Como medir a carga de uma bateria?

[FBorges22]

Saudações

Estou precisando projetar um software que meça a porcentagem de autonomia presente em uma bateria de carro usando um microcontrolador. Porém, gostaria de saber qual seria a melhor técnica de enviar esses dados ao microcontrolador visando obter a maior precisão possível.

Alguém poderia me orientar nesse processo?

Abraços,

FBorges22

[Plateu]

De uma forma ou de outra você irá preisar de um multimetro...

[faller]

Saudações

Estou precisando projetar um software que meça a porcentagem de autonomia presente em uma bateria de carro usando um microcontrolador. Porém, gostaria de saber qual seria a melhor técnica de enviar esses dados ao microcontrolador visando obter a maior precisão possível.

Alguém poderia me orientar nesse processo?

Abraços,

FBorges22

A tensão da bateria não dá uma boa ideia da capacidade de carga da mesma. Baterias chumbo-ácidas podem ter sua capacidade estimada na medida da densidade da solução, uma tarefa árdua, principalmente em se tratando de baterias seladas.. Somente pela tensão será muito difícil.

Com um microcontrolador na mão se pode sim é deduzir essa capacidade, através da medida de corrente, tanto de carga como de descarga da bateria..

A ideia é estabelecer um integrador, onde o % de carga e estabelecida pela medida da corrente x tempo de carga. Igual na hora de descarregar (na hora em que estiver consumindo da bateria) A única variável a ser introduzida no sistema seria a capacidade em Ah da bateria . Exemplo;

Em uma bateria de 12 Volts x 7 Ah: A cada minuto de carga com uma corrente média de 500 miliamperes se poderia dizer que:

minuto = 1/60 = 0,016667 de uma hora

Se imaginarmos uma eficiência de 80%, teríamos que repor 125% da bateria para ter carga completa, ou seja 7 x 1,25 = 8,75 Amperes hora

500 miliamperes significam 0,5 / 8,75 = 5,71% da carga total

Como não estou capitalizando em uma hora e sim a cada minuto, a capacidade que estou mexendo é de 5,71 x 0,016667 = 0,095% da carga total..

A cada minuto de carga de 500 miliamperes agrego 0,095% da carga da bateria. O mesmo raciocínio teria para a descarga... sempre dependente da corrente de carga, ou descarga, que devem ser medidas...

Quer ver como dá certo???

Quanto tempo vai levar para carregar a bateria toda com uma corrente de 500 miliamperes..

100% / 0,095 = 1.053 minutos ( calculamos que integraria esses o,95% por minuto, a 500 miliamperes, correto??)

1053 minutos são: 1053/60 = 17,54 horas => qual a capacidade armazenada? = 0,500 x 17,54 = 8,77 Ah => nossa premissa era de 7Ah x 1,25 = 8,75 Ah

Ou seja, resolva por SW, conhecendo as correntes de carga/descarga, e o tempo...

Abraço..

[zurca1599]

Saudações

Estou precisando projetar um software que meça a porcentagem de autonomia presente em uma bateria de carro usando um microcontrolador. Porém, gostaria de saber qual seria a melhor técnica de enviar esses dados ao microcontrolador visando obter a maior precisão possível.

Alguém poderia me orientar nesse processo?

Abraços,

FBorges22

O que pretende fazer , embora não pareça , é complexo.

Existem muitas variáveis que interferem na capacidade real de uma bateria.

Sugiro que estude muito bem esse tipo de baterias e dependências com a temperetura , duty- cycle , capacidade nominal versus capacidade real ,

variação da capacidade com os ciclos/tipos de carga , etc etc.

Só assim poderá ter a "precisão" na indicação final.

[FBorges22]

Nossa...

Vai ser difícil pois eu pretendo utilizar essa bateria para ligar dois computadores a partir de um inversor. Porém, a corrente que eles consomem não é fixa! E sim variável, pois fiz um teste com o amperímetro e consta esse fato.

Alguém conhece algum livro para auxiliar o desenvolvimento deste tipo de projeto?

[faller]

Nossa...

Vai ser difícil pois eu pretendo utilizar essa bateria para ligar dois computadores a partir de um inversor. Porém, a corrente que eles consomem não é fixa! E sim variável, pois fiz um teste com o amperímetro e consta esse fato.

Alguém conhece algum livro para auxiliar o desenvolvimento deste tipo de projeto?

A minha ideia nem sequer previa que fosse constante. O exemplo é que foi. O correto é saber da capacidade da bateria e entrar com esse dado como uma constante. A partir dai fazer um integrador de carga/descarga, que levasse em conta tempo e corrente. O tempo pode perfeitamente ser um tempo fixo, o tempo de amostragem..( no exemplo usei 1 minuto para simplificar, mas na prática usaria 1 segundo, quem sabe, para não necessitar fazer uma média da corrente, seria uma só leitura)

E sim a leitura da corrente, e o sentido da mesma (carga ou descarga) Essa variável entraria como ponderador do integrador.

Repare nas dicas do colega zurca1599, são de extrema valia e tanto mais observares e ponderares efeitos externos, como temperatura, idade da bateria, profundidade da carga ou descarga... mais te aproximará do resultado correto...

Livro que aborde isso diretamente nunca vi... Isso é trabalho de conclusão de escola de engenharia, e dos difíceis...

Abraço...

[zurca1599]

Nossa...

Vai ser difícil pois eu pretendo utilizar essa bateria para ligar dois computadores a partir de um inversor. Porém, a corrente que eles consomem não é fixa! E sim variável, pois fiz um teste com o amperímetro e consta esse fato.

Alguém conhece algum livro para auxiliar o desenvolvimento deste tipo de projeto?

Se bem percebi o que pretende talvez seja de considerar uma aproximação diferente .

O estado de carga da bateria está relacionado com a tensão da mesma.

Pode ter um sistema que teste esta tensão e dar uma indicação aproximada do tempo de trabalho.

Além disso pode ter ligação ao computador (porta paralela, série ou usb) e se a tensão baixar abaixo de valor , fazer com que estes entrem em estado de hibernação ( o xp como sabe permite esta função) .

Desta forma o estado em que o trabalho que estava a ser feito fica guardado e ao reiniciar os pc's o o resultado para o utilizador é ver tudo exactamrente como tinha.

Esta parece-me ser a solução mais "inteligente" e também independente do utilizador, evitando aperda de dados e trabalhos mersmo por descuido .

[FBorges22]

Como eu poderia integrar os recursos de monitoramento do No-Break no software que o XP oferece?

[zurca1599]

Como eu poderia integrar os recursos de monitoramento do No-Break no software que o XP oferece?

Pode fazer isso de diferentes maneiras.

Ou usando o proprio xp usando as condições de ACPI ( veja tambem as OPÇÔES DE ENERGIA no PAINELl de CONTROLO.

http://www.tunexp.com/tips/maintain_your_computer/use_hibernate_and_standby_to_conserve_batteries/

ou usanto software auxiliar, ver aqui:

http://www.dlao.com/directshutdown/directshutdown.php

O seu software terá que monitorizar a condição da bateria e no caso de ser necessário ou provocar o hibernar no xp ou ainda no caso de usar software auxiliar executar o comando respectivo.

No caso do software indicado seria

DirectShutdown.exe -h

[Sementes Estelares]

Bateria é uma incógnita, ninguém conseguiu produzir um amperímetro polo a polo.

Sempre se cogita carga e descarga, nunca a carga real existente na bateria.

Desta forma nunca vamos ter a leitura direta da carga existente.

Porém como se explica a carga que marca em baterias de celulares, por exemplo?

[Victor Octavio Pereira]

@faller Preciso de ajuda com um sistema semelhante.. existe alguma forma de entrar em contato diretamente com você? E-mail seria de grande ajuda! Obrigado

 

Em 27/01/2017 às 17:52, Sementes Estelares disse:

Bateria é uma incógnita, ninguém conseguiu produzir um amperímetro polo a polo.

Sempre se cogita carga e descarga, nunca a carga real existente na bateria.

Desta forma nunca vamos ter a leitura direta da carga existente.

Porém como se explica a carga que marca em baterias de celulares, por exemplo?

Exatamente este o ponto. Como celulares e notebooks apresentam a quantidade de carga em porcentagem?

[Tito Fisher]

Em 27/01/2017 às 17:52, Sementes Estelares disse:

Porém como se explica a carga que marca em baterias de celulares, por exemplo? 

 

Ola.

 

1 - celulares e de notebooks  tem uma rotina específica de monitoramento da corrente de carga/descarga conforme explicou o @faller  

 

2 - celulares e notebooks não usam bateria automotiva, que é o objeto de estudo do  requerente.

 

3 - Alguns nobreaks ( que usam bateria automotiva  ou estacionária )  tem um monitoramento apenas da tensão , que dá uma ideia aproximada  da carga existente.

 

'_'

 

 

 

[Victor Octavio Pereira]

1 hora atrás, Tito Fisher disse:

 

Ola.

 

1 - celulares e de notebooks  tem uma rotina específica de monitoramento da corrente de carga/descarga conforme explicou o @faller  

 

2 - celulares e notebooks não usam bateria automotiva, que é o objeto de estudo do  requerente.

 

3 - Alguns nobreaks ( que usam bateria automotiva  ou estacionária )  tem um monitoramento apenas da tensão , que dá uma ideia aproximada  da carga existente.

 

'_'

 

 

 

 

Qual seria a diferença entre medir a carga de uma bateria de lítio (notebooks e celulares) ou uma chumbo-ácido (automotiva)?

 

Meu propósito é medir a carga de uma bateria estacionária, igual a de nobreak. Apenas sabendo a tensão seria possível dizer a carga? Realmente não encontrei nenhuma resposta definitiva sobre essa questão.

 

Obrigado desde já!

[Tito Fisher]

Em 20/05/2019 às 19:23, Victor Octavio Pereira disse:

Realmente não encontrei nenhuma resposta definitiva sobre essa questão.

 

Bem, vamos por partes :

 

O que os celulares e notebooks tem internamente para informar o status da carga nada mais é do que um wattímetro bidirecional .

 

à medida que ocorre o consumo ele contabiliza a potência consumida  com base na carga previamente armazenada que ele mesmo já havia contabilizado, daí pode dizer qual percentual restante.

 

Veja, o que é Watt ?  P= V * I , certo ?

 

Uma bateria de 12V  60Ah  supostamente fornece uma potência de  12 * 60 =  720 Wh  , independente de como isso é consumido, se lentamente ou se em 30 minutos de uso .

 

Atualmente já existem wattímetros DC ,  eu mesmo comprei para monitorar as baterias estacionárias do barco . 

 

O detalhe desses é que não são automaticos, eles informam  os Wh  consumidos e o que preciso fazer é apenas calcular quanto me resta com base na potencia presumida da minha bateria.

 

Como eu presumi a potencia delas ?  Fiz  o processo inverso,  carreguei cada uma através do wattimetro e anotei quantos Wh eles acumulam . 

 

Se voce não se importa em usar desta forma , e ter que resetar a cada inversão de ciclo , a solução tá pronta e pode-se dizer que  é 'quase milimétrica' .

 

See

 

 

[Victor Octavio Pereira]

@Tito Fisher Muito obrigado pela solução! Imaginei que fosse o único meio quando comecei as pesquisas e não encontrei nada com fácil acesso. Tentaremos aplicar em nosso projeto, grande abraço Tito!

[aphawk]

Em 21/05/2019 às 22:20, Tito Fisher disse:

Como eu presumi a potencia delas ?  Fiz  o processo inverso,  carreguei cada uma através do wattimetro e anotei quantos Wh eles acumulam .

 

Isso vale apenas para baterias novas. Com o tempo elas perdem o rendimento da carga e começam a dissipar a energia recebida em calor também. Eu uso baterias tipo LIPO no meu aeromodelo, e embora elas consumam hoje por exemplo 100 Wh , na descarga consigo apenas 70 , e esquentam no processo de carga. Quando novinhas, quase não esquentavam ....

 

Medir quanto uma bateria tem de energia sem acompanhar todo o processo de descarga e posterior carga  tanto em nível de potência entregue como em variação de temperatura da mesma em um ambiente bem controlado é um processo de escolher qual chute você prefere acreditar...

 

Em um celular o fabricante consegue saber com exatidão o consumo dela instante a instante, consegue saber a curva de carga dela e a potência consumida, consegue estimar a durabilidade baseada no seu histórico de uso, e assim chega a algo bem aproximado.

 

Em ultima palavra, para ir mostrando quanto de carga ainda resta, usa-se a curva de descarga , monitorando a tensão da mesma e "estatisticamente" supondo o percentual de carga restante.

 

 

Mas para adivinhar pegando uma bateria solta e colocando ela em um aparelho onde precisa dar uma resposta rápida, é a arte da adivinhação kkkkkk !

 

Me lembrei dos caras de alguns auto-elétricos  que mostram pro cliente a bateria com as células abertas fervendo quando colocam a saída em curto e falam que ela está ruim ....

 

Paulo

 

[rmlazzari58]

1 hora atrás, aphawk disse:

Me lembrei dos caras de alguns auto-elétricos  que mostram pro cliente a bateria com as células abertas fervendo quando colocam a saída em curto e falam que ela está ruim ....

 

Paulo

 

 

Já caí nessa "demonstração"...

[Tito Fisher]

6 horas atrás, aphawk disse:

Isso vale apenas para baterias novas

 

Correto,

 

quando as minhas apresentam uma diferença entre a potência recebida e fornecida eu descarto e compro outras.

Não que eu as jogue fora, apenas dou outra destinação onde não seja necessário monitoramento de capacidade.

 

'_'

 

 

 

[FranklinSantos]

@faller Muito boa explicação me ajudou muito, só não entendi esta parte do texto:

"Se imaginarmos uma eficiência de 80%, teríamos que repor 125% da bateria para ter carga completa, ou seja 7 x 1,25 = 8,75 Amperes hora

500 miliamperes significam 0,5 / 8,75 = 5,71% da carga total"

Poderia esclarecer? Como a bateria é 7Ah, acreditava que a carga completa era de 7Ah. 

Desde já agradeço!

[aphawk]

@FranklinSantos ,

 

Eficiência de 80% significa de 20% da carga foi perdida e a bateria guardou apenas 80% da carga, então você precisa jogar mais carga para compensar.

Faça as contas :

Se você jogar 8,75 Ah e só vai aproveitar 80%, qual a carga que ficou na bateria ?

8,75 x 80 / 100 = 7 Ah !

 

Na prática, basta dividir a capacidade da bateria pela eficiência para obter a carga que deverá ser fornecida :

7 / 0,8 = 8,75 

 

Paulo