлено маркетинговыми соображениями, подпитываемыми инертностью мышления.

Цитата:Ставите и гоняете её в "хвост и гриву" от максимума до нуля

Нужно довольно много места для сколь-либо существенной емкости. Плюс дополнительный геморрой с ее зарядкой.

[SergM]

Так і не побачив де так вчать...
Хоча дивлячись на сучасну продукцію (особливо програмну)...

quwy :

tarickb :Я цими дурницями не парився ,підключив до плафона, коли авто замикаєш —там і пропадає напруга, тож і якум цілий, всі шнури сховав в стелі

Трекер не хотілося б відключати до останнього подиху аккумулятора. З якогось моменту треба знизити споживання, але повністю вимикати систему бузпеки -- погана ідея.

Він з принципу взагалі має живитися від чогось свого незалежно...

quwy :

SergM :Що заважає те що треба залишати підключеним мати з відповідним енергоспоживанням та режимом сну

Я це і роблю. Додаю режими енергозберігання тупим девейсам, що нічого не знають про проблеми розряду АКБ.

Ні. Ви наворочуєте систему та ще й додаєте логіки. При цьому питаєте про алгоритм (схему розробили – мабуть на контролері)...

Якщо Ви просто поставите нормальні пристрої та правильно підключите (скориставшись наявними можливостями, наприклад як тут вище зацитовано) – проблем не буде. Думаю навіть додаткові реле не знадобляться, не кажучи вже про програмне керування додатковим спеціальним мікроконтролером...

[quwy]

(24-07-2018 14:10)SergM :  Так і не побачив де так вчать...
Хоча дивлячись на сучасну продукцію (особливо програмну)...

Вчився я досить давно, щоб відповідь на це питання мала якийсь сенс у даному контексті.

Цитата:Він з принципу взагалі має живитися від чогось свого незалежно...

Він має, але нажаль не ядерний реактор, і його енергетична незалежність має деякі рамки.

Цитата:Ні. Ви наворочуєте систему та ще й додаєте логіки.

Ви так кажете, ніби це щось погане. У будь-якому актуальному авто логіки на мільйони рядків коду, вас це не турбує?

Цитата:При цьому питаєте про алгоритм (схему розробили – мабуть на контролері)...

Що ви маєте супротив контролеру в даному випадку? Тим більш що це не Raspberry, а маленький тарганчик з вісьмома ніжками.

Цитата:Якщо Ви просто поставите нормальні пристрої

А ось тут будь ласка докладніше. Покажіть мені "нормальний" імпульсний перетворювач 12/5, що має захист від виснаження джерела.

Цитата:Думаю навіть додаткові реле не знадобляться, не кажучи вже про програмне керування додатковим спеціальним мікроконтролером...

Звідки цей чарівний девайс інформацію брати буде? І яким чином її обробляти? Навіть за факту існування такого приладу, можна стверджувати на 100% що ним керує приблизно такий саме контролер.

[Лесничий]

(24-07-2018 12:15)quwy :  Вопрос про блее-менее исправный аккумулятор известного типа с известной начальной емкостью.

Не хотите КТЦ? Не делайте. Но о реальной ёмкости не узнаете, а к написанному на заборе ни у кого доверия нет. КОгда \если сделаете цикл, то и сами узнаете почему.

(24-07-2018 12:15)quwy :  Не емкостью единой. Снижение подвижности ионов на морозе приводит как минимум к повышению внутреннего сопротивления, и, как следствие, снижению способности отдавать большой пусковой ток. А как максимум происходит частичная изоляция крупиц активной массы и еще большее увеличение внутреннего сопротивления на фоне падения емкости.
А еще масло густеет и для проворачивания вала нужно больше усилий. Вот это и есть суть моего вопроса. Можно переформулировать в отрыве от аккумулятора: какая температура может считаться условно пороговой с точки зрения комплексной легкости пуска двигателя.

Сами всё в кучу свалили, сами и разгребайте

(24-07-2018 12:15)quwy :  Есть мнение, что современные тяговые/резервные и стартерные АКБ не имеют сколь-либо существенных конструктивных различий и такое разделение обусловлено маркетинговыми соображениями, подпитываемыми инертностью мышления.

Когда-то - вполне возможно, но сейчас разрядить стартерный гибрид\кальций до нижнего эксплуатационного уровня тяговой батареи - необратимо потерять часть ёмкости стартерной батареи. Разве что найдете дедушкину сурьмянистую стартерную. Но эти два класса были, есть и продолжают существовать, обеспечивая разные параметры и крайне изредка пересекаясь. Т.е. в ассортименте ведущих производителей уже можно обнаружить AGM стартерно-тяговый наряду со стартерным. Не для любых пусковых токов и не для любых тяговых применений, но они присутствуют.
Про их параметры и поведение ничего не скажу - "не трогал".

(24-07-2018 12:15)quwy :  Нужно довольно много места для сколь-либо существенной емкости. Плюс дополнительный геморрой с ее зарядкой.

Речь идет о батареях 7-12-17Ач (зависит от того что, как и насколько Вы предполагаете пользовать). Никаких геморов с зарядкой нет, есть готовые решения как любительские так и промышленные. Сам успешно и давно пользую подобную двухбатарейную систему. Стартерной существенно полегчало.

Сие обсуждение мне неинтересно, но могу порекомендовать профильные сайты: http://electrotransport.ru и https://www.radiokot.ru/

[SergM]

quwy :

SergM :Так і не побачив де так вчать...
Хоча дивлячись на сучасну продукцію (особливо програмну)...

Вчився я досить давно, щоб відповідь на це питання мала якийсь сенс у даному контексті.

Контролери? Давно? Якщо розробили схему, то питань якби не повинно бути.

quwy :

SergM :Він з принципу взагалі має живитися від чогось свого незалежно...

Він має, але нажаль не ядерний реактор, і його енергетична незалежність має деякі рамки.

Зняли клему з АКБ – і що?
А так – прихований власний АКБ через банальний діод.

quwy :

SergM :Ні. Ви наворочуєте систему та ще й додаєте логіки.

Ви так кажете, ніби це щось погане. У будь-якому актуальному авто логіки на мільйони рядків коду, вас це не турбує?

Мільйони?
3-вимірна модель керування ДВЗ – це нормально. Тулити ще щось у авто де є блок комфорту і керування споживачами – зайве з інженерної точки зору.

quwy :

SergM :Якщо Ви просто поставите нормальні пристрої

А ось тут будь ласка докладніше. Покажіть мені "нормальний" імпульсний перетворювач 12/5, що має захист від виснаження джерела.

А навіщо Вам захист, якщо первинне завдання – адекватне споживання енергії?

Куди Вам треба перетворювач 12/5? Коли його навантаження працюють? Потужність? ККД?

quwy :

SergM :Думаю навіть додаткові реле не знадобляться, не кажучи вже про програмне керування додатковим спеціальним мікроконтролером...

Звідки цей чарівний девайс інформацію брати буде? І яким чином її обробляти? Навіть за факту існування такого приладу, можна стверджувати на 100% що ним керує приблизно такий саме контролер.

...

Ще раз: дрібноту що треба відключати – до плафона чи до замка запалювання, більш потужне яке треба у русі – до замка запалювання (ось тут може знадобитися реле та свій запобіжник), чергове має мати мізерне споживання та за необхідності власне джерело живлення – сенсу ним розряджати АКБ до якогось мінімума немає, бо взимку буде сюрприз. – У будь-якому випадку треба адекватно користуватися енергією, а не відтерміновувати наслідки. Є збочене завдання – потурбуйтеся про додаткове живлення, а не про те як вгадати коли смерть настане штатній АКБ...

[quwy]

(25-07-2018 08:37)SergM :  Контролери? Давно?

Котролери у широкому вжитку вже більше ніж 25 років.

Цитата:Якщо розробили схему, то питань якби не повинно бути.

А питання в мене не по схемі.

Цитата:Зняли клему з АКБ – і що?
А так – прихований власний АКБ через банальний діод.

Ще раз: у трекера є власна батарея, але це не РІТЕГ, їй треба від чогось заряджатись, і зазвичай робити це так, щоб не унеможливлювати запуск двигуна.

Цитата:Мільйони?

Ну, у першій Фабії може до мільйона не дотягне, але у Супербі вже не один мільйон.

Цитата:3-вимірна модель керування ДВЗ – це нормально. Тулити ще щось у авто де є блок комфорту і керування споживачами – зайве з інженерної точки зору.

У сучасному авто навіть банальне дзеркало заднього виду має у своєму складі мікроконтролер, що приймає інформацію по послідовному інтерфейсу із пульту та керує сервомоторами і обігрівачем. А ще передає назад відповідні відгуки. Те саме -- у фарах, сидіннях, кермі тощо. Всюди мікроконтролери із своїми програмами, а у центральному блоці реалізація відповідних частин до всіх цих інтерфейсів.

І це я зараз лиже про вторинні підсистеми автомобіля. Керування двигуном, підвіскою, та [автоматичною] трансмісією -- це дуже багато коду. Дуже!

А навігаційна/мультимедійна система взагалі має таку кодову базу, що лише операційна система в ній -- десятки мільйонів рядків.

Так що один зайвий мікроконтролер із одно-кілобайтовою програмою керування погоди не робить аж ніяк.

Цитата:А навіщо Вам захист, якщо первинне завдання – адекватне споживання енергії?

Адекватне -- це яке? Один міліампер на запис та збереження відео? Ви бажаєте неможливого. Треба жити у реальному світі, де реєстратор жере сотні міліампер при роботі.

Цитата:Куди Вам треба перетворювач 12/5? Коли його навантаження працюють?

Написав же: реєстратор, трекер, розетка для зарядки смартфону/навігатора.

Цитата:Потужність?

Не важливо.

Цитата:ККД?

ККД перетворювача приблизно 92% на максимальному навантаженні. Це добротний імпульсний перетворювач.

Цитата:Ще раз: дрібноту що треба відключати – до плафона чи до замка запалювання, більш потужне яке треба у русі – до замка запалювання (ось тут може знадобитися реле та свій запобіжник)

Ще раз: реєстратор має працювати не лише у русі, щоб коли мене стукнуть на парковці біля маркету та втечуть, я мав інформацію про винуватця. Трекер має працювати завжди, наскільки це взагалі можливо. Лише розетку можна вимикати, але ситуацію це не змінює.

Цитата:сенсу ним розряджати АКБ до якогось мінімума немає

Є, бо власне джерело не гумове, а коли реально знадобиться трекер, буде вже не до економії акумулятора.

---

---

(25-07-2018 08:17)Лесничий :  Не хотите КТЦ? Не делайте. Но о реальной ёмкости не узнаете, а к написанному на заборе ни у кого доверия нет. КОгда \если сделаете цикл, то и сами узнаете почему.

Да делал уже не раз. Емкость равна 66% от заявленной (аккумулятору два года примерно).

Но дело же не в емкости совсем. Тут нужно проводить натурные испытания по способности к запуску двигателя разряженным до разной степени аккумулятором при разных температурах. Муторное и неблагодарное занятие, вот и спросил тут, может кто знает примерные границы.

Цитата:Когда-то - вполне возможно

Когда-то как раз разряд стартерной батареи ниже 50% емкости приводил к выпадению активной массы из положительных пластин. По крайней мере в аккумуляторах производства позднего СССР.

Цитата:но сейчас разрядить стартерный гибрид\кальций до нижнего эксплуатационного уровня тяговой батареи - необратимо потерять часть ёмкости стартерной батареи.

У народа даже на этом форуме часто батарея садится "в ноль", что даже зажигание не включается. И ничего, после зарядки катаются дальше. Емкость конечно падает, но как правило временно и не так фатально, как это малюют.

Цитата:Речь идет о батареях 7-12-17Ач (зависит от того что, как и насколько Вы предполагаете пользовать). Никаких геморов с зарядкой нет, есть готовые решения как любительские так и промышленные. Сам успешно и давно пользую подобную двухбатарейную систему. Стартерной существенно полегчало.

У треккера есть свой аккумулятор, от которого он более трех дней работать может. Но во-первых и ему нужно заряжаться, а во-вторых, когда он станет реально нужен, приоритеты немного изменятся и разряд стартерного аккумулятора будет явно не среди чего-то важного.