Como alimentar Arduino com bateria de celular?

[Greg.Mor]

Olá pessoal. Bom dia!

 

Alguém teria uma sugestão de alimentação para esse projeto com Arduino Nano? Trata-se do capacete do Homem de Ferro impresso em 3D, a imagem descreve o circuito que ativa os LEDs dos olhos e dois servos que abrem e fecham a viseira. No meu projeto não coloquei o dimmer e adicionei um módulo MP3 para emitir alguns sons. O conjunto funcionou OK, porém as pilhas se desgastam muito rapidamente, então pensei em baterias recarregáveis para conseguir uma carga maior e evitar o incômodo de ter que ficar comprando pilhas. Fiz um teste com duas baterias de celular em série, somando 7,4v, (o arduino requer 5 a 12 volts) e funcionou muito bem, o problema é que não sei como carregar essas baterias. Também pensei na possibilidade de usar uma única bateria de 3,7v  que poderia ser carregada com um carregador de celular, mas com um "Step up", tipo esses de power bank, que elevam de 3,7 para 5v. Tem algumas no ML mas vi um comentário onde um cliente disse que não funcionou com arduino.

Step up:

https://cutt.ly/UIJ2Rgm

Tem esse outro:

https://cutt.ly/2IJ2XgE

 

Também pesquisei baterias Lipo, porém mais caras, (ouvi falar que são mais perigosas), as vezes maiores. Essa é outra questão, o espaço para a bateria. O projeto original usa um case para 4 pilhas AAA, algo em torno de 4,8 x 5,0 x 1,2cm, então não posso passar disso.

 

Aproveitando, caso funcione a opção de uma única bateria de celular, para carregá-la eu precisaria de uma placa como essa?:

https://cutt.ly/wIJ4Xsq

 

Quem quiser ver o projeto original impresso, é esse aqui:

https://cutt.ly/5IJ5nQX

 

Obrigado!

[.if]

O vilão do consumo é o motor. Neste caso não há muito o que fazer a não ser reduzir sua corrente algo como reduzir o dutty cicle do pwm. Ajuda um pouco se você deixar o arduino dormindo. Step up ou step down sentem alguma vontade de elevar o consumo e acordá-lo só quando precisa. Se o mc do arduino funcionar com 3V, conecte direto a bateria nele bem como nos motores e leds.

[Sérgio Lembo]

Preste atenção na lista abaixo:

Speed Grade:
 - [email protected] - 5.5V,

0 - [email protected] - 5.5.V,

0 - 20MHz @ 4.5 - 5.5V

A bateria de lítio que pretende utilizar possui 3,7V nominais, vai de 2,5V a 4,2V.

Trabalhando com 10Mhz vai conseguir utilizar mais de 80% da carga da bateria sem danificá-la. Caso a aplicação dispense muita velocidade, trabalhar com frequência mais baixa reduz drasticamente o consumo, detalhe importante quando se trabalha com baterias. O fato da tensão variar entre carga cheia e baixa não compromete o funcionamento do Arduíno.

 

Note como cai o consumo de corrente quando se trabalha com clocks mais reduzidos. Todos nós queremos processamento rápido, mas o que significa ser rápido? Um retardo de resposta de 1ms ou de 10ms vai influenciar no desempenho da sua aplicação? Cada caso é um caso. Um bom procedimento é iniciar a programação com a velocidade normal do Arduíno que por padrão é a máxima. Após resolvidos todos os desafios de programação ir reduzindo a velocidade de clock e fazer testes para verificar se o tempo de resposta atende sua necessidade. Veja na tabela abaixo o quanto cai o consumo quando se consegue trabalhar com frequências mais baixas, importantíssimo quando se pretende trabalhar com baterias.

 

Espero ter te ajudado.

Boa sorte.

[Greg.Mor]

Obrigado pela ajuda. pessoal! Vou postar aqui quando estiver finalizado. Abs

[rmlazzari58]

Em 22/01/2022 às 01:30, Greg.Mor disse:

Fiz um teste com duas baterias de celular em série, somando 7,4v, (o arduino requer 5 a 12 volts) e funcionou muito bem, o problema é que não sei como carregar essas baterias.

 

Pode usar um módulo BMS 2S como esse aqui, com carregador de 9v. As duas baterias de lítio juntas devem pesar algo em torno de 90g.

 

Aliás se você procurar por BMS 2S, vai encontrar vários modelos. Os mais baratos não fazem balanceamento da carga, tratam as duas baterias como se fossem independentes uma da outra. Já os balanceados tanto para carregar quanto para drenar, balanceia as baterias entre si.

 

Também tem BMS 3S (3 baterias de lítio), 4S e por aí vai. Desde que o carregador acompanhe o número de baterias (5v para 1 bateria, 9v para 2, 12v para 3 etc.) não tem problema. E geralmente quem vende esses BMS (battery management system) tem também a fonte adequada.

 

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Em 22/01/2022 às 01:30, Greg.Mor disse:

Aproveitando, caso funcione a opção de uma única bateria de celular, para carregá-la eu precisaria de uma placa como essa?:

https://cutt.ly/wIJ4Xsq

 

Sim, nesse caso seriam 2, um para cada bateria e ligando as saídas do TP4056 em série.

Para garantir que nunca passe de 5v, LM7805 nessa saída.

(Se bem que não sei se quando você acionar o motor, ele não vai deixar você de cabeça quente. Literalmente...)

 

O bom do 7805 é que até um certo limite ele dá uma planificada na corrente, o que vai fezer o Arduino bem feliz. Mas talvez ele fique contente também se usar um step-down PWM desses aqui.

[Greg.Mor]

@rmlazzari58 Uma dúvida, comprei o módulo BMS 2s e o carregador de 9 volts. Estou usando duas baterias de lítio, dessas de celular, que liguei em série. O vendedor das baterias disse que não precisava de BMS pois essas baterias possuem o módulo BMS embutido. Outros disseram que eu deveria usar o módulo que comprei para que a carga fosse balanceada.

Se tratando de bateria de celular, saberia dizer se realmente preciso do módulo BMS externo?

[alexandre.mbm]

4 horas atrás, Greg.Mor disse:

O vendedor das baterias disse que não precisava de BMS pois essas baterias possuem o módulo BMS embutido.

 

Mostre-nos seus produtos. Se não quiser capturar fotos, busque-os no Google Imagens.

[Thiago Miotto]

Que eu saiba o bms está no circuito do celular e não da bateria. A bateria tem sensor de temperatura que informa isso pro celular para ele diminuir a carga caso a bateria fique muito quente.

[rmlazzari58]

18 horas atrás, Greg.Mor disse:

Se tratando de bateria de celular, saberia dizer se realmente preciso do módulo BMS externo?

 

9 horas atrás, Thiago Miotto disse:

Que eu saiba o bms está no circuito do celular e não da bateria. A bateria tem sensor de temperatura que informa isso pro celular para ele diminuir a carga caso a bateria fique muito quente.

 

Também nunca vi bateria de celular com proteção contra sobrecarga, dreno abaixo do recomendável... nada disso. Até onde sei, os chips que fazem essas proteções ficam internamente, na placa do celular.

 

Agora, @Greg.Mor, uma alternativa ao TP4056 são umas tirinhas de BMS 1S.

 

Tem umas bem mínimas mesmo, desse tipo aqui:

 

 

Não tem leds para avisar se a bateria está sendo carregada ou se já está plena de carga mas as que usei funcionam direitinho.

 

Nesse caso, as cargas pode acontecer das cargas ficarem desbalanceadas, o que não é um enorme problema. E dá para ligá-las em série, pelos P+ e P- (P de power) tranquilamente.

 

O ideal é um BMS 2S com balanceamento, claro, mas dois BMS 1S é uma alternativa. Ainda mais porque dependendo do tamanho da bateria de celular, um TP4056 pode ficar relativamente grande.

19 horas atrás, Greg.Mor disse:

Se tratando de bateria de celular, saberia dizer se realmente preciso do módulo BMS externo?

 

Em uma palavra, sim, precisa do BMS 2S. A proteção a que o vendedor se referia com certeza é apenas

9 horas atrás, Thiago Miotto disse:

sensor de temperatura

 

[Greg.Mor]

Em 08/02/2022 às 05:28, alexandre.mbm disse:

 

Mostre-nos seus produtos. Se não quiser capturar fotos, busque-os no Google Imagens.

Olá Alexandre. Desculpe pela demora em responder. Usei uma placa BMS 2s igual essa da foto, duas baterias parecidas com essas da Samsung, 1800mHa, porém de outra marca, e coloquei também um indicador de carga da bateria.

 

Seguindo a indicação do pessoal aqui, acabei montando as baterias com a placa BMS. Tudo funcionando bem até agora. Fico muito grato pela ajuda. 

@rmlazzari58 Obrigado pela dica. Acabei usando uma BMS 2s, que também não tem LEDs indicadores, mas acrescentei um indicador de carga que resolveu a questão, além de ter um visual bem bacana ;) 

Pessoal, o projeto está nesse passo. Ainda tem umas coisas penduradas, como o alto-falante, mas tudo funcionando. Imprimi em 3D e fiz a pintura. Falta agora o acabamento interno com umas espumas (o capacete é vestível). Agradeço a todos que gastaram um pouco de seu tempo aqui fornecendo dicas valiosa.