Projeto RAGIO

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Atualizado em 27/02/2017

Sistema de Controle

Utiliza um Arduino MEGA, por sua maior capacidade de processamento, memória e entradas e saídas.

Faz o controle dos UNOs  dos sistemas de Carga de Baterias (CC e CA - UNOs 1 a 16),  com o COMPUTADOR DE BORDO, e o sistema de Comunicação

Esse sistema supervisiona 16 controladores Arduino UNO:

Placa de Controle de Carregadores
Placa sanduíche, efetua a medição dos sinais vindos da Placa de Controle de Corrente Alternada via cabo ribbon.
Com esses dados, o Arduino MEGA faz a medição da energia consumida na carga das baterias.

Com os dados da medição CC da descarga das baterias, eles permitem um cálculo preciso da autonomia do veículo, e o custo por km.
E controla os relês (situados na placa de Medição CA), que alimentam os carregadores de bateria seqüencialmente.
Ele também controla, via saídas PWM e através de Acopladores Óticos, os Carregadores (Fontes) Chaveados.

Faz também a Leitura de dados seriais das placas UNO dos Controle de Corrente Contínua

Mostra essas informações num display 4x20, e as envia para o Computador de Bordo

O ajuste e controle do Controle de Carregadores é feito pelo Teclado matricial 4x4.

Entradas:
Fase R, S e T, VControl, Transformadores de Corrente (on board) , Seriais (TX e RX)

Saídas:
Alimentação para os 3 relés para acionar os grupos de carregadores
Possui saídas isoladas para monitoração e medição das 3 tensões de entrada e a corrente das 3 fases com um osciloscópio.

Comunicação:
USB
RX e TX

Controle de Carga de Baterias

O arduino MEGA, que centralizará as informações de todas as baterias. faz uma varredura contínua dos UNOs, e armazena os dados arquivados nos mesmos.

15 entradas individuais possibilitam a separação e a recepção dos sinais apenas do arduino UNO selecionado.

Esse sistema utiliza 15 controladores Arduino UNO, nominados 1 a 12 para controlar os carregadores das baterias TRacionárias, o 13 para o carregador das baterias AUTOmotivas, o 14 para a bateria de CONTROLE e o 15 para o conjunto de baterias (Pack)

Uma vez por dia, às 0 horas, ele emite um sinal especial, para sincronizar todos os relógios dos UNOs

Ele também faz a leitura dos dados de Corrente Alternada, armazena, distribui os dados, e emite e divulga os relatórios de consumo e status.

NOTA Um cuidado especial deve ser tomado quanto à isolação galvânica das entradas e saídas

Isso porque as baterias não tem negativo comum , elas são ligadas em série !

A comunicação do MEGA com os Arduinos UNO dos Controladores de Baterias apresenta uma peculiaridade :

Como o comum  de cada Arduino apresenta potencial variável, podendo chegar até 150 V, a interface serial deve ter isolação galvânica, obtida por meio de acopladores óticos.

Assim, cada Arduino UNO controlador dos módulos de potencia se comunica com o MEGA usando Acopladores Óticos, que proporcionam um isolamento galvânico.

O MEGA por sua vez se conecta com os outros Arduinos do sistema, e com o computador de bordo.

Foi utilizado o circuito abaixo, que tem LEDs para monitoramento das entradas e saídas, e faz a interligação dos RX e TX do MEGA e os UNOs

Leitura de dados

Os dados  de cada UNO são enviados automática e individualmente ao MEGA do Sistema de Controle de Carga de Baterias, que os lê um a um, em seqüência.

A seleção dos dados a serem lidos pelo MEGA é efetuada por um CI 74150 - Seletor de Dados 1 de 16 , de 24 pinos, que usa 4 bits (A, B , C e D) para habilitar cada uma das 15 entradas (as 12 Vbat, VCAuto, VControl e VPack)

A saída do multiplexador SN74150 é ligada à entrada RX do MEGA.

Esse circuito fica fisicamente na placa de interface do MEGA.

Tela Controle de Carga de Baterias :

Display

A tela mostrada no Display é selecionada por um Encoder Decoder Rotativo  KY-040

Referência:

http://www.arduinoecia.com.br/2015/08/como-usar-encoder-rotativo-ky-040-arduino.html

http://labdegaragem.com/profiles/blogs/tutorial-como-utilizar-encoder-rotativo-com-arduino

LayOut Display 20 caracteres, 4 linhas, dados referentes a medidas de Corrente Alternada

Tela 12 - CA - Reproduz o display da Placa Medição CA  / Placa de Controle de Carga de Baterias

Deve mostrar : Tensão e corrente das fases R, S e T

Tempo de Carga - Ex. 08.4H

Temperatura Carregador Ex. 32.10  ºC

Amper / Hora carregados - Carga Atual

Amper / Hora carregados - Totalizados

CARACTERES LayOut Display 20 caracteres, 4 linhas
12345 67890 12345 67890
 
Fase R| Tensão | Corrente
Fase S| Tensão | Corrente
Fase T| Tensão | Corrente
Tempo | Temp Carregador | Seqüência
AMOSTRA DE LEITURA
 
R 128.1 V | 05.0 A
S 127.2 V | 04.9 A
T 126.3 V | 05.7 A 
08.4 H 32.10 ºC ABCD
Tela 10 - VB - Mostra as tensões das Baterias, dos UNOs do Controle de Corrente Contínua
 
CARACTERES LayOut Display 20 caracteres, 4 linhas
12345 67890 12345 67890
 
bat1 | bat5 | bat9 |
bat2 | bat6 | bat10 |
bat3 | bat7 | bat11 |
bat4 | bat8 | bat12 |
AMOSTRA DE LEITURA
 
12.01V 12.05V 12.09V
12.02V 12.06V 12.10V
12.03V 12.07V 12.11V
12.04V 12.08V 12.12V
Tela 11 - IB - Mostra as correntes das Baterias, dos UNOs do Controle de Corrente Contínua

Semelhante à tela acima, é apresentada em alternância com ela, quando as baterias estiverem sendo carregadas

12345 67890 12345 67890
 
bat1 | bat5 | bat9 |
bat2 | bat6 | bat10 |
bat3 | bat7 | bat11 |
bat4 | bat8 | bat12 |
AMOSTRA DE LEITURA
 
15.01A 15.05A 14.09A
16.02A 16.06A 15.10A
14.03A 15.07A 15.11A
15.04A 15.08A 16.12A

Tela 13 - Reproduz as Temperaturas das Fontes, dos UNOs do Controle de Corrente Contínua

12345 67890 12345 67890
 
bat1 | bat5 | bat9 |
bat2 | bat6 | bat10 |
bat3 | bat7 | bat11 |
bat4 | bat8 | bat12 |
AMOSTRA DE LEITURA
 
31,5 31,5 31,5 *C  F
31,5 31,5 31,5 *C  O
31,5 31,5 31,5 *C  N
31,5 31,5 31,5 *C  T

Tela 14 - Reproduz as Temperaturas das Baterias, dos UNOs do Controle de Corrente Contínua

12345 67890 12345 67890
 
bat1 | bat5 | bat9 |
bat2 | bat6 | bat10 |
bat3 | bat7 | bat11 |
bat4 | bat8 | bat12 |
AMOSTRA DE LEITURA
 
31,5 31,5 31,5 *C  B
31,5 31,5 31,5 *C  A
31,5 31,5 31,5 *C  T
31,5 31,5 31,5 *C

 

Uma tela similar fornece as informações referentes a medidas de Corrente Contínua: Tensão, Corrente e Temperaturas

Essa tela é mostrada localmente num display pequeno, ligado diretamente ao Arduino, mas também deve ser transmitida e mostrada pelo Computador de Bordo.

 

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