Автономное электроснабжение дома на базе arduino

[Kacap]

В последнее время стали часто отключать электроэнергию, то обрыв, то авария, то еще какая-то хрень и по этому поводу озадачился я следующей проблемой: почему бы не сделать на базе carduino полностью автоматическое автономное электроснабжение?

Итак, имеем в наличии:
Генератор бензиновый со стартером, мощностью 5 кВт
Зарядное для АКБ
Инвертер 12/220В на 3 кВт
2 автомобильных АКБ 12В 70 Ач
И собственно carduino (на данный момент в процессе приобретения)

Вспомнив школьный курс программирования, накидал простенькую блок-схему логики работы всех устройств:

Переменные используемые в блок-схеме:
P – потребляемая мощность
Vbat – напряжение АКБ
VbatMax – максимальо допустимое напряжение АКБ
VbatMin – минимально допустимое напряжение АКБ
N – допуск напряжения АКБ

Комментарии и пинки приветствуются

Так как с электроникой дружу слабо, прошу помощь зала, чтобы довести все до работоспособного состояния, объясните плз как это все скоммутировать, что куда подцепить, ну и т.д., все эксперименты готов ставить на себе, имею возможность и самое главное - огромное желание!

[Chip]

Если не дружишь с электроникой, то лучше всю коммутацию сделай на релюшках

[Kacap]

очень хочу подружиться )
насчет релюшек - есть сомнения насчет скорости отработки, хочется чтобы устройство отрабатывало как бесперебойник для всего дома, если нагрузка не более 2,5 кВт, справятся ли релюшки?

[SBorovkov]

В свое время интересовался подобным вопросом и нашел токовые датчики на эффекте холла, имеющие гальваническую развязку, ACS712.

Upd:
Мне было интересно сделать несколько другую конструкцию - выключение неприоритетной нагрузки при превышении максимально допустимой суммарной нагрузки. По какой-то загадочной причине, готовые устройства стоили каких-то запредельных денег :-(.

[Mastar]

...
Итак, имеем в наличии:
Генератор бензиновый со стартером, мощностью 5 кВт
Зарядное для АКБ
Инвертер 12/220В на 3 кВт
2 автомобильных АКБ 12В 70 Ач ...

Это уже есть в наличии или так для расчета?

Инверторов 12\220в на 3 кВт я не встречал, обычно 48\220в или есть несколько производителей 24\220в. Не забываем, что 3 кВт в нагрузке - это около 4500 VA(которые указывают в паспорте). В нормальном инверторе есть все и защиты и заряд и коммутация сетевого напряжения и т.д.
Вот например:

Технические характеристики:

- Выходная мощность: 5000VA / 3000Ватт
- Линейно-интерактивный
- Встроенный стабилизатор напряжения
- Подавление импульсов и сетевой фильтр
- Защита от недозаряда, перезаряда аккумуляторной батареи
- Защита от перегрузки:
автоматическое отключение 100-120% - 25 сек.
автоматическое отключение 120-200% - 1 сек.
автоматическое отключение >200% - 0,1 сек.
- Управление зарядным устройством: микропроцессорный контроль
- Ток заряда аккумулятора до: 15 A
- Напряжение аккумулятора: 48В (поставляется отдельно)
- Входное напряжение 165-275В
- Выходное напряжение: 220В ±7%
- Время переключения (сеть/инвертор): <5мс
- Отключение инвертора при напряжении батареи: 10В ±0,5
- Форма выходного сигнала: ( чистая синусоида )
- Частота: 50Гц ±1%
- КПД, не менее: 90%
- Компактный дизайн
- Железный корпус
- Простое подключение
- Габаритные размеры: 452х192х338 мм
- Вес: 33,7 кг

Бензо-генератор нужно еще дистанционно запустить, хоть и есть стартер, прогреть и только потом цеплять на него нагрузку. Вот для него возможно и можно кардуину прикрутить, но логика там другая нужна.

Нет напряжения, ждем несколько минут, включаем бензо-клапан, тянем подсос, запускаем стартер. Если двигатель заработал, то ждем 0,5-1 мин, убираем подсос, ждем еще некоторое время, можно по датчику температуры котролировать, но проще именно время и только тогда подключаем нагрузку на генератор.
Инвертор самостоятельно отключит преобразователь и начнет подзаряжать батареи от бензо-генератора.

Если в сети появилось и не пропадает напряжение в течении 1-2 мин, то переключаем на питание из сети, но генератор некоторое время не глушим.

[SBorovkov]

А у меня на даче чуда не произошло и бесперебойник не только не заряжает аккумуляторы, когда ему дают на вход питание генератора, то и упорно остается на батареях... Не нравится ему то, что на выходе генератора идет. :-(

Бесперебойник - inelt, чистый синус на выходе, до 270 Ач батарей, 48 вольт.

Генератор - китайский на 3 кВт.

[Mastar]

А у меня на даче чуда не произошло и бесперебойник не только не заряжает аккумуляторы, когда ему дают на вход питание генератора, то и упорно остается на батареях... Не нравится ему то, что на выходе генератора идет. :-(

Бесперебойник - inelt, чистый синус на выходе, до 270 Ач батарей, 48 вольт.

Генератор - китайский на 3 кВт.

Нужно смотреть, что на выходе генератора под нагрузкой, может сильно гуляет напряжение, а может частота? Синус должен быть нормальный, хотя от китайцев все можно ожидать. У меня на СТО FORTE FG 6500, а я ни разу не глянул на бесперебойник, может и у меня он продолжал молотить от батареи.

[Gluck]

Я уже собрал похожую схему. Но не так. Основой было реле Zelio Logic Schneider Electric. Их много видов, различаются по количеству входов/выходов и по напряжению питания. На самом деле это не реле, а контроллер на котором ты рисуешь схему коммутации входов и выходов.
Главное, что это промышленная вещь и уже многократно обкатанная.

Так, вот схема подключения у меня на даче такая:
есть 3хфазный вход с него через автомат выбора фазы и контакторы выбирается приемлемая фаза, после выбора фазы(он же отключит сеть при выходе сети за заданные параметры) это напряжение подается на UPS 5000ВА с него уже расходится на нужную нагрузку.
Часть напряжения забирается до UPS на эл.бойлер, микроволновку, стиральную машину и т.д.

А Zelio Logic анализирует различные датчики, коммутирует контакторы и управляет запуском/остановом генератора.
Через GSM модуль запрашивает разрешение на запуск генератора. И сообщает о температуре в доме и о состоянии напряжения в сети и в доме.

Это вкраце. поскольку это оффтопик.
Если это будет кому-то интересно, может соберусь опишу подробнее. За 2 года разработки/обкатки, много можно рассказать.

SBorovkov

Попробуй паралельно с UPSом к генератору подключить обогреватель на 1-1.5 Квт как нагрузку.
Если UPS перестанет ругаться на вх. напряжение, то дело в скорости нарастания напряжения(dv/dt), тогда можно подобрать тогда нагрузку поменьше.

[bagz]

Я уже собрал похожую схему. Но не так. Основой было реле Zelio Logic Schneider Electric. Их много видов, различаются по количеству входов/выходов и по напряжению питания. На самом деле это не реле, а контроллер на котором ты рисуешь схему коммутации входов и выходов.
Главное, что это промышленная вещь и уже многократно обкатанная.

Так, вот схема подключения у меня на даче такая:
есть 3хфазный вход с него через автомат выбора фазы и контакторы выбирается приемлемая фаза, после выбора фазы(он же отключит сеть при выходе сети за заданные параметры) это напряжение подается на UPS 5000ВА с него уже расходится на нужную нагрузку.
Часть напряжения забирается до UPS на эл.бойлер, микроволновку, стиральную машину и т.д.

А Zelio Logic анализирует различные датчики, коммутирует контакторы и управляет запуском/остановом генератора.
Через GSM модуль запрашивает разрешение на запуск генератора. И сообщает о температуре в доме и о состоянии напряжения в сети и в доме.

Это вкраце. поскольку это оффтопик.
Если это будет кому-то интересно, может соберусь опишу подробнее. За 2 года разработки/обкатки, много можно рассказать.

SBorovkov

Попробуй паралельно с UPSом к генератору подключить обогреватель на 1-1.5 Квт как нагрузку.
Если UPS перестанет ругаться на вх. напряжение, то дело в скорости нарастания напряжения(dv/dt), тогда можно подобрать тогда нагрузку поменьше.

Очень интересно, с удовольствием бы почитал Вашу статью