Off-Grid Projekts

Kunskap, tjänster, teknik & elektronik

Webbsidan skapad 2021-08-13
Webbsida med info om senaste utveckling kring kunskap, teknik, tjänster och elektronik.
(Kommer fylla på successivt.)

Projektwebbsida: Nordic Clima FanControl
Projektwebbsida: PWM-solladdregulator (ESP32)
Kalkylator små Solelsystem II, dimensionering av off-grid solcellssystem
Verkningsgradskurvor PWM, MPPT & MPPT+PFM solladdregulatorer
Strömbuffrande RC-krets till PWM-regulator, förstärkt strömpulsad laddning
Blykol-batteriers hybridfunktions fördelar blir tydliga i en Ragone Plot
Batterival vs systemdesign off-grid, hjälp att välja batterityp på systemnivå
Att välja batterityp för off-grid, data / kunskap kring olika batterityper
Strömpulsladdning blybatteri, pulsladdning för fräschare blybatteri
Data blybatteriladdning, generell data för hur olika blybatterityper bör laddas
Arduino / ESP32 C/C++ kodning, Arduino IDE / PlatformIO VSCode

Pågående projekt: Uppdaterat: 2021-11-30	Håller på med utveckling av termostatstyrd varvtalsreglering av ventilationsfläkt, som en "fusk-AC". Görs i långsam takt. Byggs kring en Arduino Uno som styr utspänningen från en DC-DC-omvandlare (Buck converter). Använder en 12V radialfläkt som dra runt 3A max med riktigt kraftigt blås. För mitt 12V off-grid solcellssystem. Finns tankar på att senare även kunna styra på relativ fuktighet inne, både som en automatisk köksfläktsfunktion när jag kokar mat, samt för att ventilera ut den fuktbuffrade vattenångan som avges när vinterkallt boende värms upp. Har nu fått en egen Nordic Clima FanControl projekt webbsida.
Pågående projekt: Uppdaterat: 2022-06-03	Har nu fått en egen projektwebbsida: PWM-solladdregulator. En egen PWM-solladdregulator med bättre funktion för fritids off-grid system i Nordiskt klimat med långa tider i standby-drift när man inte är där. Samt med en integrerad batterimonitor som kan ges bättre funktion när den samverkar med regulatorn. Blir främst skonsammare laddning av blybatterierna under standby-drift, men även lite annat som integrerad strömbuffert. Kommer baseras på den kunskap jag samlat på mig kring hur blybatterier bör laddas i Nordiskt klimat för bäst funktion och livslängd samt den funktion som behövs för det, som jag beskriver på webbsidan Nordisk solladdregulator. Kommer även undersöka om det går att få en semi-MPPT-funktion via den strömbuffrande RC-krets jag använder, men är mycket osäkert. Möjligen vid väldigt låga strömmar från solpanelerna, att då samla på sig ström i kondensatorn och vid viss uppnådd spänning ladda ur den som en laddströmpuls till batterierna. Ger då i alla fall en effektiv blybatteriladdning vid låg solpanelström. Bygger den kring en ESP32 tvåkärnig 240MHz mikroprocessor med bra prestanda, där jag kommer använda ett realtidsoperativsystem (RTOS). Vid kodning via Arduino IDE så är implementationen för ESP32 byggd kring FreeRTOS, så den har man tillgång till där utan någon extra overhead :-) FreeRTOS i ESP32 Arduino IDE är även modifierad för tvåkärnig processor! I November 2021 släpptes ESP32 Arduino 2.0.1 med en hel del kraftfulla förbättringar, så som "Implement Thread-Safe I2C based on ESP-IDF API", "Wire now uses ESP-IDF API and works on all supported chips" och "Smaller memory footprint"! Summerat här: ESP32 Arduino 2.0.1 Release. Så säker multitasking via FreeRTOS tasks bör nu bli enklare att koda för I2C-bussen via Wire-biblioteket. Espressif ESP-IDF Programming Guide & API Reference för ESP32 SoC. Kommer använda WeMOS D1 R32 ESPDuino32 4MB Wi-Fi and Bluetooth Board, ett ESP32 Uno, där de flesta Arduino Uno Shields fungerar ihop med, som det Olimex SHIELD-LCD16x2 display-shield jag redan testat. The board can be programmed with the Arduino IDE selecting ESP 32 Dev Module board. Kortet kan programmeras från Arduino IDE (D1 MINI ESP32) eller MicroPython. USB-omvandlaren är en CH340 och behöver normalt inga extra drivrutiner för att fungera. Kortet kan drivas antingen från USB eller DC-kontakten (5 – 12VDC). Har nu kompilerat både med "ESP32 Dev Module" & "WEMOS D1 MINI ESP32" boards och OK med båda, men kör med "ESP32 Dev Module" nu. 2022-08-03 I ESP32 Arduino 2.0.4 based on ESP-IDF 4.4.2 finns nu Wemos D1 R32 Uno board tillagt med mer info hos GitHub: WEMOS D1 R32. Så använder nu - `board = wemos_d1_uno32` - i platformio.ini. ESP32 SoC, (System-on-a-chip), har ett arbetstemperaturområde på –40°C till +125°C samt är strömsnål, så väldigt lämplig för off-grid drift. Är en helt hiskelig skillnad på Arduino Uno´s RAM på 2kB och ESP32 på 520kB - 260ggr mer RAM! Blir otroligt mycket bättre att använda ESP32 Uno för alla framtida projekt, på alla plan! Espressif garanterar minst 12års produktcykellivslängd "longevity commitment" för sina SoC-processorfamiljer, så för denna ESP32 minst till 1 Jan 2028! Därefter är nog ESP32-S3 en värdig ersättare, eller tidigare. I Arduino IDE 2.0.0-rc2 stöds även sprintf() med float (%+4.1f) för ESP32, liksom i PlatformIO! ESP32 hardware design guidelines. DuckDuckGo-sökning: WeMos® TTgo ESP32 WiFi + Bluetooth Board 4MB Flash UNO D1 R32. Nytt: 2022-02-04 1kW Arduino MPPT Solar Charge Controller (ESP32 + WiFi) är en bra inspirationskälla med väldigt detaljerad värdefull kunskap om man vill bygga en egen MPPT-solladdregulator, men även för mitt PWM-regulator projekt här! (Privat not: se min folder: HintsKnowhow\NewMPPTpulschargingUnit) Nytt: 2022-05-17 Företaget Apex.AI med Apex.OS är en inspirationskälla till hur att lägga upp likartade utvecklingsprojekt i betydligt större skala! I mindre skala liknar mitt upplägg att jag kommer bygga mitt kring FreeRTOS i C/C++ lite deras upplägg som exempel. Apex.OS baseras på ROS 2 (Robot Operating System). Apex.AI etablerar sig i Göteborg nu 2022. Nytt: 2021-12-14 Gjorde några precision strömmätningar för Arduino Uno R3 och ESP32 UNO D1 R32 med exakt samma sketch kompilerad i båda och med samma Olimex Shield-LCD 16x2 på båda. Med släckt bakgrundsbelysning blev det då: Arduino Uno R3 16MHz: 57mA ESP32 UNO D1 R32 240MHz: 50mA ESP32 UNO D1 R32 10MHz: 15-20mA ESP32 UNO D1 R32 Light Sleep: 11mA Och med tänd bakgrundsbelysning 33% intensitet +8mA mer. Strömmatade via USB under mätningarna, mätt med USB-energimätare. Så trots så extremt mycket mer prestanda är ESP32 strömsnålare, samt har flexibiliteten att man kan anpassa dess klockfrekvens dynamiskt i drift till ens behov för att kunna få strömsnålare drift när det passar.
Planerade projekt: Uppdaterat: 2022-04-29	Verkningsgradsmätare för MPPT-solladdregulatorer. Baserad på ESP32 ihop med 2st Strömsensor INA260 36V 15A I2C som även mäter effekt. Då mäta inmatad och utmatad effekt till / från MPPT-regulatorer, och utifrån dem räkna fram verkningsgraden. Kräver gemensam (-)-jord. Ett rätt litet projekt. Mäta upp effektverkningsgradskurvor för Steca SOLARIX MPPT 2010, Victron SmartSolar 75/15 MPPT samt min egenutvecklade PWM-solladdregulator. Med simulerad solpaneleffekt från mitt labbaggregat (5A / 30V), vid 17,5V samt 30V MPP samt för 0,1A - 5A mot 12V blybatteri. Samt för PWM-regulator visa både elektronikverkningsgrad samt framräknad verkningsgrad mot MPP-spänningar för relevant jämförelse mot MPPT-regulator. Kommer då visa effektiviteten i mulet väder samt för månaderna runt midvinter i Nordiskt klimat!
Planerade projekt: Uppdaterat: 2022-02-23	En pulskvot / duty-cycle mätare till PWM-regulator, för att kunna se hur den arbetar med sitt strömpulsande. Mäta pulskvoten via externt iterrupt och optokopplare. I förlängningen kanske utifrån pulskvoten kunna mata ut den överskottseffekt solpanelerna ger, så den då styr till en besträmd pulskvot som blir som en givarsignal för hur solladdregulatorn arbetar. Så blir det ändå solladdregulatorn som indirekt avgör hur mycket överskottsström som finns att ta ut!
Planerade projekt: Uppdaterat: 2022-04-29	En hybrid solladdregulator med strömpulsladdande MPPT-reglering till blybatterierna, med både PWM (Pulse-Width Modulation) och PFM (Pulse-Frequency Modulation) i buck-converter DC-DC-omvandlingen för max effektivitet i Nordiskt klimat. Lite osäkert ännu om ork och förmåga räcker till för att åstadkomma en så avancerad konstruktion. Också då byggd kring ESP32. Är lite av min dröm-solladdregulatot för off-grid solcellssystem mot blykol-batteri i Nordiskt klimat! Borde vara den ideala funktionen.