ИБП для Arduino и GSM

Доброго времени суток уважаемые форумчане. Решил на досуге сделать сигнализацию для гаража. Возникла масса вопросов (о них позже), и первый из них это резервное питание. 220 вольт в гараже имеется. После долгих поисков в инете остановился на следующей схеме:

Зарядка 12в 2А:


Схема ИБП: ссылку читать!

За место трансформатора на схеме - Зарядка. Номиналы и компоненты соответственно под 6в аккумулятор.

Аккумулятор кислотно-свинцовый 6в 12 Ач (т.к. питание контроллера и GSM модуля до 5в) выбран по причине низких температур до -30 редкий максимум, средняя -20 -25 (в гараже соответственно на несколько градусов теплее), так что LiPO, LiION и т.д. отпадают сразу.


Сама сигнализация планируется строится на голой Atmega328P с минимальной обвязкой (+Low-Power) + GSM модуль A6 (по причине низкого энергопотребления и цены) + несколько датчиков (пара датчиков Холла или герконы, датчик температуры), с минимальным энергопотреблением, дабы продлить автономность системы.

Теперь вопросы:

• Работоспособна ли данная схема ИБП, и не будет ли перезаряда или разряда аккумулятора?
• Как себя будут вести при низких температурах контроллер и GSM модуль?

Прошу сразу не забрасывать помидорами, только конструктив!

 

По подробней можно. Как правильно заметил Tomasina это не зарядка а БП. В случае отключения питания и работы системы от АКБ произойдёт его частичный либо полный разряд, сможет ли данная схема при появлении сети полностью зарядить АКБ (минимальным током)?

Я написал выше, максимум -30. Понятно что при низких температурах теряется ёмкость АКБ, в тех. описании АКБ заявлен разряд -20, заряд - 10, получиться ли его заряжать при -25?

Да, в схеме используется капельный режим, ток которого определяется следующим образом: (VP5 – UB1 – 0.6) / R1, где:
VP5 – напряжение после выпрямительного моста BR1, сглаженное конденсатором С1,
UB1 – напряжение на аккумуляторе B1.

Верное замечание.

 

Эти гелиевые свинцовые аккумуляторы очень критичны к напряжению заряда. Необходимо очень точно выдерживать напряжение Standby (это когда аккумулятор постоянно находится под напряжением, в вашем случае это 6,8-6,9 В. В противном случае через год аккумулятор можно будет выбросить. Поэтому сделайте блок питания следующим образом. Сначала из 220 получите 6,8-6,9 В, при этом желательно ограничить ток заряда, затем из 6,8-6,9В делаете 5В. Желательно контролировать напряжение на аккумуляторе, чтобы не разрядить его ниже критического напряжения в случае пропадания питания 220В.

 

Питание с БП стабилизированные 12в ток можно ограничить резисторами (как на схеме), думаю не имеет смысл ставить ещё один стабилизатор для получения 6,8 перед батареей?

 

К сожалению важно именно напряжение, поэтому нужно обязательно из 12 В сделать 6,8В. Резисторами вы только ограничиваете ток, но не стабилизируете напряжение. Я не работал с аккумуляторами на 6В, но имел большой опыт работы с гелиевыми аккумуляторами на 12В. Для них очень важно именно напряжение Standby которое нужно выдерживать очень точно. Превышение этого напряжения очень быстро выводит аккумулятор из строя. Один раз из-за ошибки регулировщика пришлось менять 300 аккумуляторов через 9 месяцев эксплуатации.

 

Спасибо за совет! Значит добавлю стабилизатор напряжения! Проконсультируйте пожалуйста какой ток заряда должен быть?

 

У вас на фото указан максимальный ток заряда 3,6А. Я думаю, что можно ограничить ток заряда до 1А.

 

Было предложение:

Как же все таки определиться с током зарядки???

 

Возми за основу схему промышленных ИБП с контролем заряда и полного разряда, защита от КЗ, защита от переполюсовки, защита от превышения напряжения на входе (реле напряжения выше 220В, в гаражах всякое бывает) и прочии защиты.
И чтобы продлить срок службы аккумулятора, подзаряд осуществлять как в ноутбуках , при 100% заряда отключаем подзаряд, перевод аккумулятора в источник резервного питания и в таком режиме он саморазряжается до 85-90% емкости, потом снова включается подзаряд. Все это тоже можно собрать на ATmega328 при желании.
И автономность на какой срок расчитываете?, надо еще как минимум "прикинуть" а потянет ли аккумулятор такой емкости.

 

На сочтите за наглость, не могли бы вы привести схему на на основе ATmega328

 

За основу принцып , а остальное подключить к атмега и написать код это уже ваша задача.
Сложного ничего нету. В инете навалом схем всяких разных, можно из них собрать(адаптировать под свои нужды) то что вас устроит. Конечно если хватает знаний в радиотехнике и разработке схем, но все равно ничего сложного нету.

 

С током зарядки можно особенно не заморачиваться. Если вы будете использовать для понижения напряжения и получения 6,8 В что-либо из LM2576 или LM2596 или модули на них, то они в принципе не смогут выдать ток больше 3А. Главное в вашем случае не дать разрядиться аккумулятору ниже предельного напряжения ( в вашем случае 5,5В). Желательно в этом случае совсем отключить потребителей или перевести их в самый экономичный режим.

 

Планируются контролировать напряжение и его присутствие.

 

Нужно контролировать наличие/отсутствие 220В. В вашем случае можно просто контролировать наличие 12В. Далее контролируете напряжение на аккумуляторе, в нормальных условиях должно быть 6,8...6,9В. Что будете делать если напряжение на аккумуляторе снизится до 5,5В?

 

Ну как минимум оповестить, каким то образом отключать систему до появления основного питания

 

Если заряжать под напряжением буферного режима (2,25-2,3 В/эл.) аккумулятор никогда не закипит, и тока больше чем ему нужно не возьмет.

 

Можно собрать все на одной при желании. А можно и раздельно схему ИБП на одной мега, а сигнализацию на другой, обычно так и делают и на промышленном оборудовании тоже.
Контроль напряжения обязателен, если делать по уму, как с высокой стороны так и с низкой(220В и 12В (или сколько там будет) ),причем высокую сторону можно контролировать сразу после понижения(так проще). Не знаю какую схему питания выберет автор, линейного блока питания или импульсного.
Можно конечно быстро сварганить на коленке и так и оставить, а можно так запланировать чтобы дополнительно развивать(дорабатывать) схему по мере реализации всего проекта.