Jak podłączyć panel solarny i ładowarkę do kamery Reolink GO PT 4G LTE równolegle?

Dzień dobry wszystkim,

Na co dzień nie pracuję przy elektronice, obrałem inną branżę jako zarobkową, natomiast czasami lubię coś pomajsterkować z elektroniką, ale po czasie, jak człowiek nic nie robi, pewne rzeczy wypadają z głowy, i tutaj po kilku latach nieobecności na Elektrodzie muszę kolegów poprosić o konsultację. Próbowałem temat odnaleźć na forum, ale nie udało mi się znaleźć takiego czegoś.

Otóż znajomy ma kamerę zewnętrzną z wbudowanym akumulatorem (Reolink GO PT 4G LTE) i panelem słonecznym 3,2 W/6 V/0,53 A. Gdy przyjdzie zima, panel słoneczny nie daje rady naładować kamery i zasilanie jej po czasie całkowicie pada. Znajomy odpina wtedy kamerę i podłącza do zasilacza Akyga AK-TB-23 5 V/2 A na micro-USB typu B.

Kamera w danych technicznych ma wpisane: zasilanie 5 V, 2 A. Bateria: 6500 mAh Li-Ion.

W związku z tym poprosił mnie, czy nie mógłbym zrobić dla niego prostego układu (wchodzi w grę też kupno gotowca), który pozwoli na podłączenie panelu słonecznego i ładowarki równolegle ze sobą tak, że jak panel nie da rady ładować, to żeby ładowarka ładowała akumulator z kamery.

Czytałem o układach MPPT i PWM, ale wydaje mi się, że nie są one do tego przeznaczone, a przynajmniej nie w tym przypadku (nie jest to zewnętrzny akumulator, tylko wbudowany w kamerę).

Ale do sedna - wymyśliłem sobie, że będę sterował przekaźnikami pomiędzy ładowarką a panelem solarnym. Kupiłem przekaźnik 4-kanałowy (R4CH5VLHL) i teoretycznie mógłbym na tym zakończyć, podłączając sterowanie do wejść od 1 do 4 z panelu, ale…

Panel słoneczny potrafi wytworzyć napięcie w zakresie od 0 V do prawie 6,8 V. W momencie, kiedy delikatnie zasłonię część panelu, czasami ustawi się w zakresie 1,8 V i mam stan nieustalony na przekaźnikach (próbują zwierać, ale nie do końca potrafią).
Żeby to rozwiązać postanowiłem zrobić sterowanie za pomocą mikrokontrolera ATmega8 (mam taki stary niepotrzebny, wiec mógłbym go wykorzystać) lecz, tak jak wspominałem, dawno tego nie robiłem i potrzebuję skonsultować się, czy moja wizja jest na pewno słuszna.

Założenia:
1. Za pomocą układu R4CH5VLHL (wyjścia) steruję pomiędzy ładowarką a panelem słonecznym - sterowanie jest dla przesyłu danych(aby nie było jakichś zakłóceń w razie czego) i zasilania (+). Jeden przekaźnik wykorzystuję do pomiaru (opis poniżej).

2. W układzie R4CH5VLHL jeden przekaźnik będzie zamykał obwód - przy otwarciu obwodu - chciałbym mierzyć napięcie na akumulatorze; dopiero jak spadnie poniżej ustalonego, zwierać przekaźnik, żeby doładował akumulator (nie chcę przeładowywać akumulatora, a nie wiem, czy w kamerze jest jakiś układ zabezpieczający przed przeładowaniem). Aby nie uszkodzić ATmegi - jeżeli napięcie na panelu będzie wyższe niż 5 V - wykorzystam dzielnik napięcia (jak na schemacie).

3. Na wejściu ATmegi chciałbym również dodatkowo mierzyć napięcie na panelu słonecznym i na tej podstawie stwierdzać, czy ma ładować z panelu czy z zasilacza (np. napięcie na panelu słonecznym poniżej 3,5 V -> wysterowanie przekaźników i ładowanie z zasilacza).

4. Nie wrzuciłem żadnego układu stabilizatora dla ATmegi, bo na wyjściu zasilacza mam zawsze 5 V, natomiast dodałem dodatkowe kondensatory i cewkę, aby zniwelować zakłócenia, jeżeli takie by wystąpiły.

Oczywiście moduł na schemacie w formie uproszczonej.

Pytania:
1. Czy taki układ według Was będzie dobrze działał, czy założenia moje są słuszne? Czy taki układ nie będzie powodował szybszego zużycia akumulatora (powodując ciągłe przełączanie między jednym a drugim zasilaniem)?
2. Czy dalibyście stabilizator na wejściu ATmegi, tak na wszelki wypadek?
3. Które porty (wejścia/wyjścia) dla ATmegi wykorzystać najlepiej? Dawno tego nie robiłem i - szczerze mówiąc - nie pamiętam, czy prawidłowo podłączyłem w tej chwili ATmegę.

Zdjęcia:

Kamera ma wbudowany akumulator lub baterię akumulatorów.
Kamera może być zasilana zasilaczem 5 V/2 A.
Kamera ma wbudowaną baterię słoneczną.

Podstawowa rola baterii słonecznej to zasilanie kamery i ładowanie jej akumulatora albo baterii akumulatorów (Autor może to ustalić samodzielnie, czy jest tam jeden bądź więcej akumulatorów, czyli bateria).

Rola zasilacza sieciowego - zazwyczaj służy do zasilania urządzenia i wbudowanej w urządzenie ładowarki. Zatem wbudowana ładowarka pilnuje, by nie przeładować akumulatora lub baterii akumulatorów. Przy tym bardzo możliwe jest, że zasilanie sieciowe nie koliduje z zasilaniem z baterii słonecznej. To też Autor może sobie sprawdzić.
Jeśli jest tak, że zasilacz sieciowy może sobie działać razem z baterią słoneczną, to niech sobie działa, choć bateria słoneczna jest wtedy zbędna. Wbudowany akumulator lub bateria akumulatorów posłuży za zasilanie awaryjne. Zbędne staną się dodatkowe urządzenia przełączające zasilanie sieciowe na inne. Rozwiązanie proste, tanie i pewne.

>>21366672

Początkowe założenie znajomego było takie, że dał solar, żeby nie musieć używać prądu, bo mogłoby się coś stać, a nikt tam na stałe nie mieszka (jest to jego domek na wsi) i jeżeli dojdzie do jakiegoś zwarcia/przeładowania, to spali mu się cały dom. Generalnie był zadowolony, bo w lecie działało to fajnie, ale przyszła zima i niestety kamera przestała działać.

Kamera ma wbudowany akumulator/baterie - ma złącze mikroUSB typu B, za pomocą którego się ją ładuje.

Panel solarny jest na ową wtyczkę i jest cały czas wpięty w kamerę (czyli zasada taka sama jak np. przy ładowaniu telefonu).

Tak jak napisałeś - chodzi mu o to, żeby teraz ręcznie nie przepinać zasilania, tylko w momencie, jak solar nie ładuje, żeby ładowała ładowarka sieciowa.

A co w przypadku pinów do przesyłu danych? Czy to nie jest tak, że kamera w jakiś sposób komunikuje się z źródłem zasilania i daje jakieś informacje, np. o tym, jaki ma być prąd ładowania? Czy wystarczy wyprowadzić po prostu samo zasilanie (+ i -) i tak podpiąć? Tylko czy wtedy kamera nie będzie non stop ładowana i bateria nie ucierpi na tym (nie mam pewności, że w kamerze jest układ, który włącza/wyłącza zasilanie, tak jak np. jest to w telefonach, że gdy mamy 100% naładowanie, odłącza wejście)?

Początkowo też chciałem po prostu spiąć to równolegle i tyle (zabezpieczając właśnie diodami, żeby przepływ był tylko w jednym kierunku) - z tym, że zacząłem zastanawiać się, czy to nie jest tak, że kamera "komunikuje" się z ładowarką lub panelem solarnym i daje informacje zwrotne o tym, czy ładuje, czy nie (za pomocą pinów przesyłu danych)?

Komunikacja z zasilaczem odbywa się tylko wtedy gdy urządzenie obsługuje standard Power Delivery. Głupie urządzenia pobierające prądy wyższe niż 0,5 A obsługują różne sposoby pobierania informacji o maksymalnym prądzie zasilacza. Podkreślam zasilacza, bo ładowarka jest i musi być wbudowana w kamerę. Masz tam 3 źródła zasilania z czego 2 mogą służyć do ładowania akumulatora lub baterii akumulatorów.
Skucha właściciela - nie sprawdził czy akumulatory litowo jonowe można ładować na mrozie. NIE MOŻNA ŁADOWAĆ AKUMULATORÓW LITOWO JONOWYCH W UJEMNYCH TEMPERATURACH CZYLI NA MROZIE. Kto nie wierzy, niech poszuka w literaturze. Zatem na zimę pozostaje tylko zasilanie sieciowe. Ewentualnie można się zastanowić nad baterią innych akumulatorów. Z tego tylko kwasowo ołowiowe można jakoś tam opornie ładować, ale rozładowanie do zera mocno się zemści rozsadzeniem obudowy na mrozie. Pokolenia używające baterii akumulatorów kwasowo ołowiowych też tego nie do końca ogarniają i wierzą, że akumulatory pozostawione na mrozie rozładują się szybciej niż pozostawione w domu. Jest dokładnie na odwrót, ale książek i dokumentacji technicznej nie ma czasu czytać, więc zostaje wiara i porady sąsiada oraz przypadkowych ludzi piszących na forach internetowych. Ewentualnie liche porady w pismach motoryzacyjnych.

Na liniach d+, D-, mogą być ustawione jakieś napięcia, mogą być zwarte linie D+ z D- i wtedy kamera wie, że może pobierać np. 2A prądu. Co tam jest na liniach data, to może sprawdzić tylko posiadacz oryginalnego zasilacza i kamery.

LEDówki napisał:

Skucha właściciela - nie sprawdził czy akumulatory litowo jonowe można ładować na mrozie. NIE MOŻNA ŁADOWAĆ AKUMULATORÓW LITOWO JONOWYCH W UJEMNYCH TEMPERATURACH CZYLI NA MROZIE. Kto nie wierzy, niech poszuka w literaturze. Zatem na zimę pozostaje tylko zasilanie sieciowe. Ewentualnie można się zastanowić nad baterią innych akumulatorów.

Co rozumiesz przez zapis, że zostaje tylko zasilanie sieciowe? Czy chodzi Ci o odłączenie "wewnętrznego" akumulatora/baterii i podłączenie na stałe zasilania pomijając akumulator wewnętrzny?

Jeżeli jest tak jak opisujesz, że nie wolno ładować przy ujemnych temperaturach takich akumulatorów, to nie rozumiem po co producenci takie akumulatory pchają w sprzęt, który ma być montowany na zewnątrz, szczególnie dodając do tego panele solarne, które z automatu "dedykują" urządzenie do pracy bezobsługowo na zewnątrz.


Czyli nadal nie mam pewności, czy na linii coś jest - nie mam też aktualnie dostępu do kamery. W związku z tym zostanie mi tylko pozostać na kluczowaniu przez przekaźniki, tak aby nie było konfliktu między panelem, a zasilaczem sieciowym.

Akumulator litowo jonowy można ładować tylko w temperaturach dodatnich, zatem na zimę należy go odłączyć i zasilać urządzenie z sieci, zasilaczem, który wszyscy nazywają ładowarką.
Można też utrzymywać temperaturę akumulatora powyżej zera.