Начало
Получилось так, что с недавнего времени, я обзавелся личным электротранспортом, который называется моноколесо. Долго я шел к этому, но всё же решился и ни о чем не жалею, даже наоборот, испытываю полный восторг от поездок на этом сногсшибательном транспорте. А еще очень люблю поездки на природу, а езда на моно колесе умножают эту любовь на 100500. Но есть одно «НО» и об этом далее...
Поездка на моноколесе, особенно на природу, приносит много удовольствия, ни с чем не сравнится это чувство полета и свободы, когда ты едешь по грунтовой дороге, светит солнце, а вокруг тебя поля и зеленый лес. И расстраивает лишь то, что в поле нет розетки, откуда бы ты мог подзарядить свой электротранспорт и я решил исправить эту проблему).
Решение проблемы
Само собой, в качестве источника электрической энергии в поле, самым рациональным и эффективным способом будет использование солнечной генерации, а именно, фотоэлементы, еще мы должны учесть, что проектируемая зарядная станция должна иметь компактный вид и малый вес, чтобы не отягощать пользователя во время трипа на природу.
Что нам потребуется
Солнечная панель, в компактном раскладном форм-факторе.
Силовой преобразователь.
Система контроля/мониторинга зарядки.
Приступим к делу
В моей реализации были применены те компоненты, которые имелись у меня в наличии, поэтому, иногда, может показаться, что применение тех или иных компонентов экономически не целесообразно и можно было применить более простое решение.
1. Сборка солнечной панели.
Для сборки портативной складной солнечной панели, я выбрал высокоэффективные фотоэлементы SunPower C60 125x125, мощностью 3,3 Вт на элемент, благодаря своей конструкции, они имеют эффективную площадь облучения, заявленный КПД 21,8 % (Спецификация).
Преимущества этих фотоэлементов
Максимальный захват света
Конструкция ячейки SunPower с расположением токопроводящих элементов на задней части ячейки, оставляет всю переднюю поверхность открытой для светового излучения, что позволяет на 10 % увеличить зону облучения, по сравнению с обычными ячейками.Превосходные температурные характеристики
За счет более низких температурных коэффициентов, ячейки SunPower генерируют больше энергии при более высоких температурах по сравнению со стандартными солнечными элементами c-Si.Отсутствие деградации фотоэлементов, под действием солнечного излучения
Солнечные элементы SunPower n-типа снижают не более 3% от их первоначальной мощности, после длительного воздействия солнечного излучения, поскольку они не подвержены деградации, как обычные c-Si ячейки p-типа.Широкий спектральный диапазон преобразования солнечного излучения
Элементы SunPower улавливают больше света из синей и инфракрасной частей
спектра, обеспечивающий более высокую производительность в пасмурную погоду и в условиях низкой освещенности.Широкий спектр применения
Элементы SunPower обеспечивают надежную работу в широком спектре применений в течение многих лет.
Для монтажа ячеек, я использовал листы монолитного поликарбоната толщиной 1 мм и размерами 285 x 405 мм. Предварительно, на бумаге формата A3, сделал шаблон размещения фотоэлементов с зазором 5 мм. Затем, с помощью с помощью специальной шины для пайки фотоэлементов, выполнил последовательное соединение шести элементов, соблюдая полярность. Во время пайки фотоэлементов, важно выдерживать температурный режим в 280 °C. Все работы должны выполняться в латексных перчатках, чтобы избежать загрязнения рабочей зоны фотоэлементов. После спайки элементов, они аккуратно переносятся на стекло и прикрепляются к нему обычным упаковочным скотчем, желательно миллиметровым.
Далее, все пять собранных солнечных панелей, соединяются в единый массив. Соединение последовательное, при таком соединении, на выходе, будет генерироваться напряжение холостого хода 20 В, максимальный ток короткого замыкания будет равен 5,5 А (согласно моим замерам). Соединение панелей выполняется гибким акустическим проводом 16 AWG/ 1.5 mm².
После проверки работоспособности солнечной панели, можно её упаковать в водонепроницаемый складной чехол. Описывать процесс кройки и шитья здесь я не стану.
Уфф. С изготовлением солнечной панели мы закончили, идем дальше.
Силовой преобразователь.
Одним из важных элементов портативной солнечной зарядной станции является повышающий преобразователь. Дело в том, что солнечная панель может обеспечивать необходимый уровень генерируемой мощности, необходимой для зарядки, но, при этом, выходное напряжение панели будет составлять всего 20 В, а для зарядки аккумулятора моего моно колеса необходимо иметь максимальное напряжение зарядки 84 В. Поэтому нам нужен повышающий преобразователь, чтобы нормально запустить процесс зарядки аккумулятора. Да, мы теряем в КПД, но от этого никуда не деться.
Признаюсь честно, я не стал изобретать велосипед и применил готовое решение с некоторыми модификациями, хотя первая версия имела самодельный преобразователь, но в итоге я от него отказался в пользу готового решения (в том числе и по экономическим причинам).
Как я уже говорил выше, данный преобразователь требует небольшой модификации для моих целей. Дело в том, что он рассчитан на диапазон выходного напряжения 10 - 60 В, а мне требуется 73 - 84 В. Чтобы реализовать задуманное, нам нужно заменить несколько элементов на плате.
Выполняем следующую модификацию:
Силовой транзистор G1 необходимо заменить на IRF540N, т.к. у него максимальное напряжение сток-исток 100 В, а у установленного NCE8290 - 82 В.
Конденсаторы CE3 и CE4 меняем на конденсаторы с большим номиналом по напряжению (100 В).
В цепи обратной связи, резистор R5 нам нужно заменить на номинал 100 Ом
Далее нужно подключить, уже модифицированный преобразователь, к источнику питания и отрегулировать выходное напряжение 84 В, с помощью подстроечного резистора RV1.
Придумываем и собираем Систему контроля/мониторинга зарядки
Дорогой читатель, если ты дошел до этого пункта, то ты просто молодец! Продолжаем)
В действительности, уже на пункте №2 этой статьи, система солнечной зарядки уже может функционировать. Но без смарт функций, пользователь системы лишается некоторой информации, которая бы помогла для выполнения более эффективного использования солнечной зарядной станции. Например, ток панели — этот показатель является индикатором правильного расположения панели относительно солнца.
В качестве «мозга» смарт модуля, использован популярный микроконтроллер ESP32, данный контроллер уже имеет на борту встроенный Bluetooth, что является большим плюсом, ведь для связи с модулем мы будем использовать Bluetooth. Основная информация будет отображаться локально на корпусе модуля с помощью цветного LCD дисплея ILI9341.
Ниже представлена разработанная схема смарт модуля солнечной зарядной станции.
Основые функции смарт модуля:
Измерение тока солнечной панели.
Изменение тока зарядки на выходе преобразователя.
Измерение напряжения солнечной панели.
Измерение напряжения на выходе преобразователя.
Накопление статистики по основным параметрам.
Отображение данных на дисплее.
Коммуникация по Bluetooth с мобильным приложением.
Автопоиск точки эффективности солнечной панели.
Для измерения токовых цепей, используются токовые датчики на эффекте Холла ACS712ELCTR-20A-T. Почему именно такие? Просто у меня их много).
Немного о подключении контроллера в цепь преобразователя и солнечной панели. Там ничего сложного нет. Разъем U6 - это подключение токового датчика выходной цепи преобразователя (84 В), U6/2 - вход +84 В, U6/1 - выход (подключение к моно колесу). U8 - подключение токового датчика солнечной панели, U8/2 - вход (+) от солнечной панели, U8/1 - выход на преобразователь (+). U10 - GND.
Управление преобразователем выполняется через оптрон U7, выход оптрона подключен к CN4 через резистор 10к. CN4/1 - подключается к выводу 8 микросхемы драйвера TL494С, CN4/2 - подключается к выводу 1 микросхемы драйвера TL494С.
С помощью FreeCAD был спроектирован корпус устроства:
Затем, корпус был напечатан на 3D принтере:
Видимый результат
Данная солнечная зарядная станция была создана в начале лета 2023 года и исключительно ради удовольствия. Но признаюсь честно, после эксплуатации в течении всего лета и немного осени, данная конструкция превзошла все мои ожидания, хотя я был настроен немного скептически. Далее будет еще немного фото.
Выше на фото я тестирую зарядную станцию в полевых условиях, я уехал на моно колесе далеко от дома, высадив аккумулятор на 80% и смогу вернуться только после подзарядки. 2 часа зарядки и чудесного отдыха на берегу озера, дали мне шанс вернуться домой.
Для конфигурации смарт контроллера и отображения данных зарядной станции, было разработано мобильное приложение для Android, в данный момент у него простой функционал, но есть некоторые идеи по расширению.
Немного о мобильности зарядной станции, на фото видно, что панель, в сложенном виде, легко помещается в рюкзак среднего размера.
Дополнительные возможности
Было бы глупо не предусмотреть возможность зарядки или электропитания других устройств, с учетом номинальной мощности панели 100 Вт. Для зарядки или питания устройств по USB, была куплена плата преобразователя XFW-KC42-2 с протоколами зарядки QC-2.0/QC3.0, которая с моментальной скоростью заряжает современные смартфоны и позволяет запитывать некоторые ноутбуки. Для некоторой стандартизации подключения, в качестве разъёма подключения солнечной панели, используется разъем XT60, который с легкостью позволяет менять подключаемые модули.
Заключение
Спасибо всем, у кого хватило сил дочитать эту статью до конца, надеюсь вам понравилось. В этой статье я не преследовал цели углубления в тонкости проектирования данной системы, просто хотел поделиться результатом. Я не думаю, что кто-то захочет повторить данный проект, уж больно специфическая задача здесь реализована. Но на всякий случай, прикреплю ссылки на исходники в конце статьи.
Исходник проекта печатной платы
Комментарии (77)
BadDancer
28.09.2023 09:11+10А тег Java у статьи зачем? Если бы мобильное приложение было на Брейнфаке, в статье не изменилось бы ни единого слова.
Tomasina
28.09.2023 09:11+33"это чувство полета и свободы, когда ты едешь по грунтовой дороге" обычно возникает когда на пути попадается корень дерева.
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+2Все зависит от опыта, я люблю ездить на моно колесе по лесным дорогам, корни, конечно, попадаются, но они не особо влияют на качество поездки, если есть хороший опыт управления моноколесом.
redsh0927
28.09.2023 09:11На самокате въедешь в тот же корень - то полёт через руль головой в землю. Сколько уже случаев было. На колесе - по сути бежал и споткнулся, обычно просто растянешься, тушка к этому эволюционно преспособлена тысячелетиями. Впрочем, колесо любой корень спокойно переедет. Знаю по опыту :D
Жаль что такие тупые комменты набирают столько плюсов...
eurol
28.09.2023 09:11+1Насколько сильно различается скорость заряда в солнечную и в пасмурную погоду?
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+3Значительно различается, мощность падает примерно раз в десять. Но вот в такую облачность вполне можно заряжаться
lelik_druzhinin
28.09.2023 09:11+1Подскажите пожалуйста годную статью про моноколесо и как приобщиться к этому делу?
Javian
28.09.2023 09:11+6
unwrecker
28.09.2023 09:11+1Приобщаться не советую. Моноколесо - штука очень капризная, любой сбой софта или электрики приводит к падению с него. Нужно носить полную защиту (как минимум шлем и защиту запястий), а это уже плохо сочетается с поездкой налегке в свое удовольствие. Хотите спорта - велосипед. Хотите СИМ - самокат.
befree
28.09.2023 09:11+2Да, но только описанных случаев сбоя без нарушений условий эксплуатации на количество всех владельцев такое, что шанс того, что тебя на перекрестке поломает автомобилист выше, чем таковой на моноколесе.
10 тысяч километров, четыре падения - все по глупости (например торопился домой в дождь и налетел на ямку в луже - на самокате эффект от такой же самодеятельности сопоставим). Ничего не поломал, не вывихнул - разве что содрал немного кожи и чуть больше одежды... Теперь я знаю что мокрый асфальт скользит, а еще есть сорта асфальта - например во дворах новостроек меньше всего дерет)
Но я дурак, езжу без защиты - вы так не делайте конечно же, нужен обязательно полный доспех. А если серьезно - даже езда на относительно безопасном диапазоне 20-30 км/ч доставит вам уйму удовольствия по сравнению с самокатом и шанс повредиться минимален... но людям которые по жизни ломаются (дефицит кальция чтоли?) не рекомендую - тут соглашусьunwrecker
28.09.2023 09:11+3Я видел гарантийный сервис, все полки которого были завалены точно такими же Inmotion V8, с которым и я к ним пожаловал. Быть может это была такая неудачная модель, но пока в моноколесах не внедрят резервирование всех узлов, я на них больше не встану.
SmurFactor
28.09.2023 09:11+3Возможно у вас было V8 ранних выпусков - слышал, там и вправду что-то не то было с прошивкой. В остальном же (включая современные модификаций inmotion V8) - моноколёса в части прошивок и электроники весьма надёжны: падения по причине электрики на моноколёсах случаются реже, чем отлом рулевой стойки у самоката...
Ключевое - не стоит тиражировать заблуждение про безопасность самокатов. При езде на них точно также нужна защита. При влёте в колдобину маленьким колесиком руки мёртвой хваткой держат руль, а голова летит в асфальт. С моноколеса, до некоторой скорости, удаётся просто спрыгнуть и пробежаться без последствий для организма.
Напоследок лишь соглашусь, что в плане пользы и безопасности лидирует конечно-же велосипед ;)
Truevivere
28.09.2023 09:11+2Практика показала что среднестатистическое моноколесо живет в десятки раз дольше по пробегу чем велосипеды или электросамокаты. Отказывать там практически нечему, потому что схема примитивнейшая- обычная электромеханика с интерфейсными контроллерами (не влияющими на езду). И про падения многое просто берется из головы, потому что визуально мозг не верит что такая конструкция гораздо устойчивее любых других типов транспорта. Защита безусловно нужна, но не более чем на других активностях.
Лично я заезжал на колесе в такие глухие болота, где нельзя пройти ни на одной технике, а пешком не хватит сил.
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+1Я долго думал какой же электротранспорт купить, в итоге выбрал моноколесо и вот почему:
1. Компактность. Электровелосипед или самокат очень габаритные штуки, не всегда с ними удобно перемещаться в общественном транспорте или располагать дома. Моноколесо компактное и удобное, не мешает людям, когда перевозишь его в метро или автобусе.
2. Ощущения от поездки. Моноколесо дает очень приятные ощущения от поездки, ты ощущаешь чувство свободы перемещения в пространстве, подобное ощущение я испытываю когда катаюсь на сноуборде.
3. Проходимость колеса. Моноколесо имеет всего одну точку контакта с поверхностью, в связи с этим, оно имеет хорошую проходимость даже при отсутствии дороги). Даже, казалось бы, обычное моноколесо, которое предназначено для поездок по городу, достаточно проходимо и на грунтовых лестных дорогах. На своем мноколесе я уже проехал более 1200 км, большая часть поездок выполнялась по грунтовым дорогам. Ездил и в дождь и в грязь и по полям.
4. Как бы не странно это звучало, но на моноколесе легко научиться ездить, почти как на велосипеде. Мне хватило 25 минут, чтобы освоить этот транспорт, но возможно, сказался опыт сноубординга.
sim2q
28.09.2023 09:11+2Люблю паяльное на Хабре, но на сегодня плюсомёт уже разряжен:)
В MPPT особо не смыслю, но вот вокруг антеннки модуля обычно оставляют пустое место без дорожек или даже выносят за контур платы. Тут соглашусь, что +/- метры расстояния наверное не очень критично... И транзистор я бы чуть-чуть побольше напряжением поставил, мало-ли ESR протухнет у капациторов. А вот к тапку вопросов нет :)
BARSRAB
28.09.2023 09:11-7Соединение панелей выполняется гибким акустическим проводом
Нет такого провода в природе.
использован популярный микроконтроллер ESP32
Это не микроконтроллер...
А так девайс довольно интересный получился. Единственно, открытый вентилятор вообще не в тему. Почему бы не закрыть его решеткой хотя бы? Плюс действительно ли он там нужен вообще? До скольки градусов греется радиатор без обдува? Откуда, кстати, там вообще взялся радиатор? Ни на одной плате его не видно. Ну и на фото явно два разных девайся, это связано с переходом на готовый ПН?
P.S.
А в чем заключается "умность" ЗУ? Оно же просто отображает ток/напряжение/мощность. Даже не подсчитывает отданную мощность с начала работы. Какой тогда смысл "умности"?
avost
28.09.2023 09:11+5Нет такого провода в природе.
Но вы же поняли что это за провод? Значит, есть.
Это не микроконтроллер...
ESP32 is a series of low-cost, low-power system on a chip microcontrollers with integrated Wi-Fi and dual-mode Bluetooth.
A microcontroller (MC, UC, or μC) or microcontroller unit (MCU) is a small computer on a single integrated circuit. A microcontroller contains one or more CPUs (processor cores) along with memory and programmable input/output peripherals.
Это из вики. Вы пользуетесь какими-то другими определениями?
BARSRAB
28.09.2023 09:11-9Но вы же поняли что это за провод? Значит, есть.
Но мы не на базаре, а в технической статье.
Это из вики.
Ну так и читайте определение полностью:
low-power system on a chip microcontrollers with integrated Wi-Fi and dual-mode Bluetooth.
Тут так и сказано, что это SoC в виде микроконтроллера и радиочастотной части. Это первое. Второе, в статье вообще использован модуль, а не голый ESP32. Ну и на сайте производителя они таки SoC и Modules, а не MCU
kulhaker478
28.09.2023 09:11+5Ваше мнение очень важно для нас, его очень не хватает в корпоративных блогах
avost
28.09.2023 09:11+10Но мы не на базаре, а в технической статье
Посмотрел на обложку - нет, это всего лишь хабр, вовсе не отраслевой журнал, требующий гостов.
Тут так и сказано, что это SoC в виде микроконтроллера и радиочастотной части.
Наоборот. Сказано, что это микроконтроллер, состоящей из SoC и периферии.
И я специально привёл вторым абзацем определение микроконтроллра:
A microcontroller (MC, UC, or μC) or microcontroller unit (MCU) is a small computer on a single integrated circuit. A microcontroller contains one or more CPUs (processor cores) along with memory and programmable input/output peripherals.
У вас какое-то другое определение? "Голый" SoC под него тоже попадает.
Второе, в статье вообще использован модуль
Именно так. a microcontroller is a small computer on a single integrated circuit - проц или SoC плюс периферия. with memory and programmable input/output peripherals
Ну и на сайте производителя
Ну, а мы не в отраслевом чиновничьем журнале, требующем соблюдения гостов и ескд.
BARSRAB
28.09.2023 09:11-4Наоборот. Сказано, что это микроконтроллер, состоящей из SoC и периферии.
А вы пробовали прочесть следующий абзац на Вики?
In modern terminology, a microcontroller is similar to, but less sophisticated than, a system on a chip (SoC). An SoC may include a microcontroller as one of its components, but usually integrates it with advanced peripherals like a graphics processing unit (GPU), a Wi-Fi module, or one or more coprocessors.
В котором как раз таки и сказано, что MCU похож на SoC, но это не SoC.
Именно так. a microcontroller is a small computer on a single integrated circuit - проц или SoC плюс периферия. with memory and programmable input/output peripherals
Нет, не так. МК содержит вычислительное ядро, ОЗУ и периферию ввода-вывода. Ну и ПЗУ может содержать, а может и не содержать. Никакого WiFi/Bluetooth/СВЧ усилителей он не содержит и содержать не может.
Ну, а мы не в отраслевом чиновничьем журнале, требующем соблюдения гостов и ескд.
ВЫ будете спорить с производителем?
avost
28.09.2023 09:11+2периферию ввода-вывода. Ну и ПЗУ может содержать, а может и не содержать. Никакого WiFi/Bluetooth/СВЧ усилителей он не содержит и содержать не может.
А вайфай и блютус - это не периферия ваода вывода?
MCU похож на SoC, но это не SoC.
А вайфай и блютус на чипе расположены?
ВЫ будете спорить с производителем?
С маркетологами? Да ни божешь мой! Кто ж в своём уме спорит с маркетологами? У вас и вай фай - не периферия вв и расположена это всё на чипе.
BARSRAB
28.09.2023 09:11-2А вайфай и блютус - это не периферия ваода вывода?
Представьте себе, нет. По сути это отдельный модуль, содержащий в себе кучу всего:
А вайфай и блютус на чипе расположены?
Еще раз, там нет никакого чипа. Там на подложке ОТДЕЛЬНО собран МК и ОТДЕЛЬНО собрана СВЧ часть. Вы вообще понимаете, что такое SoC?
С маркетологами?
Даташиты тоже маркетологи пишут, по вашему?
Судя по всему, вы просто никогда не работали ни с SoC, ни с МК и продолжаете спор просто ради спора. Хотя нет, просто не хватает духу признать, что изначально ошиблись, вот и все.
avost
28.09.2023 09:11+2Представьте себе, нет.
У вас какие-то альтернативные определения для всего. Если это не периферия, то что?
Еще раз, там нет никакого чипа
Именно. Поэтому это нежет называться системой-на-чипе. Или у вас и SoC альтернативное определение?
. Вы вообще понимаете, что такое SoC?
Более чем. Более, чем вы.
Даташиты тоже маркетологи пишут, по вашему?
А вы их читать-то пробовали? ESP32 is a single 2.4 GHz Wi-Fi-and-Bluetooth combo chip designed with the TSMC low-power 40 nm technology. (это из даташита тут https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_datasheet_en.pdf) вот этот чип и есть и есть SoC. А при добавлении периферии - это микроконтроллер.
Хотя нет, просто не хватает духу признать, что изначально ошиблись, вот и все.
Разберитесь уже с кашей в вашей голове. С основ. Что такое чип и что такое периферия. И что такое провода.
BARSRAB
28.09.2023 09:11-1А вы их читать-то пробовали? ESP32 is a single 2.4 GHz Wi-Fi-and-Bluetooth combo chip designed with the TSMC low-power 40 nm technology.
А вы пробовали видеть то, что там написано, а не то, что хочется вам? Где там хоть слово сказано, что это микроконтроллер? В даташите сотню раз указано, что это SoC, нарисована структура этого самого SoC. Более того, даже на Вики указано, что МК - это НЕ SoC, а более простое устройство, обычно, входящее в состав SoC. Но у вас явно свое, альтернативное виденье мира. Более того, в вашей любимой статье про SoC даже сказано, что SoC подразделяются на 3 типа:
SoCs built around a microcontroller,
SoCs built around a microprocessor, often found in mobile phones;
Specialized application-specific integrated circuit SoCs designed for specific applications that do not fit into the above two categories.
An SoC must have at least one processor core, but typically an SoC has more than one core. Processor cores can be a microcontroller, microprocessor (μP),[11] digital signal processor (DSP)
Т.е. не МК построен на базе SoC, а SoC строится на базе МК. Так что можно хоть задобавляться периферией, а в МК SoC никак не превратится.
Разберитесь уже с кашей в вашей голове. С основ. Что такое чип и что такое периферия. И что такое провода.
Я даже спорить больше не буду, вы не имеете ни малейшего понимания того, как устроена система (советую вдуматься в это слово) на кристалле, и как устроен МК. За сим откланиваюсь, ибо разговор бесперспективен и бесполезен по своей сути.
PuerteMuerte
28.09.2023 09:11+1А вы пробовали видеть то, что там написано, а не то, что хочется вам? Где там хоть слово сказано, что это микроконтроллер?
Дык, вы как раз и посмотрите первоисточник, что по этому поводу думает производитель. Знаете, как Espressif (собственно, разработчик и производитель ESP32) их называет, микроконтроллерами или SoC? Он их называет и SoC, и МК, потому что это и то, и другое одновременно :) Вот, например,
https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32
Папочка - продукты/SoCs, а там сразу написано ESP32 - MicroController Unit с богатым функционалом и интегрированным бла-бла-бла
И это верно, потому что нет никакого "микроконтроллера" в составе ESP32. В составе ESP32 есть микропроцессорное ядро, или даже несколько ядер, в зависимости от модели. Которое само по себе никакими свойствами микроконтроллера не обладает, это процессорное ядро общего назначения. Микроконтроллером его делают интегрированные в чип периферийные компоненты.
PuerteMuerte
28.09.2023 09:11+1Тут так и сказано, что это SoC в виде микроконтроллера и радиочастотной части.
Как зануда зануде, объясните пожалуйста, почему девайс, который называется "микроконроллер в виде SoC с низким энергопотреблением и с интегрированным вайфаем и двухрежимным блютусом", нельзя просто назвать "микроконтроллером"? И да, ещё занудства ради, мой перевод более верный, чем ваш :)
BARSRAB
28.09.2023 09:11-1Может по тому, что микроконтроллер не может быть системой на кристалле? А вот система на кристалле вполне может содержать микроконтроллер. Да и производителю таки виднее, что же он все таки выпускает =) Плюс в девайсе использован вообще модуль, который содержит сам SoC ESP32, чип памяти, тактовый генератор и т.п. А еще можно прочесть Вики чуть дальше первого предложения:
In modern terminology, a microcontroller is similar to, but less sophisticated than, a system on a chip (SoC). An SoC may include a microcontroller as one of its components, but usually integrates it with advanced peripherals like a graphics processing unit (GPU), a Wi-Fi module, or one or more coprocessors.
PuerteMuerte
28.09.2023 09:11+1Может по тому, что микроконтроллер не может быть системой на кристалле?
Какое-то нелепейшее утверждение. С момента своего появления микроконтроллеры как раз и отличались от микропроцессоров тем, что предполагали интеграцию периферийных компонент на кристалл - портов ввода-вывода, таймеров, памяти и так далее, т.е. типичный микроконтроллер сам по себе и есть SoC изначально, отличаясь от SoC, построенных на базе процессоров общего назначения, лишь этим самым назначением: микроконтроллер имеет набор портов ввода-вывода и предназначен для управления другими устройствами.
BARSRAB
28.09.2023 09:11-1Почему-то Вики с вами не согласна и МК до сих выделяется в отдельный класс устройств. Более того, сейчас SoC строятся в том числе и на базе МК, что мы видим в ESP32. И по сути при работе с SoC вы как раз таки и работаете с тем самым МК, на котором он построен, точнее через МК вы работаете со всей системой.
PuerteMuerte
28.09.2023 09:11+2Это не "отдельный класс устройств". Это ортогональные понятия. SoC, это про интеграцию, МК, это про назначение. SoC может быть микроконтроллером, может не быть. МК может быть SoC, может не быть. ESP32, например, это одновременно и SoC, и микроконтроллер. Какие-нибудь чипы семейства PIC18, это микроконтроллеры, но ни разу не SoC, а Broadcom BCM2712 - самая что ни на есть SoC, но совсем не микроконтроллер.
А то, что в Вики так написано, ну так там вообще непонятно и некорректно написано. "В современной терминологиии микроконтроллеры подобны SoC, но SoC навороченнее", вот что там написано.
Markscheider
28.09.2023 09:11+1Я бы добавил включение дисплея с данными о зарядке по нажатию кнопки. Сэкономятся, конечно, считанные милливатты, но все равно приятно.
И в том же ключе экономии электричества присоединюсь к вопросу про вентилятор. Он все время нужен? Греется радиатор сильно?
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+1Спасибо за совет с кнопкой для подсветки дисплея). Я тоже подумал об "экономии" энергии на подсветке дисплея, для этого я реализовал регулировку подсветки дисплея в приложении.
Вентилятор нужен, без него радиатор силового транзистора значительно нагревается, особенно,если идет хорошая выработка мощности в солнечную погоду, когда солнце в зените.
Markscheider
28.09.2023 09:11+1Я про вентилятор спросил, потому что можно реализовать регулятор оборотов в зависимости от температуры. Но если 95% времени вентилятор пашет на полную - то смысла нет
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+1Вентилятор мало потребляет, поэтому на него не обращал внимание). Конечно, можно установить датчик DS18b20 на радиатор, подключить его к микроконтроллеру, прописать логику и задействовать выход для управления вентилятором).
BARSRAB
28.09.2023 09:11-1Другое дело, что в таким исполнении вентилятор может зажевать ту же траву и сгореть...
blind_oracle
28.09.2023 09:11На али есть контроллеры вентиляторов за пару баксов с термосенсором и настраиваемые на разные режимы - использую их в своих зарядках и подобном без проблем.
Ну и лучше конечно его в корпус спрятать
User79
28.09.2023 09:11Киньте ссылкой, а то несколько лет назад там искал что нибудь что учитывало средний провод регулировки оборотов или хотя бы понижением/повышением напряжения, но ничего дельного не нашел.
blind_oracle
28.09.2023 09:11Вот с этими у меня не было проблем: https://www.aliexpress.com/item/1005001581225565.html
Оно тупое, обороты не меряет по-моему, просто напряжением регулирует. Но работает хорошо.
Добытая откуда-то инструкция по их программированию
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11Я все же полагаю, что целесообразнее использовать уже установленный контроллер ESP32 для регулирования скорости вентилятора, тем более, добавление этой функции выйдет дешевле, чем покупать дополнительный контроллер регулирования оборотов. А регулировку оборотов можно выполнить с помощью ШИМ.
BARSRAB
28.09.2023 09:11без него радиатор силового транзистора значительно нагревается
Значительно - это сколько градусов? Если в пределах 60-80, то вентилятор там не нужен.
Yuri0128
28.09.2023 09:11Собственно заменив преобразователь с Step-Up на повышайку с другой технологией (ибо у вас К повышения может быть больше 3-4, а степ-ап на таких К становится довольно неэффективним) можно уменьшить тепловыделение и обойтись без вентилятора вовсе на мощностях до 100 Вт. Просто оребрением металлического корпуса.
Zara6502
28.09.2023 09:11+5Ради спортивного интереса покупал простую одну панель 30х60см, 24 вольта в пике, 25 ватт. Хотел на балконе и окне спальни сделать зарядку с общей площадью в 2 квадрата. Для аккумулирования стоял АКБ гелевый на 7 Ач 12 вольт. Солнце было доступно 7 часов в день. В итоге в солнечный день АКБ заряжалась на 20%, в пасмурный фактически не заряжалась. За 4 месяца эксплуатации пришел к выводу что мне такая конструкция ничем не поможет. Всё продал. Но это мой кейс, для варианта - на дачу для зарядки телефона пока работаешь в поле - вполне сносный вариант, во всяком случае без связи не останешься.
Ваша конструкция и результаты меня несколько удивляют, возможно важную роль сыграло качество самих панелей.
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11Да, выбор солнечных элементов играет важную роль, особенно в портативном исполнении.
VirtualHunter
28.09.2023 09:11+6Ого, это же прекрасное Inmotion! А можно попросить добавить чуть больше информации про результаты зарядки колеса от солнца? Фразы "2 часа зарядки и чудесного отдыха на берегу озера, дали мне шанс вернуться домой." не достаточно, хочется чуть больше цифр :)
Дело в том, что я проводил похожий опыт пару лет назад и тоже с Inmo V10F, ездил с огромным рюкзаком, в котором лежала 100W (китайских) панель с али экспресса и DC-DC, но зато заряжался 3 часа в середине солнечного дня в Крыму. И результат был в принципе достаточно ожидаемый для батареи емкостью почти киловатт-час: всего несколько процентов.
Буду рад узнать, что технологии ушли далеко вперед и я теперь могу рассчитывать на многодневные автономные моноколесные поездки. Правда давно задумываюсь над этим :)VirtualHunter
28.09.2023 09:11+7
Чтобы не быть голословным, преобразователь QSKJ QS-4884CCCV
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+1На фото китайская панель на 100Вт? Она по тестам действительно выдает около 100Вт? Я насчитал 12 фотоэлементов, что маловато для 100Вт панели, если не ошибаюсь.
Фото красивое ????
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+2У нас немного разные модели), у меня стоит аккумулятор 320Втч, а на Inmotion V10F - 960Втч, соответственно, мне нужно меньше времени, чтобы зарядиться. У меня была тоже идея купить готовую солнечную панель, но меня не устраивали характеристики по исполнению и эффективности, были красивые походные китайские складные солнечные панели, но по тестам они никуда не годились.
Ранее мы делали проект, с автономным питанием устройства от солнечных элементов, изучив рынок фотоэлементов, мы выбрали SunPower, как самые эффективные на тот момент (2015 г), ну и конструкция элементов нам очень понравилась, удобный монтаж, контакты находятся на задней стороне фотоэлемента. У меня были запасы этих ячеек, поэтому решил их применить в данном решении.
200sx_Pilot
28.09.2023 09:11+1Не было ли мысли собрать СБ последовательно, вольт до 100 на сборку?
Исключительно для снижения токов и уменьшения потерь на преобразование напряжения.
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11Здесь речь идет о компактном устройстве, которое можно возить с собой в рюкзаке. Сборка солнечных элементов с выходным напряжением 100 В будет иметь большие габариты.
200sx_Pilot
28.09.2023 09:11Сколько вольт даёт один элемент при оптимальной нагрузке?
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11Не совсем понимаю вопрос. Обычно важным параметром является мощность элемента. В моем случае, мощность одной ячейки составляет 3,3 Вт, напряжение 0,574 В, ток 5,8 А.
kvazimoda24
28.09.2023 09:11+5Сомнительное решение.
Если прикинуть, то вот есть у меня Inmotion V8. У него аккумулятор всего 480 Вт*ч. Т.е. если взять идеальные условия для вашей батареи и КПД 100%, то потребуется почти пять часов, чтобы полностью зарядить аккумулятор. В реальности же, я думаю, это время можно умножать на два. А пробег на одной зарядке у колеса совсем небольшой, всего 30 км. Т.е. высадить его можно за час-полтора. Если же рассматривать более мощные колёса, то там конечно пробега на одной зарядке побольше, но и заряжаться оно будет пропорционально дольше. В общем, зарядка "час едешь, день заряжаешь".
Лучше уж тогда колесо помощнее купить или кинуть аккумулятор на 500 Вт*ч в рюкзак. Это будет выгоднее, чем надеяться на солнечную погоду.
VirtualHunter
28.09.2023 09:11+1У более мощных колёс и мотор более мощный и двигаться начинаешь быстрее, таким образом дальность поездки, к сожалению, увеличивается не так сильно как хотелось бы. Вот примерное сравнение трех моделей с разными емкостями (в моем случае, "при прочих равных"):
inmotion v8 480wh завод обещает 50км, в реальности - 30км
inmotion v10f 960wh завод - 90км, в реальности - 55км
extreme bull XM 1800wh обещания - 140км, в реальности - 70-80км
Допускаю, что если ездить на последнем как на inmotion v8, то его хватит на чуть большее расстояние. Но на лицо серьезная проблема с запасом хода. Так что пока только если скоростную зарядку (например 100В*8А для ХМ) ссобой и клянчить розетки в разных местах)kvazimoda24
28.09.2023 09:11+1Ни что не мешает ограничить максимальную скорость на более мощном колесе.
Ради эксперимента, когда только купил Kingsong KS18XL с батареей 1600 Вт*ч, попробовал его зарядить полностью и проехать, пока не перестанет ехать. Ездил в обычном для себя (и Inmotion V8) режиме. Ездил на этой одной зарядке неделю и проехал 130 км. Катали в основном с женой, а супруга у меня быстрее 25 км/ч не ездит, потому и такой большой пробег.
Если же не "пенсионерить" и катать на комфортной скорости 30-40 км/ч, то мне хватает одного заряда на 80-100 км, т.к. далеко не везде можно разгоняться до таких скоростей, и средняя скорость всё равно получается не более 20 км/ч.
Собственно, я это всё к тому, что если заходит речь о том, как бы уехать подальше в дикую природу и потом вернуться, то проще взять колесо с большой батареей и ограничить скорость. Если же катать по городу, где можно зарядиться, то да, берём мощную зарядку на 5-10 ампер, и заряжаем в кафешках. Т.к. у меня с такой батареей не получается высадить колесо в ноль до того, как сам устану и/или проголодаюсь. А раз самому надо поесть, то и колесо можно покормить.
bbs12
28.09.2023 09:11+1Второй подстроечный резистор регулирует ток и, наверно, выкручивается до упора на максимум? Насколько важно выставить точно напряжение на преобразователе? Что было бы, если бы на этом преобразователе можно было бы выставить напряжение, например, 100-150 вольт и попытаться зарядить колесо? Превышение напряжения критично?
kvazimoda24
28.09.2023 09:11+2При сильно завышенном напряжении есть шанс спалить колесо. Понятное дело, что пока батарея разряжена, напряжение будет проседать, но заряд может начинаться не сразу при подаче питания, т.к. там умная БМС стоит. Плюс, когда батарея полностью зарядится, БМС отключит заряд и напряжение подскочит до максимального. Не уверен, что входные цепи моноколеса и БМС рассчитаны на напряжение 100-150 вольт.
SergeyLossev
28.09.2023 09:11+1Проблема солнечной зарядки в дальних походах на природу заключается в том, что едешь ты обычно днём, и солнце тоже днём светит, а время, когда ты не едешь и готов зарядиться - ночью.
Т.е. ты днём либо едешь, либо заряжаешься - потому что солнце. Либо ночью ты можешь заряжаться, потому что не едешь - но нет солнца. Ну либо ты катаешься днём, заряжаешься ночью... но не на природе :)
А ночные поездки на природе с дневной зарядкой видятся мне занятием весьма сомнительным.
Поэтому ты либо покупаешь колесо с огромной батареей и на несколько дней едешь на природу с палаткой, которое заряжаешь по возвращении, либо дневными перебежками перемещаешься от одного ночлега/кафе с зарядкой к другому такому же, либо идёшь пешком и ни от чего не зависишь. И тогда и солнечная зарядка в таком формате - лишний груз.
В общем, сплошные «но» и «либо»... (
RomanSkrypin
28.09.2023 09:11V10F крутое колесо, даже не хочется менять не на что, так как все готвеи и кингсонги выглядят на порядок хуже, если спускаться в метро или заходить в ТРЦ.
По лесам конечно не доводилось ездить, тут ведь как на велосипеде камеру в полевых условиях не поменяешь.
blind_oracle
28.09.2023 09:11Довольно удивительно что в таком небольшой колесе используются 20S батарейки, я как-то ожидал что-то сродни электровеликам, 10-13S
PsihXMak
28.09.2023 09:11+1Супер!
У меня давно была мысль путешествий на электро-велосипеде. Но, в продаже не находил ничего путного для зарядки в поле. Думал даже собрать портативный ветрогенератор. Теперь попробую поэкспериментировать с солнечными панелями к следующему лету :)
Nahrenako
28.09.2023 09:11+7Эээммм…
«испытываю полный восторг от поездок на этом сногсшибательном транспорте.»
Согласитесь, звучит несколько двусмысленно…
Gudd-Head
28.09.2023 09:11+2Само собой, в качестве источника электрической энергии в поле, самым рациональным и эффективным способом будет использование солнечной генерации
Почему сразу так категорично? Может, компактный бензиновый мотор с генератором будет рациональнее! Как минимум, нет зависимости от солнца.
Силовой транзистор G1 необходимо заменить IRF540N
Наверное, знаменить НА ирф?
100В, 82В, 100Ом, 84В
100 В, 82 В, 100 Ом, 84 В соответственно. "100 Вт" ведь правильно написано.
с моментальной скоростью
Моментальная скорость - это как?)
А так огонь, конечно!
blind_oracle
28.09.2023 09:11-1Насколько я помню MPPT даёт прилично больший КПД. Может быть такая штука подошла бы лучше:
https://www.aliexpress.com/item/1005006054406370.html
Пишут что 72v умеет. Ну, или что то аналогичное
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11+1Возможно, но в данном случае нам нужен диапазон напряжений 73-84 В для корректной зарядки аккумулятора моноколеса.
blind_oracle
28.09.2023 09:11-172V это, как обычно, "среднее напряжение", эта железка умеет до 86.4V судя по описанию.
Ну и для зарядки аккумулятора диапазон не нужен, просто CC/CV на 84V и необходимое количество ампер нужно выдавать и будет заряжаться вполне себе - я так свои велики и самокаты заряжаю.
Anakonda
28.09.2023 09:11Не увидел в статье/комментариях самого главного: сколько в солнечную и в "среднюю" погоду вся конструкция выдает мощности на выходе в ваттах
CyberexTech Автор
28.09.2023 09:11В пик солнечной активности (с 11:00 до 14:00), в моем регионе, выработка мощности наблюдалась на уровне 90-93 Вт. Важно правильно ориентировать панель, для этого и служит смарт контроллер, чтобы по данным тока правильно расположить панель.
Javian
off Так и хочется на чехле батареи увидеть яркую надпись "Осторожно — хрупкое!". Особо пугает фото "Солнечная панель в рюкзаке".
Насколько батарея требовательна к деликатному обращению?
CyberexTech Автор
В проекте использованы специальные гибкие фотоэлементы, как раз на случай экстремального обращения. Даже падение на рюкзак, где лежали панели, не оказало никакого негативного эффекта на сохранность элементов, тем более, стекло из монолитного поликарбоната не позволяет деформироваться элементам до критического изгиба.
Я проводил незапланированный тест работоспособности элементов при повреждении, даже в таком виде они не теряли работоспособности и мощность ячейки оставалась на прежнем уровне.