Carregador de bateria 9v

[Marcio Leandro B. Pizano]

Caros amigos e amigas!
Tenho um projeto na qual já se encontra em funcionamento, trata-se de um aparelho para automatização de bombas e tratamento de água, onde instalo alguns em zona rural, infelizmente existem muitas quedas de energia nestes locais, por este motivo, junto com a placa fiz um carregador de baterias, onde USAVA uma bateria de lítio Ni-cd 3,6v, o carregamento funcionava perfeitamente e mantinha sua carga durante pouco tempo, porém, com as constante quedas de energia, os clientes passaram a usar o aparelho manualmente para evitar ter que ficar reprogramando. Para tentar resolver este problema, coloquei uma bateria de 9V, modifiquei o circuito e em testes com a bateria nova, o pic manteve a programação por mais de 5 minutos, o que para mim seria muito interessante, mas, quando a bateria esta descarregada, a máxima tensão que chega para recarregar é de 3,8V, e quando desligo da rede o aparelho, a tensão da bateria cai para 2,1V por exemplo, insuficiente para o pic.
Vou deixar uma imagem do circuito e se poderem me ajudar com esta situação eu agradeço.
Obrigado!

[.if]

Olá amigo. Se eu fosse você nem usaria 9V nem 7805. Colocaria apenas uma bateria de 3.6V [e seu circuito de carga] formando uma operação OR com diodos. O pic funciona (dorme) bem com quase menos de 3V (consulte d.s.). E claro, usaria recursos adicionais inerentes ao projeto/propósito/proposta da coisa.. p.ex. colocando o mc pra dormir na ausência da rede.

 

E+

Como o quesito custo não está em pauta, uma opção minimamente curiosa é o uso de um capacitor de 1F ou mais. Dormindo o mc pode guardar suas preciosas informações por muitos minutos ou horas ou.. dias. Pra guardar "pra sempre" eu (eu) usaria (e uso) a eeprom interna e claro, alguns macetes pessoais...

[Marcio Leandro B. Pizano]

50 minutos atrás, .if disse:

Olá amigo. Se eu fosse você nem usaria 9V nem 7805. Colocaria apenas uma bateria de 3.6V [e seu circuito de carga] formando uma operação OR com diodos. O pic funciona (dorme) bem com quase menos de 3V (consulte d.s.). E claro, usaria recursos adicionais inerentes ao projeto/propósito/proposta da coisa.. p.ex. colocando o mc pra dormir na ausência da rede.

 

E+

Como o quesito custo não está em pauta, uma opção minimamente curiosa é o uso de um capacitor de 1F ou mais. Dormindo o mc pode guardar suas preciosas informações por muitos minutos ou horas ou.. dias. Pra guardar "pra sempre" eu (eu) usaria (e uso) a eeprom interna e claro, alguns macetes pessoais...

Obrigado por responder!
No caso de eu gravar na EEPROM, nem mesmo precisaria da bateria, correto?

 

No caso da bateria de 3,6v e uso do capacitor, veja por favor se o circuito da imagem em anexo resolveria.

Estou fazendo um teste neste circuito com a bateria de 9v, se der certo da forma que me falou com a de 3,6v eu até prefiro.
Obrigado!
 

[.if]

Não amigo. Vê se me entende:

[+bateria3V6]---->|--+--[+pic]
                     |
[+5fonte]-------->|--+


[GND Fonte]----------+--[gnd pic]
                     |
[-bateria3V6]--------+ 

 

É bem simples: percebe que se remover o +5, o 3V6 continua a alimentar o mc? [diz que sim!]. O circuito pra carregar a bateria não está representado pra não complicar nossa cabeça. Dica: monitore o +5 numa entrada comparadora que dispara uma interrupção e faça o mc dormir em caso de queda e acordar em caso de volta.

 

1 hora atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

gravar na EEPROM, nem mesmo precisaria da bateria, correto?

Correto amigo

[Marcio Leandro B. Pizano]

14 minutos atrás, .if disse:

Não amigo. Vê se me entende:

[+bateria3V6]---->|--+--[+pic]
                     |
[+5fonte]-------->|--+


[GND Fonte]----------+--[gnd pic]
                     |
[-bateria3V6]--------+ 

 

É bem simples: percebe que se remover o +5, o 3V6 continua a alimentar o mc? [diz que sim!]. O circuito pra carregar a bateria não está representado pra não complicar nossa cabeça.

 

Correto amigo

Sim, se eu remover os 5v a bateria continua a alimentar o mc.
Anexei a imagem da placa, nas trilhas selecionadas pode ver todo o percurso até o pic, neste circuito uso a bateria de 3,6v porém, sem o capacitor mencionado.

[.if]

Tá esquisito amigo. Tá me dando um nó na cabeça. Parece em curto com o gnd... Lembrando que tal V deve ser exclusiva do mc se não algum periférico pode consumir a bateria. Mas sim... que bom que você entendeu a essência das tensões alternativas .

2 horas atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

o capacitor mencionado.

É opcional amigo. Ele agiria como a bateria. Ele é um supercapacitor talvez + caro que a bateria (que acho que você deve colocar um carregador pra ela)

[Marcio Leandro B. Pizano]

19 minutos atrás, .if disse:

Tá esquisito amigo. Tá me dando um nó na cabeça. Parece em curto com o gnd... Lembrando que tal V deve ser exclusiva do mc se não algum periférico pode consumir a bateria. Mas sim... que bom que você entendeu a essência das tensões alternativas .

É opcional amigo. Ele agiria como a bateria. Ele é um supercapacitor talvez + caro que a bateria (que acho que você deve colocar um carregador pra ela)

É verdade .if, o V neste meu circuito que vem da bateria não é exclusivo para o mc, também acho que o fato de a bateria não aguentar muito deve ser por isso, terei que rever essa parte com cuidado.
O aparelho funciona muito bem, já tenho dele instalado a mais de 2 anos em vários clientes, mas, esta parte da bateria é que me da "problema".
Muito obrigado por dispor do seu conhecimento comigo.

[.if]

Como você foi simpático, permita-me adicionar mais alguns comentários que podem não lhe ser totalmente inúteis...

Digamos que seu mc seja algo como o pic18f4550

https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/OTH/ProductDocuments/DataSheets/39632e.pdf

No modo sleep ele consome 0.1uA e claro mantém os dados. Você pode até colocar uma pilha cr2032 cuja capacidade equivale a + de 200mAH. Divida 0.2/0.0000001 e veja (a grosso modo) quanto tempo (!) ela pode durar. Dá até pra calcular um capacitor pra menos tempo mas a matemática pra isso seria com o amigo Moris ou França (quanto tempo leva pra cair de 4.5 pra 2.5V @  0.1uA com um barato capacitor de 4700uF/10V). Claro, depois da mexida no circuito e adaptação no hw.

Hás de considerar também: sob esta corrente mínima, a ram interna do mc pode ficar muito sensível. Precauções adicionais são necessárias, p.ex. blindagens no hw e no sw: feche as portas em nível zero... e alguns etc...

 

Sucessos

[Marcio Leandro B. Pizano]

1 hora atrás, .if disse:

Como você foi simpático, permita-me adicionar mais alguns comentários que podem não lhe ser totalmente inúteis...

Digamos que seu mc seja algo como o pic18f4550

https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/OTH/ProductDocuments/DataSheets/39632e.pdf

No modo sleep ele consome 0.1uA e claro mantém os dados. Você pode até colocar uma pilha cr2032 cuja capacidade equivale a + de 200mAH. Divida 0.2/0.0000001 e veja (a grosso modo) quanto tempo (!) ela pode durar. Dá até pra calcular um capacitor pra menos tempo mas a matemática pra isso seria com o amigo Moris ou França (quanto tempo leva pra cair de 4.5 pra 2.5V @  0.1uA com um barato capacitor de 4700uF/10V). Claro, depois da mexida no circuito e adaptação no hw.

Hás de considerar também: sob esta corrente mínima, a ram interna do mc pode ficar muito sensível. Precauções adicionais são necessárias, p.ex. blindagens no hw e no sw: feche as portas em nível zero... e alguns etc...

 

Sucessos

Obrigado meu amigo!
Você quase acertou o pic rs, é o 18f4520.
Vou estudar o assunto.
Obrigado novamente.
Abraço!

[.if]

Legal mano. Minha intuição não está muito desafinada. .. é que lustrei minha bola de cristal ainda ontem

 

Um teste curioso pro chatgpt (pra quem se cadastrou nele.. eu ainda não) é uma pergunta algo como:

"Quanto tempo um capacitor de quatro mil e setecentos micro farads carregado com cinco volts leva para se descarregar até três volts com uma corrente de cem nanoamperes?"

(alguém faça e responda pra nós...?)

De repente responde um pouco mais rápido do que o Moris .. e o tempo de retenção te atende.

[Marcio Leandro B. Pizano]

1 hora atrás, .if disse:

Legal mano. Minha intuição não está muito desafinada. .. é que lustrei minha bola de cristal ainda ontem

 

Um teste curioso pro chatgpt (pra quem se cadastrou nele.. eu ainda não) é uma pergunta algo como:

"Quanto tempo um capacitor de quatro mil e setecentos micro farads carregado com cinco volts leva para se descarregar até três volts com uma corrente de cem nanoamperes?"

(alguém faça e responda pra nós...?)

De repente responde um pouco mais rápido do que o Moris .. e o tempo de retenção te atende.

Amigo, realmente não esta, até mesmo porque os 40 pinos já dão uma boa dica .

Fiz o cadastro no chat, mas minhas perguntas no momento são apenas sobre o mercado financeiro, eu gosto arrumar problemas 

[aphawk]

Não sei a curva de frequência de operação versus tensão de alimentação desse microcontrolador, mas seria bom verificar se ele consegue operar na frequência desejada com apenas 3,6 Volts ....

 

Paulo

 

 

[.if]

55 minutos atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

os 40 pinos já dão uma boa dica

De fato kk. Alei a isso a posição do cristal e alimentação que você me obrigou a seguir

7 minutos atrás, aphawk disse:

operar na frequência desejada com apenas 3,6 Volts

Bem lembrado. . apesar que sob esta tensão ele vai dormir apenas...

[Marcio Leandro B. Pizano]

3 horas atrás, .if disse:

De fato kk. Alei a isso a posição do cristal e alimentação que você me obrigou a seguir

Bem lembrado. . apesar que sob esta tensão ele vai dormir apenas...

Boa observação sobre a posição do cristal em relação as trilhas que te obriguei a seguir 

Analisando toda a conversa, cheguei em uma conclusão.

Sobre a eeprom, muito interessante, até estava vendo uma externa, mas, vou ter problemas com a hora, de qualquer forma o cliente terá que ir ao aparelho para acertar a hora, então vou passar este opção mas vou continuara com os estudos.

Estou pensando em fazer com a bateria de 3,6v mesmo, mas, realmente terei que modificar algumas coisas (trilhas) na placa a exemplo do que estava tentando me explicar, sobre a tensão que a bateria deve enviar exclusivamente para o pic e somente para ele, não é assim? 

Obrigado! 

 

 

[.if]

27 minutos atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

a tensão que a bateria deve enviar exclusivamente para o pic e somente para ele, não é assim?

Sim amigo.

 

27 minutos atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

o cliente terá que ir ao aparelho para acertar a hora

Pelo jeito você faz um relógio pelo sw. Permita-me registrar um conceito que me iluminou há alguns anos (mas não foi pra prática kk) de um rtc pra este mc .. extensivo aos familiares...

-coloque um cristal 32768 externo pro timer1: se só ele rodando o consumo é baixíssimo: pode colocar bateria cr2032 que deve durar anos.

-caso a v caia, como vos disse, entre no modo sleep mas deixe uma interrupt do timer 1 acordar ele a cada 1 ou bem mais (depende da exigências do projeto) minuto p.ex. De fato se usar um divisor por 8 e os 16bits do timer como hora e minuto, pode até deixar dormindo por 12 horas ou + . : 65536/(32768/8)=16 (nem sei se entendi isso direito kk)

-quando acordado, atualize rapidão as variáveis de tempo (minuto,hora,dia da semana,dia,mes,ano,década,século,milênio e etc) e volte a dormir de novo

 

Ou use um rtc externo mesmo e seja feliz . É quase barato.

[Marcio Leandro B. Pizano]

15 minutos atrás, .if disse:

Sim amigo.

 

Pelo jeito você faz um relógio pelo sw. Permita-me registrar um conceito que me iluminou há alguns anos (mas não foi pra prática kk) de um rtc pra este mc .. extensivo aos familiares...

-coloque um cristal 32768 externo pro timer1: se só ele rodando o consumo é baixíssimo: pode colocar bateria cr2032 que deve durar anos.

-caso a v caia, como vos disse, entre no modo sleep mas deixe uma interrupt do timer 1 acordar ele a cada 1 ou bem mais (depende da exigências do projeto) minuto p.ex. De fato se usar um divisor por 8 e os 16bits do timer como hora e minuto, pode até deixar dormindo por 12 horas ou + . : 65536/(32768/8)=16 (nem sei se entendi isso direito kk)

-quando acordado, atualize rapidão as variáveis de tempo (minuto,hora,dia da semana,dia,mes,ano,década,século,milênio e etc) e volte a dormir de novo

 

Ou use um rtc externo mesmo e seja feliz . É quase barato.

Poxa o conceito é interessante, teria que fazer muitas modificações.
O rtc externo esta com um preço razoável para o projeto, parece ser fácil, nunca usei, preciso pesquisar.

Achei que o capacitor ficaria carregado mais tempo que 13 segundos, puxa!

V0 = 4.5V, V(t) = 2.5V, I = 0.1uA, C = 4700uF e Vmax = 10V.

R = V/I = 2.5V/0.1uA = 25MΩ

t = -RC * ln(V(t)/V0) = -25MΩ * 4700uF * ln(2.5V/4.5V) = 13.6 segundos (aproximadamente)

[.if]

Segundo esta outra teoria

https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/matematica-para-eletronica/2164-m128.html

o capacitor leva RxC pra atingir 37.2% da carga no modo descarga ou seja 1,6V .. ok talvez o mc não goste mas suba visualmente no gráfico pra ver qual o tempo onde está 3V ou a menor V que o mc se sente a vontade... mesmo assim... dexeu ver...

(4700/1000000)x25000000 ... (to sem calculadora)

Mas tem algo sinistro aí...

 

24 minutos atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

mais tempo que 13 segundos, puxa!

 mas algo me diz que é algo faltando na minha cachola... abandonei teorias há anos...

[Marcio Leandro B. Pizano]

3 horas atrás, .if disse:

Segundo esta outra teoria

https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/matematica-para-eletronica/2164-m128.html

o capacitor leva RxC pra atingir 37.2% da carga no modo descarga ou seja 1,6V .. ok talvez o mc não goste mas suba visualmente no gráfico pra ver qual o tempo onde está 3V ou a menor V que o mc se sente a vontade... mesmo assim... dexeu ver...

(4700/1000000)x25000000 ... (to sem calculadora)

Mas tem algo sinistro aí...

 

 mas algo me diz que é algo faltando na minha cachola... abandonei teorias há anos...

Calculando tomando as informações da bateria de lítio 3,6v 60mah ficou assim:

Consumo do pic dormindo = 100 nA (Sleep mode Current Down to 100 nA Typical)

Bateria: 60 mAh

60 mAh / 0,000100 mA = 600.000 / 1000 = 600s

600 / 60 = 10h

*Na bateria esta informando 14h 6mA

A menor tensão do pic é de 2,0V (Wide Operating Voltage Range: 2.0V to 5.5V)

Então, fico com apenas 3,6 - 2,0 = 1,6V de carga operacional da bateria, como você calculou.

Logo, tenho 10h / 3,6v = 2,77 * 1,6V = 4,44h

Se estes calculos estiverem corretos, para mim é o suficiente, assim posso falar para o cliente de forma acertiva, sem rodeios.

[.if]

Da hora... Mas algo está causando perturbação na força nessas contas malucas. Permita-me agora falar do meu (meu) erro...

18 horas atrás, .if disse:

um divisor por 8 e os 16bits do timer como hora e minuto, pode até deixar dormindo por 12 horas ou + . : 65536/(32768/8)=16

De fato 32768/8=4096 Hz entrando num contador 16 bits ele vai virar em 16 segundos e não horas. Mas mesmo assim caso ele faça a atualização do tempo/data a cada 16 segundos e bem muito rapidinho, o consumo da bateria seria mínimo. Qualquer dia tento com capacitor pra ver que merdadá...

 

Em tempo.. há alguns anos coloquei um capacitor de 1000uF em paralelo com pilhas num alimentador automático de aquário. A ideia é que ao trocar as pilhas ele mantivesse a programação que pêquêpê... é um saco pra refazer...

 

Mas enfim... o relógio conceitual que bolei é coisa de pobre e do passado e só serve pra exercício neuronal e adrenalina. Deixa de ser munheca e coloque mesmo um rtc que é muito mais fácil. Dica: repasse o preço pro cliente: ele vai pagar e nem saber.

 

Mas antes, permita-me colocar minha visão minimalista e matemática simplista na coisa de ...

14 horas atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

Na bateria esta informando 14h 6mA

Se ela consegue fornecer 6mA por 14h, consegue 6uA por 14000H , 0.6uA ... 140000H com 0.6uA ... e  840000H com 0.1A...

[Marcio Leandro B. Pizano]

56 minutos atrás, .if disse:

Deixa de ser munheca e coloque mesmo um rtc que é muito mais fáci

kkkk, a questão do rtc são as modificações que vou ter que fazer na placa e etc. e tenho pouco tempo antes de entregar mais 2 aparelhos, mas tudo bem, vou tentar.

E para ser sincero, eu não sei fazer, nunca usei rtc, ai a dúvida é que, já tenho todo o código pronto, muito provável terei que modificar o código também né?

 

56 minutos atrás, .if disse:

Se ela consegue fornecer 6mA por 14h, consegue 6uA por 14000H , 0.6uA ... 140000H com 0.6uA ... e  840000H com 0.1A...

Estou perdido 

[.if]

8 horas atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

muito provável terei que modificar o código também né?

né.

Um módulo rtc é bem barato... clique

8 horas atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

Estou perdido 

tmj... kk . ,, Mas quase sinto vontade carregar um capacitor 4700 com 5V e medir a descarga com multímetro que usa ser 10M na escala  Vdc,,, ou melhor faça isso e me conte quanto tempo a queda de 5 pra 3 p.ex. Na prática há outra teoria...

[Marcio Leandro B. Pizano]

Em 21/04/2023 às 18:33, .if disse:

né

Pois é.

Em 21/04/2023 às 18:33, .if disse:

tmj... kk . ,, Mas quase sinto vontade carregar um capacitor 4700 com 5V e medir a descarga com multímetro que usa ser 10M na escala  Vdc,,, ou melhor faça isso e me conte quanto tempo a queda de 5 pra 3 p.ex. Na prática há outra teoria...

Não fiz como pediu, fiz no Proteus.
Fiquei na dúvida quanto a carga. 

[.if]

26 minutos atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

Não fiz como pediu, fiz no Proteus.
 

Eu quase senti vontade fazer nele também..

 

28 minutos atrás, Marcio Leandro B. Pizano disse:

dúvida quanto a carga. 

Em 20/04/2023 às 15:11, Marcio Leandro B. Pizano disse:

R = V/I = 2.5V/0.1uA = 25MΩ

 

[Marcio Leandro B. Pizano]

4 horas atrás, .if disse:

R = V/I = 2.5V/0.1uA = 25MΩ

Vacilei na lei de ohm.

Ficou ótimo, o tempo é o que preciso. Agora está em 4,98v com 6 minutos.

Esta sugerindo que nem mesmo necessito da bateria de 3,6v para o circuito, somente com o capacitor resolveria?

[.if]

É uma alternativa sim. Considero que o que você quer é apenas manter os dados ou valores das variáveis e posição do programa com uma ausência temporária de luz. E de novo... alimentação exclusiva pro mc, interrupt para queda de luz e entrar no modo sleep. Tem mais coisinhas tipo não deixar nada drenando ou injetando corrente nos ports, coibir ruídos pra que as variáveis (tipo ponteiro, vetor) não criem vida própria... mas você tem que avançar 1 pouco...

Sucessos.