Monitor wireless sinottico a led per inverter MPP 4048 e similari

 

 


3. VIATOR TX - Modulo TX wireless per inviare i dati prelevati dalla seriale del 4048


 

VIATOR TX 1.0

TUTTO L'OCCORRENTE

(schemi, componenti, circuiti stampati, sketch)

 

Abbiamo qui la normale evoluzione della versione LIGHT

Questo è il modulo TX wireless, che in pratica “sniffa” i segnali provenienti dalla seriale (come fa la versione light). In più, però, li invia (codificati) al modulo RX.

Quest’ultimo, sulla base di quanto ricevuto, accende :

 

LED ROSSO  se i carichi sono alimentati dalla rete (ENEL)

LED VERDE  se i carichi sono alimentati dalla batteria

LED GIALLO se i carichi sono alimentati dal sole

 

Inoltre, se si supera la soglia di sovraccarico settata all’interno del software, si accende e lampeggia un LED BIANCO. Se in parallelo si mette un cicalino, abbiamo anche un allarme sonoro.

 

PANORAMICA

Il modulo TX è risultato il più difficile a costruirsi (con saldature a mano, non a macchina).

Dal punto di vista hardware, per poter realizzare una cosa decente, ho capito subito che dovevo abbandonare i vecchi metodi di stampa dei circuiti stampati (con pennarello o stampante laser e acido).

Anche perché di certo, per poter stare in pochi cmq, il c.s. sarebbe stato a doppia faccia.

Mi son tirato su le maniche ed ho iniziato a cercare un cad apposito per potermi facilitare il lavoro.

La scelta è ricaduta su DESIGNSPARK PCB

I motivi sono vari :

1. non debbo fare cose ultramega professionali

2. è gratis

3. è abbastanza completo

 

Non ha una interfaccia utente molto amichevole ma, come per tutti i programmi, occorre prenderci la mano. 

L’unica cosa che mi son dovuto costruire ex-noxo è la libreria con i vari componenti che, naturalmente, non erano presenti : parlo dei connettori RJ45, di arduino mini, del modulo rs232 etc. 

Una volta disegnati rimangono … sono pronti per altri progetti.

Aggiungo anche che alcune piste le ho dovute collegare io, modificando quello che aveva stabilito il programma. Questo per evitare vicinanze estreme tra le saldature.

DesignSpark, intatti, nel suo default ragiona come se il cs debba essere stampato presso un service e non come se debba essere fatto manualmente da un umano !

Spero i prossimi lavori di studiare in miglior modo le istruzioni. Mi piace poco leggere... preferisco smanettare.

 

Dopo il disegno, ho fatto fare lo stampato alla CNC CIRQOID che, mediante il suo software, è compatibile (a dire il vero non proprio del tutto) con DesignSpark.

Qui potete vedere due minivideo di come ha lavorato per VIATOR

 

MILLING


FORATURA

 

Questa foto dimostra come in effetti ci sia una qualità apprezzabile dello stampato. Anche la precisione non è assolutamente male : i fori sono stati fatti in modo preciso e le due facce sono risultate perfettamente allineate.

La macchina costa all'incirca 3000 euro e, per quello che produce, posso dire che è stato un investimento di certo faticoso ma sicuramente proficuo.

Moltissime mie idee non sono state realizzate il più delle volte per mancanza di tempo nel fare i c.s.

Ho poco tempo a disposizione e quello che ho debbo sfruttarlo al meglio : questa CNC mi aiuta molto nell'intento ...

 

 

Una cosa che ho notato è che, alla fine del lavoro di produzione dello stampato, occorre pulire bene con carta smeriglio 1000 le due basi, perché rimangono sempre delle microsbavature.

In fase di saldatura, infatti, ho provato col tester ogni punto, perché ad occhio si vedeva che qualche pista o qualche pad di passaggio erano in corto. Questo comunque è dipeso dalla mia ancora scarsa conoscenza della CNC che mi ha portato a tararla in modo troppo conservativo per paura di fare piste troppo piccole e linee di demarcazione troppo profonde.

Il tutto è comunque poco male rispetto al tempo che si perderebbe per fare lo stampato con l’acido.

E poi, in ogni caso, il disegno è pronto. Basta mettere la basetta, tarare la macchina e andarsi a prendere il caffè. Fa tutto lei !

Ci vogliono circa 20 minuti a faccia, più una decina per i fori.

Con un’ora lo stampato è pronto.

Ma quanta fatica per raggiungere il risultato finale !!!

 

Ecco alcune foto in fase di montaggio : la parte più antipatica è stato saldare tutti i cosiddetti VIAS, cioè i pad presenti per poter passare le piste dal lato top al lato bottom e viceversa.

In questo circuito ce ne sono circa una 60ina.

Sarebbero potuti essere molti di meno se avessi settato la stampa per una risoluzione maggiore, ma avrei avuto difficoltà nelle saldature.

 

 

Ed ecco il circuito funzionante …

Per motivi di tempo e di "inquinamento" (la CNC per ora è nella stanza del pc, non in laboratorio) non ho fatto eliminare il rame in eccesso.

A vederlo, questo circuito mi ricorda un pò uno di quelli quando costruivo kit in AF di Nuova Elettronica.

 

 

 


PANORAMICA DI FUNZIONAMENTO

 

La prova è stata fatta mettendolo in serie al display remoto

Se non avete il display remoto, fate funzionare VIATOR quando sono in esecuzione LUCIBUS o qualsiasi altro software che dialoga con l'inverter.

Le due prese RJ45 sono gemelle. Se si invertono non succede nulla : una proviene dall'inverter, l'altra va verso la seriale.

In questo modo viene alimentato VIATOR con i 12 V dell'inverter ed il tutto è comunque trasparente a qualsiasi applicazione che utilizza il 4048.

 

NOTA : l’antenna deve essere proporzionata alla lunghezza d’onda.

Nel caso di 838 MHz ho messo un pezzo di filo rigido da 18cm, che corrisponde ad ½ onda.

 

 

COMPONENTI

Tralasciando i componenti “normali”, vi accenno qualcosa sui quelli particolari :

 

1. arduino mini

2. mini modulo rs232-ttl

3. modulo rf  rfm69hw

4. diodi UG06D

 

5. AMS1117 regolatore di tensione

6. microled

 

Per condensare il tutto, ho dovuto trovare componenti miniaturizzati.

In questo caso ci aiutano :

1. arduino mini (uguale al modello R3 ma in versione costruttiva ristretta)

2. modulo rs232 (volutamente acquistato senza connettore db9)

3. modulo RF rfm69hw (ho provato quello da 868. proverò anche quello da 434)

4. diodi ultrafast, in modo che si perdano solo pochi millivolt di caduta e nello stesso tempo si abbiano tempi di risposta dell’ordine di 20 ns. In effetti ho anche provato degli UF4007 (i fratelli veloci dei famigerati 1N4007) e in una settimana di funzionamento non mi hanno dato problemi.

5. una specie di 78L03 ma con più corrente in uscita. Questo componente è indispensabile perché il modulo RF assorbe una corrente che supera il limite tollerabile consentito dall’uscita 3.3 di arduino. Occorre quindi alimentare il modulo in modo autonomo. Questo regolatore di tensione svolge il suo compito in modo egregio.

6. infine i micro led. Dato che tutto viene alimentato dai 12v dell’inverter e che il modulo tx è un modulo di servizio, non occorre avere del led ad alta luminosità. E' importante limitare i consumi il più possibile. A tal proposito ho saldato dei micro led (non è stato facile !) che hanno giusto la funzione di spia.

 

 

SOFTWARE

Il software è molto commentato e chi ha un po’ di dimestichezza con arduino non troverà difficile capirlo.

Unica cosa : rispetto alla versione light, ho dovuto cambiare il metodo di acquisizione dati dall’inverter perché stranamente ogni tanto la ricezione mi dava stringhe nulle quando si andava oltre i 60 bytes. Un problema differente ma simile a quello della ricezione da seriale, solo che riguarda i dati copiati, non acquisiti.

Leggendo e rileggendo in rete ho visto che moltissimi guru consigliano l’uso di CHAR e non di STRING.

Questo perché arduino ha pochissima memoria (è un MCU con soli 2KB di SRAM) ed in effetti a volta il trattamento delle variabili produce esiti imprevedibili.

Quindi, a differenza di altre situazioni, un insieme di caratteri alfanumerici è meglio posizionarlo in una serie di char che in una string unica.

Per il resto, il software di questo modulo è cosa di tutti i giorni.

 

SPIEGAZIONE DEI LED

LED BLU : è il monitor dell'arrivo dei dati da 4048 a VIATOR. Se lampeggia significa che è tutto regolare e sta acquisendo i dati in sniffing. Se è spento non arrivano dati. Se lampeggia velocemente 10 volte significa che ha appena inviato i dati al ricevitore .

LED ROSSO : Si accende se l'inverter sta gestendo i carichi tramite rete esterna (cioè ENEL);

LED VERDE : Si accende se l'inverter sta gestendo i carichi tramite BATTERIA;

LED GIALLO : Si accende se l'inverter sta gestendo i carichi tramite SOLARE;

LED BIANCO : Si accende e lampeggia non appena viene superata la soglia stabilita nel software. Appena il valore scende sotto la soglia, si spegne.

 

In una delle prossime puntate metterò tutto in una scatola di plastica.  Non l'ho potuto far ora perchè ancora non mi sono arrivate ...

 

Buon lavoro a tutti !!

 

 

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