Buenas!
Continuando con esta entrada el circuito que podemos encontrar buscando por diversas fuentes es el siguiente
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| Diagrama de conexión para cargador solar basado en TP-4056 |
Los paneles de células solares pueden ser varios conectados en paralelo para aumentar la intensidad mantiendo el voltaje, se aconseja en este caso que sean exactamente el mismo modelo con el mismo voltaje, pero si podemos adquirir uno que nos permita conseguir la intensidad necesaria, mejor.
El "battery charger" es nuestro cargador solar basado en el CN3065 (TP-4056 es otro conocido) que dispone de una salida para la batería y otra para el sistema que queremos alimentar a 4.2V según las especificaciones del datasheet, en ambos casos.
El diodo sería el elemento que permite que el sistema no se descargue cuandoo no hay energía solar al permitir el paso de la corriente en un único sentido. El diodo puede ser el 1N4001. 500 mA es la intensidad máxima que proporciona este modelo de cargador solar que hemos adquirido, basado en el chip CN3065. Se recomienda no sobrepasar la capacidad nominal de carga de la batería.
Si disponemos de una batería LIPO de 1300mAh a 3.7V, tendríamos una potencia de carga hora de 1300 x 3.7 = 4810 mWh
La potencia máxima de carga que proporciona el CN3065 que hemos adquirido es de 5V por 500 mA lo que nos da una potencia de carga-hora de 5*500 = 2500mWh.
Por lo que para cargar la batería de 1300 mAh, necesitaríamos 4810/ 2500 = 1.92 horas, o dos horas aproximadamente, incrementado en un 20% (eficiencia de carga suele rondar el 80%).
Si la batería tiene una intensidad nominal máxima de 1300mAh, no se debe sobrepasar los 1300mA en la carga, es decir no podemos cargarla con más de 1.3A.
En resumen para este modelo en particular del chip CN3065 que hemos adquirido, nuestro diagrama de conexión quedaría así:
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| Diagrama de conexión para cargador solar basado en el modelo CN3065 adquirido para nuestro proyecto |
Por último para permitir dar una mayor potencia a Arduino y los
componentes que se añadan o dependan eléctricamente de él, se añade a la
salida del CN3065 un elevador de tensión o voltage booster que permite
suministrar más de los 4.2V de salida del cargador solar.
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| Prototipo de Circuito sin Voltage booster |
En la anterior imagen podemos apreciar un ejemplo de prototipo de circuito donde el panel solar a cuya salida positiva se le conecta un diodo (para evitar que la placa solar cuando no recibe luz descargue la batería al comportarse como una resistencia) alimenta al cargador, y del cargador en las salidas BATT IN conectamos a la batería. El conector SYS al lado de las baterías permitiría conectar directamente al voltage booster que daría la tensión apropiada para suministrar tensión a Arduino.
Otra opción para eliminar el voltage booster de la ecuación (que consume energía) sería disponer de baterías con suficiente voltaje para alimentar directamente a Arduino, pero recordemos que este modelo de solar charger, CN3065, solo puede soportar hasta 6 V, y el umbral de trabajo de Arduino comienza en los 7.5V hasta los 12V, por lo que quedaría muy justo, es decir deberíamos encontrar otro modelo de solar charger que suministrara esa tensión.
No olvidemos tal y como comentamos en la anterior entrada relacionada con este tema, que el CN3065 no ofrece protección contra la sobredescarga de la batería , para ello entre la conexión de la batería y el cargador solar habría que añadir un circuito de protección de batería como el que podemos encontrar con la siguiente descripción "Placa de protección de batería PCM 1S 3,7 V 3A li-ion BMS" que se muestra en la imagen (pack de 10, solo necesitamos 1) en aliex..
La salida del potenciador de voltaje, elevador de tensión o voltage booster proporcionaría la corriente necesaria a Arduino y su entorno, lo cual no se aprecia en el diagrama. Se puede usar un circuito convertidor DC XL6009 por 2,58 euros (aliexp..) para este cometido, el cual revisaremos en una futura entrada.
Arduino UNO consume unos 46 mA, por lo que una batería de 500mAh nos permitiría aguantar unas 11 horas apurando como máximo.
Para un proyecto autónomo como este, sería interesante ahorrar el máximo de energía para lo cual se puede hacer uso del modo sleep y las librerías asociadas:
https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=sleep+arduino+uno
Y eso es todo!
Gracias por tu tiempo y atención
Un saludo.