Samostatné napájanie na včelíne - HoneyPi
Za normálnych okolností nie je na včelíne žiadny zdroj energie, takže tento článok je venovaný sebestačnému napájaniu zariadenia Raspberry Pis (RPi). Raspberry Pi 3 B vyžaduje optimálne vstupné napätie 5,1 V a 3A. V porovnaní s ostatnými doskami ako Arduino alebo ESP8266 je to veľa. Takéto napájanie je však možné realizovať. Vďaka RPi Zero W sa spotrebuje iba 160 mA/h. To znamená, že batéria so Zero W vydrží zhruba dvakrát tak dlho ako s RPi 3 B.
Ak je pripojený surfovací prútik, spotreba energie sa ešte zvyšuje (ak sa namerané údaje prenášajú cez celulárnu sieť).
batéria
V mojom prípade som mal doma starú 12V autobatériu. Namiesto lítiových batérií však možno použiť napríklad aj olovené batérie. Je dôležité zabezpečiť, aby batéria mala čo najväčšie hodnotenie „Ah“. Ideálna by bola kapacita najmenej 70 Ah.
Na napájanie Raspberry Pi sa používa „Euro-DC Buck Converter“, ktorý je drahý 12 eur a má dva USB porty.
Nabíjanie solárnym modulom
Aby som mohol automaticky nabiť batériu, pripevnil som k svojmu úli 25-wattový solárny panel. To stojí na Amazone od 47 do 58 eur a už obsahuje regulátor nabíjania 3A.
Úzke hrdlo na elektrinu v zimných mesiacoch
Návštevník nám poskytol nasledujúci krivkový diagram, na ktorom je znázornená krivka napätia jeho batérie. Ak je v zimných mesiacoch príliš málo slnečného žiarenia, Malinová nula došla elektrina. Červená v okamihu, keď je externe nabitá batéria znova pripojená. Modrá, bola batéria motocykla ako dočasné riešenie. To je samozrejme oveľa menšie, a preto to netrvá tak dlho. Funguje však aj pri nízkom napätí.
Grafika pochádza z projektu „Raspberry Pi Camera“. Operačný systém Raspbian beží na našom Raspberry Pi. To znamená, že komponenty ako napríklad fotoaparát je možné pripojiť a podporiť aj softvérovo.
Batéria neposkytuje cez zimu plný výkon a počet hodín slnečného svitu je nižší. Preto sa batéria musí nabíjať ručne každých pár dní (v závislosti od kapacity).
Vypočítajte prevádzkovú dobu batérie
Tento nástroj možno použiť na výpočet prevádzkovej doby batérie: Kalkulačka prevádzkovej doby batérie
Myšlienka: solárne systémy oplotenia pasienkov
Prípadne 12V lítiové batérie, ktoré sú k dispozícii pre potreby elektrického plotu, je možné objednať spoločne ako solárny systém.
Dodatok: hospodárenie s časom a energiou
Ak sa chcete zaobísť bez veľkej batérie alebo veľkého solárneho panelu, môžete kvôli úspore energie pripojiť aj modul Witty Pi Mini. Všetko o tomto doplnkovom (voliteľnom) module sa dozviete v tomto článku. Batérie teda máte skutočne dosť aj v zimných mesiacoch. Tento modul je možné potom kúpiť.
Hobby včelár a vášnivý programátor. Naučené včelárstvo v pracovnej skupine počas školy. Včelár od roku 2013. Člen včelárskeho združenia Würmgau.
24 myšlienok o „sebestačnom napájaní na včelíne“
Dobrý večer,
Aj keď variant s autobatériou, solárnym článkom, meničom napätia atď. Priťahuje môjho srdca fanda, stále som sa rozhodol pre najjednoduchší možný spôsob a práve som si kúpil tento.
Solárna powerbanka QTshine 26800 mAh, solárna nabíjačka so vstupmi typu C, prenosná nabíjačka pre vysokokapacitnú externú batériu pre rýchle nabíjanie, batéria pre iPhone, iPad, Samsung Galaxy a ďalšie https://www.amazon.de/dp/B0895SL557/ref=as_li_ss_tl?ie = UTF8 & linkCode = ll1 & tag = honeypi-21 & linkId = ba80a2f266f5abffc21ad47ec1c88048 & language = de_DE
Powerbanku som zabalil do nepremokavého vrecka ZIP. A bod, kde je vyvedený nabíjací kábel k Pi, je utesnený vonkajšou obrnenou páskou. Voila!
Elektrická energia spotrebovaná v noci sa dobíja, aj keď je na jeseň zamračená obloha.
Zatiaľ som s týmto riešením veľmi spokojný.
Všetka ostatná elektronika je vo vodotesnej hlaveň kajaku. V ktorej som vyvŕtal otvor a utesnil káble horúcim lepidlom.
Ak niekto hľadá mobilné riešenie. Túto verziu môžem jednoznačne odporučiť.
Ako nabíjate powerbanku? Iba so zabudovaným solárnym panelom?
Je to naozaj dosť, ako často odosielate údaje hore?
Neviem si predstaviť, že to po mojich súčasných skúsenostiach stačí. Lítiová technológia má problém s mínusovými stupňami, ktoré sú s ňou spojené. Možno vám povie o svojich skúsenostiach.
Nevieme, či používa Pi Zero s dôvtipom.
Preto sa pýtam, 🙂
Ale chcel som také niečo také otestovať .
S Pi zero + Witty a odosielajte dáta raz alebo dvakrát denne cez WiFi
V prvom rade sláva tímu HoneyPi. Naozaj super projekt !
Len sa chystám rozhodnúť, ktoré solárne riešenie je pre mňa to pravé. Pi Zero W používam so surfovou tyčou.
Pokiaľ dobre rozumiem dokumentácii, je veľmi pravdepodobné, že v zime bude externé dobíjanie s batériou 70Ah + solárny panel 10-20 wattov správne !?
Potom by som radšej skúsil Witty Pi 3 Mini + malý solárny panel + starú powerbanku (20Ah).
S ktorým nastavením bez Witty Pi sa môžete bezpečne dostať cez zimu 🙂 ?
Ďakujem za tvoju pomoc
No, musím povedať, že áno, projekt sa mi veľmi páči. Celé to začnem prenášať na ESP32/NodeMCU. Toto by malo celú vec veľmi, veľmi energeticky efektívne:).
Už som nad tým premýšľal. Chcel by som pridať port do organizácie: https://github.com/Honey-Pi Ďalšie podrobnosti radi prediskutujeme e-mailom.
veľa pozdravov
Javan
Konečne mám rozbehnuté 2 váhy.
Existujú nejaké správy o esp32/nodemcu? Teraz mám problém so spotrebou.
Ahoj Stefan,
od nás nebude žiadna verzia Esp32, pretože sme vytvorili vhodné riešenie s modulom WittyPi. Môžu sa použiť aj ďalšie časovacie moduly.
pozdravujem
Javan
S pozdravom včelár a technik elektroniky
Krištof
Najnovšia verzia firmvéru už túto funkciu offline údajov má. Potom môžete stiahnuť údaje ako celok a manuálne ich importovať do aplikácie ThingSpeak.
Áno, ak surfovaciu tyčinku pripojíte k Raspberry Pi pomocou adaptéra, surfovacia tyčinka sa napája, iba keď je Raspi zapnutý. Takže ideálne pre to, čo máte na mysli bez obchádzok.
Dodatok k môjmu predchádzajúcemu komentáru: Mám pár týchto senzorov napätia rozmiestnených okolo seba, jeden alebo dva môžete poslať poštou 🙂
Voltmeter je integrovaný od verzie v1.0. 🙂
Jednotlivé komponenty z Číny sa pomaly dostávajú na moje miesto, aby som mohol postupne dokončiť laboratórne nastavenie na svojom stole. Je to skvelý projekt a naozaj zábavný. Ďakujeme za sprístupnenie 🙂
Plánujem tiež sebestačný solárny zdroj. Chcel by som byť schopný vidieť napätie batérie cez Thingspeak. Ak tomu dobre rozumiem, takáto funkcia zatiaľ nie je poskytnutá.
hbmcw3) do firmvéru, aby ho bolo možné nakonfigurovať ako piaty typ snímača?
Myslím si, že by bolo fajn, keby sa v prípade kritického podpätia poslala push správa, ale to by pravdepodobne fungovalo rovnako ako „rojový alarm“. Ale ešte nie som tak ďaleko.
Môže byť tiež zaujímavé núdzové vypnutie závislé od napätia batérie, aby sa zabránilo úplnému vybitiu. Rozumná solárna nabíjačka tiež obsahuje túto funkciu.
Chcel by som to urobiť čoskoro.
Pridať komponent ako ďalší snímač nie je žiadny problém.
K písaniu PR môže prispieť niekto iný: https://github.com/Honey-Pi/rpi-scripts
Dodatok: Voltmeter je integrovaný od verzie v1.0.
veľa pozdravov
Javan
Ahoj Javan,
Momentálne som v procese budovania nezávislého napájacieho zdroja. Existuje už možnosť pripojiť vyššie uvedený snímač napätia?
veľa pozdravov
Martin Kosmann
Nie, bohužiaľ to ešte nebolo implementované. Ostatné otvorené body som bol schopný implementovať za posledných pár týždňov a čoskoro nahrám novú verziu firmvéru.
Dodatok: Voltmeter je integrovaný od verzie v1.0.
Ahoj Javan,
teraz prišli všetky komponenty pre moje sebestačné napájanie, aby som mohol všetko zostaviť. Dokázali ste sa už postarať o možnosť pripojenia súčasného snímača?
veľa pozdravov
Martin
Dodatok: Voltmeter je integrovaný od verzie v1.0.
Ahoj Javan,
Som v procese plánovania solárneho variantu.
Bolo by pekné použiť ako batériu iba powerbanku. Bol relatívne malý z hľadiska načítaného objemu, ale mal by snáď stačiť. Fungovalo by pripojenie s 2. DC-DC Buck alebo čo by muselo byť prepojené medzi ovládačom solárneho panelu a powerbankou?
Ďakujem za tvoju pomoc
S Pozdravom
Sven
Dobrý deň Sven, s bankou Witty Pi Mini by mohla byť Powerbank vzácna, ale možná.
Sami sa musíte presvedčiť, koľko voltov dodáva váš solárny panel a čím je nabitá vaša power banka.
Raspi Zero je možné pripojiť priamo do USB zásuvky powerbanky bez ďalších dolárov za DC-DC.
Ahoj,
Len uvažujem o sebestačnom napájaní na včelíne (solárny modul s regulátorom nabíjania a batériou).
Nakoniec by správne dimenzovanie malo umožniť, aby sa batéria nenabíjala zo siete každých pár dní. Pomerne veľa včelárov by malo problém, pretože na včelíne zvyčajne nie je k dispozícii sieťové pripojenie na 230 V.
Urobil som prieskum a našiel som nasledujúce informácie o výkone Pi 3B +:
Pohotovostný režim: 7,6 W.
Spotreba energie Sysbench (3 opakovania, 4 vlákna): 14,0 W
Pri 5V palubnom napätí by to bolo 14W/5V = 2,8A, teda približne 3A, čo uľahčuje výpočty.
Myslím, že dosť veľa !
V „najhoršom prípade“ by to znamenalo, že batéria by musela poskytovať kapacitu (skutočne nabitú) 24 h x 3A = 72Ah, aby mohla doska celý deň bežať pod plnou parou.
Na nabitie batérie odporúčame solárny modul, ktorý je k dispozícii pre záhradu, kempovanie a vonkajšie použitie.
Tu sa pozerám na solárny modul WS20M od poskytovateľa Watthour.
https://www.wattstunde.de/files/wattstunde/Datenblatt/Technische%20Daten/WS-M%20Modulreihe.pdf
WS20M je 20W modul so stanoveným priemerným denným výťažkom 80Wh, ktorý by mal zodpovedať predtým vypočítanej požiadavke 72h.
Ešte jedno slovo o batérii. Samozrejme, môžete použiť starú autobatériu, aby ste predišli nákladom na nákup novej. Autobatérie sú však takzvané štartovacie batérie určené pre veľmi vysoký špičkový prúd. To v našom prípade nie je potrebné, potrebujeme technológiu pre čo najvyššiu kapacitu a mierne výbojové prúdy. Jedná sa o takzvané solárne batérie pre záložné systémy (UPS) alebo ostrovné siete.
Takéto batérie sú k dispozícii u špecializovaných predajcov. Olovená solárna batéria s kapacitou 100 Ah (mokrá batéria) stojí okolo 100 EUR, bezúdržbové olovené gélové batérie sú drahšie.
Spotreba energie Raspberry Pi 3B + je pomerne vysoká, je možné regulátor poslať do režimu úspory energie v čase, keď nie je potrebné zhromažďovať žiadne namerané hodnoty (napr. V noci) ?
Pochádzam zo sveta 8/16/32 bitových mikrokontrolérov a to vôbec nie je problém. MCU je uvedený do režimu úspory energie a cyklicky sa znova budí pomocou prerušenia časovača.
Vedel by som si tiež predstaviť, že by som cez noc vypol ovládač (riadený jasom alebo časom) a každých 10 minút by som ho len krátko prebudil na sledovanie krádeže.
Takéto vlastnosti by mohli výrazne znížiť priemernú potrebu energie a umožniť nákladovo efektívnejšiu koncepciu napájania.
Možno ste už tieto funkcie implementovali, počujme, čo si o nich myslíte 😉
Ďakujeme za Váš komentár a je nám ľúto za našu neskorú odpoveď!
Keďže sme HoneyPi zatiaľ testovali iba za „laboratórnych podmienok“, to sa nám ešte nestalo. HoneyPi doteraz bežal na Raspberry Pi 3 (t. J. Bez plusu), ktorý potrebuje o niečo menej mA ako 3B+.
Ale pre dlhodobú vonkajšiu prevádzku otestujeme náš firmware na Raspberry Pi Zero W ešte tento týždeň. Je to presne na to vyrobené, lacnejšie a malo by to s ním úžasne fungovať.
Ďakujem za upozornenie na batériu, pridám ju na nákupný zoznam. Práve som náhodou mal doma náhradnú autobatériu.
Dúfame, že si od vás prečítame viac.
veľa pozdravov
Javan
Dobrý deň Stefan, olovená gélová batéria s 20W modulom je určite elegantnejším riešením. 50W modul (42 €) so starou autobatériou je určite oveľa lacnejší. Vďaka väčšiemu modulu je batéria rovnako dobrá ako nevybitá a vydrží veľmi dlho (u mňa už takmer pol roka) a aj keď sa pokazí, nová u šrotovníka stojí medzi 10 až 20 € ...
Zanechať komentár zrušiť odpoveď
HoneyPi - Škála inteligentných úľov, ktorú si môžete postaviť sami.