3D-tulostetut härvelit

vesioinas

Active member
Korjasin tänään 600W kiinanmyllyn liukurenkaan ja käytin potkuria hetkisen purossa kun sulamisvedet virtasivat sopivasti. Samalla tarkistin asennuspaikan. Pari osaakin on vielä maalaamatta. Loppupäivä meni rankoja sahatessa, joten eipä muuta päivitystä.
 

vesioinas

Active member
Robottileikkurin 6W paneelit - 2pv latauksella leikkaa noin puolitoista tuntia.
paneeli.png
.
Screenshot 2022-05-01 12.58.01.png

Screenshot 2022-05-01 13.07.29.png

Päivitin roboleikkurin ajojärjestelmää tulevaa kesää varten. Tarkoitus on välttää pakittamista ja 180deg käännöksiä yksinkertaisen ToF-lidarin avulla. Se keilaa etunäkymää edestakaisin vaakatasossa ja ilmoittaa esteistä max 4m etäisyydellä. Jos esteiden välissä pujottelu toimii riittävän hyvin niin kytken roboon peräkärryn, jossa on lehtikerääjä.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Aurinkotoiminen ja suurelta osin 3D-tulostettu roboleikkuri päivitettynä ja valmiina toimintaan. TV:n kaukosäädin on vain mittatikkuna - mitään ulkoista ohjauslaitetta ei ole. Etupään puskuri on sekä mekaaninen, että induktiivinen törmäystunnistin - fyysinen törmäily vähenee jos ja kun ympäristöä mittaileva silmä näkee esteet ensin. Leikkuualueen reuna ja kohtaussuunta tunnistetaan sähköisesti puskurin molemmissa päissä olevilla LC-virittimillä (30kHz). Maahan upotettu värähtelevä induktiosilmukka ts. sähköaita toimii myös aurinkopaneelilla ladatulla akulla. Tarkka RTK GPS kiinnostaisi myös, mutta se on yhä liian kallis ja monimutkainen. Tarkalla paikannuksella saisi tehtyä järjestelmällisen leikkuujärjestelmän.
Screenshot 2022-05-03 17.55.30.png
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Kytkin sähköt myllystä ohjaimeen ja siitä edelleen mikroinvertteriin. Akku toimii puskurina ja hakkurin ottama vakioteho on maltillinen 70W (35V@2A). Mikroinvertteri ei taida tykätä hakkurilla tehdystä sähköstä kun verkkoon syötetty teho tuntuu seilaavan. Kokeilen muuttaa toimintapistettä. Hakkuri tuntuu ottavan vähän lämpöä, mutta ei kuitenkaan liikaa.
Screenshot 2022-05-07 18.14.48.png
 
Viimeksi muokattu:

kotte

Well-known member
Mikroinvertteri ei taida tykätä hakkurilla tehdystä sähköstä kun verkkoon syötetty teho tuntuu seilaavan.
Mikroinvertterissä lienee MPPT-optimointi, joka yrittää ottaa syötetystä sähköstä niin paljon kuin mahdollista säätämällä virtaa. Ääritilanteessa mikroinvertteri ottaa kaiken virran maksimaaliseen käsittelykyynsä nähden.

Saan käsityksen, että mikroinvertterille annetaan tapauksessasi vähemmän tehoa, mihin se pystyisi ja rinnalla oleva akun kautta. Normaali MPPT-optimointi ei todellakaan pysty optimoimaan laturin ja akun kaltaisen teholähteen kuormitusta tuossa tapauksessa. Paneelissahan ei ole akun kaltaista puskurointia eikä erityisesti kuormitushistoriakäytöstä (akun jännite laskee vähitellen kuormitettaessa ja nousee aluksi nopeasti polarisaation kasvaessa, kun lataus voittaa purkuvirran; myöhemmin hitaammin). Ei ollenkaan ihme, että tuo silloin värähtelee.

Ei taida olla helppo nakki, ellei kykene syöttämään lataussäätimellä puskuriakulle vähintään samaa tehoa, minkä mikroinvertterikin korkeintaan pystyy hyödyntämään.
 

vesioinas

Active member
Hakkurin lähtö ei taida olla virtarajalla yhtä siisti kuin paneelilla. Turbiinin syöttöteho seilaa tuulen mukana ylös alas eikä siihen voi vaikuttaa. Nostan ehkä hakkurin tehon ylös niin se riittää, eikä muuta jarrukuormaakaan tarvita. Mikrokontrolleri pätkii hakkurikäyttöä akun napajännitteen mukaan. Se ei ole ongelma kunhan pätkiminen ei ole lian tiuhaa - tuntinetotus on käytössä. Eilen syöttö toimi yhtäjaksoisesti ilman taukoja ainakin ensimmäisen kahden tunnin ajan. Toisaalta akku ei tykkää liiasta purusta sykleissä ja pidän raja-arvot riittävän ylhäällä.

Paras puoli tässä säätimessä on se, että akkua ei pureta ollenkaan idlessä. Kontrolleri saa herätevirran turbiinilta ja jatkaa akulla vasta kun jännite nousee riittävästi.
 

kotte

Well-known member
Itse uskon seiluuongelman johtuvan siitä, että laturi-akkukombinaatio eivät virran ja jännitteen suhteen seuraa toisiaan ollenkaan samalla tavalla kuin aurinkopaneelilta tuleva virta ja jännite. Jälkimmäinen on lisäksi jokseenkin ilman puskurointia toisin kuin akku, joka se varsinainen puskuri onkin erityisine jännitekäytöksineen. Mikroinvertterin teho-optimoija on suunniteltu paneelin kaltaista teholähdettä varten (sehän koko ajan kokeilee virran ja jännitteen optimikombinaatiota). Laturin ja akun ominaisuudet eroavat tuosta kuin yö ja päivä, joten optimontialgoritmikin toimii aivan miten sattuu. Erityisesti tuo akun tarjoama puskurointi sotkee algoritmin toiminnan perusteellisesti. EI voi edes luottaa, että akkua ei välillä purettaisi, vaan systeemi voi hyvinkin toimia niin, että välillä akun annetaan latautua ja sitten taas hetken kuluttua tovin purkautua.
 

Savonius

Well-known member
Anteeksi että puutun asiaan josta en juuri ymmärrä mutta voisikohan tuota ongelmaa kiertää siten että syöttäisi invertterille jännitteellä joka olisi alempi mikä on MPPT:n käynnistymisraja. Usein mikroverkkoinverttereissä siellä 17V tienoilla.
 

kotte

Well-known member
Anteeksi että puutun asiaan josta en juuri ymmärrä mutta voisikohan tuota ongelmaa kiertää siten että syöttäisi invertterille jännitteellä joka olisi alempi mikä on MPPT:n käynnistymisraja. Usein mikroverkkoinverttereissä siellä 17V tienoilla.
Voisi tuo auttaa.

Itse mietin sellaistakin vaihtoehtoa, että kytkisi generaattorin ja tasasuuntaussillan suoraan mikroinvertterille, mutta lisäisi yksinkertaisen ylijännitteen leikkurin (periaatteessa zener-diodi ja tehotransistori; kollektorille voisi laittaa suoran johdon sijasta sopivan kuormitusvastuksen, joka pystyy dumppaamaan kaikissa tilanteissa generaattorin koko tuoton, jolloin pienemmän tehonkeston transistori riittää eikä se kuumene läheskään niin paljon kuin suoralla johdolla generaatorin huipputuottotilanteessa, kun sähköä ei lähde eteen päin esim. tahdistumistilanteessa). Voisi olla tarpeen myös laittaa tasasuuntaussillan lähtöpuolelle riittävän suuri puskurikondensaattori, mutta mitään akkua tuo ei vaadi, kunhan lähtöjännite hiukan tasaantuu.
 

vesioinas

Active member
Tosiaan kokeilin kyllä eri jännitteitä, mutta en välttämättä noita ääripäitä MPPT-alueen ulkopuolelta. EVT300:n syöttöjännite on 18..54V ja MPPT toimii 24..45V (https://envertec.com/uploads/2106/EVT300Datasheet.pdf). Hakkurin max lähtö on 60V ja 400W, mutta syöttövirta on nykyisellään rajattu 8A ilman lisäjäähdytystä - se rajottaa tehon käytännössä 100W tuntumaan (8A x 12V https://www.aliexpress.com/item/1005003229765957.html). Isommassa 1200W step-up -hakkurissa syöttövirta on max 20A, mutta johdotuksetkin pitäisi ehkä tehdä uusiksi (https://www.aliexpress.com/item/4000033514909.html). Teho olisi ehkä hyvä rajata niin, että se vastaa turbiinin keskimääräistä tehoa, jolloin virta kulkee mahdollisimman vähän akun kautta. Keskitehoa on kuitenkin hankala määritellä kun tuulet vaihtelevat niin kovasti.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Tuntuvat olevan Envertechin ja Hoymilesin mikroinvertterit lopussa jokapaikasta. Ilmeisesti Kiinan tuotantokaan ei ole ihan heti parantumassa. Näillä näkymin uutta sopivaa Envertechiä olisi tilattavissa vasta heinäkuussa. Siihen asti pitää kikkailla paneelien kanssa rinnakkain. Koitan ratkaista edellä kerrotun tehon pumppausongelman joko säätämällä jännitettä jompaankumpaan laitaan - toinen kokeiluidea on lisätä pieni vastus sarjaan - FeCrAl-vastuslangasta saanee tehtyä. Muitakin vaihtoehtoja on kuten akkujännitteen nosto - turbiini on nimellisjännitteeltään 24V.

Tänään meni hyvä 8m/s päivä hukkaan kun oli muuta menoa - näin hyvänä tuulipäivänä tuottoa olisi tarjolla muutaman kilowattitunnin verran tuolla 600W myllyllä.
 

vesioinas

Active member
3D-myllyn magneettijohteet pykältävät vähän liikaa ja käynnistysmomentti on turhan iso. Kokeilen lisätä johteita kelojen väliin kuvan mukaisesti. Ainakin käsivaralla tunnustelemalla pykältäminen väheni, mutta kelojen induktio toimii yhä. Tällainen radiaalistaattori ei ole ehkä paras vaihtoehto ihan pienelle käynnistysmomentille. Lakkasin samalla vähän käämejä niin eivät pääse liikkumaan liikaa.
Screenshot 2022-05-12 20.00.17.png
 

vesioinas

Active member
Kokeilin korjata mikroinvertterikytkennän pumppaavaa tehoa mahdollisimman lyhyellä vastuslangan pätkällä. Ensin vaikutti, että teho pysyi hyvin 10W ikkunassa. Mutta teho alkoi heilua uudelleen (100%..50%, 100%..50%) kun aurinko laski ja seinäpaneeleista loppui virta. Skoopilla mittaamalla näytti siltä, että jännite sahaa toistuvasti ylhäältä alas mppt-rangen alueella suunnilleen sekunnin jaksoissa. Samalla hakkurin lähtövirta pysyy lähes vakiona. Tähän pitää keksiä vielä jotakin, joka vastaa paremmin paneelin lähtöä. Tyypillisen solar I vs. V -käyrän perusteella hakkurin lähdössä voisi kokeilla hakkurin rinnalla toista virtaa syöttävää komponenttia, jonka jännite on vähän hakkurin jännitettä isompi, mutta virta ja teho pienempi niin, että mikroinvertteri löytää tehomaksimin.

Toinen pienempi ongelma on se, että Envertech-mikroinvertteri herää/tahdistuu verkkojännitteeseen hitaasti ja alkaa kuormittaa hakkuria vasta 30-60sek päästä startista. Tämä ei oikein toimi silloin kun akun latautuminen kestää vähän pidempään ja mikroinvertteri ehtii sammua odotellessa. Onneksi mikroinvertterin saa kuitenkin pidettyä hereillä aivan minimijännitteellä (~18V), joten lisään sellaisen ehkä hakkurin rinnalle jännitepumpulla tms. siksi aikaa kun arduino pysyttelee hereillä.

Illan puuskatuulessa yksi 60V 5A SR560-diodi kärähti ilmeisesti liian ison transienttijännitteen vuoksi. Diodeja on 3kpl ja Arduino starttaa niillä. Vaihdan ne kaikki SR5100-malliin, joka kestää 100V. Jotakin TVS-diodisuojaustakin voisi lisätä - varsinkin jarrureleen kytkentä aiheuttaa piikin vaihejohtimiin.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Nyt kun seinäpaneeleista jää vähän uupumaan maksimista (300Wp) ja kun aurinko menee välillä pilveen niin tuulivoiman syöttö tasateholla kuroo puuttuvan tehon hyvin umpeen. Paneelien kanssa yhteiskäytössä mikroinvertteri tuntuu kyllä löytävän tehomaksimin, eikä seilaa ylös/alas. Paneelit ja tuulivoiman lähtö on erotettu toisistaan diodeilla.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Transienttisuoja on nyt lisätty ja jännitepumppukin on valmis. Kun napajännite nousee 14.5V tuntumaan niin rele kytkee generaattorin syötön jarrulle. Irtikytkennän hetkellä induktanssien aiheuttamien jännitepiikkien pitäisi purkautua tvs-diodeihin. Jännitepumpun tarkoitus on pitää mikroinvertteri hereillä, vaikkei tehonsyöttö olisikaan päällä. Envertechin verkkoon tahdistuminen tuntuu kestävän 30..60sek mikä on liian pitkä aika. Tarkoitus oli käyttää tässä Dickson-tyyppistä pumppua, mutta korvasin sen sx1308 boost-modulilla, jonka lähtöä on helpompi säätää.

Vahtikoirakytkentä on vielä tekemättä, mutta kopioin sen roboleikkurista. En käytä arduinon omaa wd-ajastinta, jota voi käyttää ikilooppien estoon. Tarkoitus on kytkeä arduinosta käyttöjännite hetkeksi pois, jos bootti tai ohjelman suoritus jää jumiin heikon käyttöjännitteen vuoksi. Käynnistysvirta tulee generaattorilta ja se voi hetkellisesti laskea liian alas. Kytkentä on yksinkertaisesti nousevalla reunalla uudelleentriggaava monostabiili vibraattori, jonka aikavakio on vähän arduinon boottiaikaa pidempi.
 
Viimeksi muokattu:
Ylös