BR-800 Elétrico

Circuitos elétricos, de Instrumentação e Controle

Descritivos :
 

1 - Circuito de potência

A energia para o circuito de tração é fornecida por um conjunto de baterias de 12 V ligadas em série por cabos de 50 mm², perfazendo os 144 Vcc nominais.

Elas alimentam a parte de potência do inversor, e a proteção de sobrecorrente é feita por um disjuntor térmico, que também serve de interruptor de segurança. Um temporizador curtocircuita o resistor de carga do inversor. Vide Anexo 4

2 - Circuito de comando e instrumentação

O veículo é gerenciado pelo Computador de Bordo (Anexo 3), que controla vários subsistemas.

Subsistemas :

A - Monitoramento de baterias

Vide Anexo 2

Subsistema autônomo, dedicado, composto por um voltímetro digital microprocessado (Arduino UNO 1) que faz a varredura automática de 12 tensões analógicas, digitalizadas na escala de 0 a 19,99 Vcc.

Esses dados são enviados automaticamente para o Computador de Bordo via interface serial, isolada galvanicamente. Este armazenará esses dados para visualização e análise.
 

B - Carga de baterias

Vide Anexo 1

O circuito de alimentação possui disjuntor próprio, são utilizados 12 carregadores independentes, que podem ser ligados a indiferentemente a 110, 127 ou 220 Vca, mono ou trifásica, e tem fonte chaveada.

Os carregadores são inteligentes, e fornecem correntes até 15 A (carga rápida) e de flutuação. Sua alimentação é escalonada, para reduzir picos de consumo.

Um segundo Arduino (UNO 2) controla a alimentação dos carregadores, registra os tempos de carga, de descarga e de descanso das baterias.

Mede também os valores de energia (tensão e corrente CA e CC) de entrada e de saída, para calculos de custo e autonomia.

Esses dados são enviados para o Computador de Bordo.

3 - Circuito Automotivo

Circuito elétrico original do veículo, com alterações, sendo eliminadas fiação de motor de partida, ventilador do radiador (reposicionado para arrefecimento do motor elétrico), bomba de combustível elétrica, circuito de ignição eletrônica, alternador, etc.

4 - Controlador do veiculo elétrico - CVE

Micro-processado (DSC (Digital Signal Controller) Freescale), com circuito de potência isolado do circuito de controle, e :

1. Entrada para sensor do acelerador.

2. Entrada para micros dos pedais de freio e acelerador.

3. Entrada para contato de segurança do carregador de baterias.

4. Entrada para sensor de temperatura do motor.

5. Entrada para interruptor de partida, e parada de emergência.

6. Entrada para dados de controle, como corrente e freqüência máxima, chave Turbo, controle de rampa, sensor de frenagem, de aceleração, etc.

7. Saída de potência, com freqüência variável, para conexão às 12 pontas do motor trifásico.

8. Saída digital para acionamento de ventoinha elétrica, temporizada, acionada por limite de corrente, temperatura mínima, ou chave Turbo acionada.

9. Mostrador digital com 2 linhas de 20 caracteres, para visualização dos dados de controle.

Ele também possui comunicação serial com o Computador de Bordo, enviando dados como corrente, freqüência, tensão aplicada ao motor, variáveis, alarmes, etc.

Esse controlador é alimentado por um banco de 12 baterias de 12 V, perfazendo 144 Vcc nominais, e foi ajustado para acionar um motor trifásico de 20 CV ( 15 kW) com freqüência de até 160 Hz (9600 RPM).

ANEXO 1

Carregadores de baterias

O circuito de alimentação possui disjuntor próprio, são utilizados 12 carregadores independentes, que podem ser ligados a indiferentemente a 110, 127 ou 220 Vca, mono ou trifásica, e tem fonte chaveada.

Os carregadores são inteligentes, e fornecem correntes até 15 A (carga rápida) e de flutuação. Sua alimentação é escalonada, para reduzir picos de consumo.

Uma unidade especial (Carregador 13) é utilizada para carregar a bateria que fornece energia para o circuito original do veículo (faróis, limpador de pára-brisa, ventilador, lâmpadas, rádio, etc...), e para a bateria que alimenta os circuitos de instrumentação e de controle lógico do inversor. Durante o carregamento das baterias, ele é alimentado por tensão alternada (CA -> CC), mas quando o automóvel não está sendo carregado, e o carro está em funcionamento, ele passa a ser alimentado pelos 144 Vcc do pack de baterias de potência, funcionando como conversor CC -> CC , para garantir estarem as baterias Automotiva e de Controle (carregada via diodo Schottky) sempre carregadas.

As baterias e seus carregadores são montadas em 3 bancos com 4 baterias e 4 carregadores cada. Os carregadores dos 3 bancos são ligados com retardo e seqüencialmente, para minimizar o surto de corrente inicial.

Um segundo Arduino (UNO 2) controla a alimentação dos carregadores, registra os tempos de carga, de descarga e de descanso das baterias.

Mede também os valores de energia (tensão e corrente CA e CC) de entrada e de saída, para calculos de custo e autonomia.

Esses dados são enviados para o Computador de Bordo.

Diagrama esquemático - Carregadores

OBS.: O esquema abaixo é básico, não mostra disjuntores, interruptores, contatos auxiliares, fusíveis, indicadores de funcionamento (LEDS), temporizadores e demais detalhes.

Chave seletora de 3 posições - 20A - LW26-25 6S/4

 

Jumpers entre os bornes 1 e 5 , 3 e 7, 6 e 10 , 4 e 12

 

Essa comutadora deve ser acionada pela torção do plug na tomada tripolar (Steck), instalada no bocal do tanque de combustível.

O cabo de força emborrachado possui 3 condutores, e será conectado à rede elétrica por um conector STECK trifásico, onde existir essa opção, que é a recomendada.

Para alimentação monofásica, haverá acessórios adicionais, para uso de tomadas padrão ABNT ou NEMA.

Para alimentação 110 V, usaremos um cabo adaptador com tomada Steck, e plug padrão ABNT de 20 A. (grosso, 4,8 mm. de diâmetro).

Para alimentação 220 / 240 V monofásico usaremos o mesmo cabo acima, mas com adaptador para plug de 10 A.

Uma chave manual selecionará a alimentação, se monofásica (1) ou trifásica (3).

 

 

ANEXO 2 - Monitoramento de baterias

 

Pontos de Medição - Display 20 caracteres, 4 linhas

 

Rascunho da placa de circuito impresso - Parte dos contatos dos reles

A B C D E F G H I J K L M Voltímetro

 

Falta a parte do Arduino, acionamento dos reles, alimentação e interface serial. Verificar tamanho dos relés, e substituir o trimpot simples por multivoltas.

Proteger entrada Arduino com zener.

 

Fazer uma placa à parte, que será instalada numa caixa transparente no compartimento das baterias. Ela terá uma borneira com 13 bornes, 12 resistores limitadores de corrente, 15 pinos e 12 leds de 3 mm. , sendo 4 verdes, 4 amarelos, e 4 vermelhos.

 

 

VPack será medido diretamente pelo computador de bordo.

 

 

Funcionamento Monitor de baterias:

 

Subsistema autônomo, dedicado, composto por um voltímetro digital microprocessado (Arduino), que faz a varredura automática das 12 tensões de entradas analógicas, digitalizadas na escala de 0 a 19,99 Vcc.

Uma placa de 12 relés efetua a comutação da entrada do Arduino aos pontos de medição de tensão.

Esse monitor é alimentado por um inversor 12 Vcc -> 110 Vca. E uma fonte padrão Arduino, o que assegura o isolamento galvânico do voltímetro, proporcionando um funcionamento confiável.

As 12 leituras serão apresentadas em um display alfanumérico com 4 linhas de 20 caracteres cada.

Esses dados são enviados automaticamente para o Computador de Bordo via interface serial, também isolada galvanicamente. Ele armazenará esses dados para visualização e análise.

CARACTERES LayOut Display 20 caracteres, 4 linhas

 

DISPLAY LCD VERDE 20 X 4 - BIG NUMBER - 5V, COM BACKLIGHTVERDE - LETRA PRETA

É NECESSÁRIO FONTE COM BOA CORRENTE, POIS ESTE DISPLAY CONSOME MAIS QUE UM DISPLAY 16x2 OU 20x4 MENOR!

Monitor de baterias: NOTAS para desenvolvimento do hardware e do software:

1. As indicações de cada bateria piscarão (Blink) para indicar tensão abaixo da referencia.

2. Por segurança, cada relé só é acionado quando não houver tensão de entrada no Arduino.

3. TAXAS DE LEITURA :

Ciclo BAT 1 a BAT12 : a cada 6 minutos

Seqüência de operação

Entra alimentação (110Vca).

Temporizador (555) inibe acionamento aleatório dos relés.

A cada 6 minutos, o relé de cada bateria á acionado, num ciclo de leituras, armazenamento, comparações, e display.

Salva (commit) os dados no cartão SD

Envia os dados para o Computador de bordo, que os compara com os valores de referência.

Mostra a leitura no local certo do LCD, que é mostrado até a próxima atualização.

Se a leitura estiver com ALAME, pisca (blink)

ANEXO 3

COMPUTADOR DE BORDO

O Computador de Bordo é formado por um microcontrolador Arduino MEGA com interfaces de entrada e saídas digitais, entradas analógicas, e uma Tela Display LCD Big Number, com 20 x 4 caracteres, idêntico ao usado no Monitor de Baterias.

Além de controlar o funcionamento do veículo, o Computador de Bordo funciona como tacógrafo, e uma caixa preta de avião, utiliza uma armazenagem massiva por USB que aparece, em qualquer sistema operacional, como um flash drive. Os registros são criados em formato FAT16 em um cartão micro SD e podem ser baixados rapidamente por uma conexão USB. O cartão pode também ser removido e encaixado em leitor de cartões.

A ele são conectados a maioria dos sensores, como os de temperatura, velocidade (sensores Hall), sinal analógico do acelerador, tensões Vpack, Vauto e Vcontrol, e os sinais digitais de acionamento de pedais e chaves, etc.

Ele recebe informações analógicas, converte-as em digitais, processa e armazena os dados para visualização e análise, aciona o sinalizador acústico (buzzer) para os alarmese e também centraliza a comunicação com os demais Arduinos e o CVE.

A parte gráfica é controlada por outro Arduino MEGA dedicado, (Subsistema Gráfico) com Touch Screen Colorida 3.2" 16 bit TFT01-3.2 de dimensões: 9,4 cm x 6,3 cm , capacidade para 65.000 cores, resolução 320 x 240 e funções de descanso de tela, que possui modo de 8 cores, Stand-By e Sleep Mode.

O Subsistema Gráfico também é conectado à câmera de vídeo, ao relógio de tempo real, e ao Ethernet Shield.

O Subsistema Gráfico provê também transferência de dados via interface serial, para comunicação bidirecional via porta Ethernet com um computador tipo PC, que fornecerá acesso à Internet, bem como monitoração remota via página web, que mostrará imagens ao vivo da câmera (voltada para o cockpit e parabirisa dianteiro) , dados de GPS, os gráficos (MRTG) e todos os dados das telas de relatório.

Todos os Arduinos se comunicam entre si por conexão serial.

O Computador de Bordo possui várias telas, selecionáveis :

Tela 1 - MENU : Tela inicial, com a marca Ragio, BELFORT Systems, data, hora, temperatura, e textos de seleção das telas.

Entrada de dados (formato texto)

Via teclado físico, e display Big Number 20x4 , usando as setas (foco blink), tecla ENTER e tecla MENU

• Esta tela será sempre chamada pela tecla MENU

AMOSTRA DE TELA MENU !12345678901234567890

Linha 1 !Computador de Bordo

Linha 2 !Ragio BELFORTSystems

Linha 3 !VM VR OP °C Km RL

Linha 4 !12∕04∕14 15:45 27°C

Tela 2 - VR - Tela de Variáveis Padrão Referência

VR - Telas de entrada de valores de referencia para cada uma das variáveis medidas, que serve para os alarmes de tensão baixa, indicação de REVERVA de “combustível”, de corrente, temperatura, velocidade, rotação excessivas, de acionamento da ventoinha elétrica auxiliar, etc.

Permite também a entrada de outra variáveis, como escala dos gráficos, zeramento de odômetro parcial, velocidade média parcial, consumo parcial, cronômetro parcial, etc.

Opção 1 – Display Texto

!12345678901234567890

Linha 1 !Nome da Variável

Linha 2 !Atual Unidade

Linha 3 !Padrão FE

Linha 4 !Alarme Desligado

 

Legenda

Var = Nome da Variável 5 caracteres

Padr. = Valor Padrão 5 caracteres

Atual = Valor Atual 5 caracteres

FE = Fundo de Escala 2 caracteres

Un = Unidade 2 caracteres

A = Alarmar 1 caractere

Legenda - Acima , Abaixo ou D = Desligado

 

 

Opção 2 – As telas podem, opcionalmente, serem mostradas pelo Subsistema Gráfico

Variáveis Padrão Referência e Fundo de Escala

Todas as alterações serão registradas em relatório

Tela 3 - VM - Variáveis Medidas, Níveis de Alarme e Fundo de Escala

Opção 1 - Texto

!12345678901234567890

Linha 1 !Nome da Variável

Linha 2 !Atual Unidade

Linha 3 !VAlarme FE

Linha 4 !Alarmar Desligado

 

Legenda

Var = Nome da Variável 5 caracteres

VAlarme = Valor Alarme 5 caracteres

Atual = Valor Atual 5 caracteres

FE = Fundo de Escala 2 caracteres

Un = Unidade 2 caracteres

A = Alarmar 1 caractere

Legenda - Acima , Abaixo ou D = Desligado

Opção 2 - Gráfico

Todas as alterações serão registradas em relatório

Tela 4 - Operação

Esta tela informa

Velocidade (Km/h) , utilizando transdutor Hall

Rotação do motor (RPM) , utilizando transdutor Hall

Marcha engatada

Corrente do motor (A)

Acelerador (%)

Tensão aplicada ao Motor

Temperatura do motor (ºC)

Os dados acima são informados pelo controlador de velocidade do motor

Corrente (A) dos circuitos Automotivo e de Controle.

 

Opção 1 - Texto

!12345678901234567890

Linha 1 !87 km∕h 2750 rpm

Linha 2 !IMot 85 A Acel 54 %

Linha 3 !VMot 148 V TMot 87 º C

Linha 4 !IAuto 17 A IContr 5 A

 

Legenda

Marcha : 1A. 2A , 3A, 4A, 5A e Ré

Vel = Velocidade em km por hora 3 caracteres

RPM = Rotações por Minuto 4 caracteres

IMot = Corrente do Motor 5 caracteres

Acel = Acelerador 2 caracteres

VMot = Tensão do Motor 5 caracteres

IAuto - Corrente AUTO 4 caracteres

IContr = Corrente de Controle 4 caracteres

Opção 2 - Gráfico

Tela 5 - °C - Temperatura

Temperatura motor (ºC) , informada pelo controlador de velocidade do motor

Temperatura (ºC) do inversor,

Temperatura (ºC) das baterias do PACK,

Temperatura (ºC) do carregador 12,

Temperatura (ºC) do carregador 13,

Temperatura (ºC) do ambiente externo

Temperatura (ºC) do ambiente interno (LM35)

Ano, Mês, Dia, Hora, Minuto e Segundo

Opção 1 - Texto

!12345678901234567890

Linha 1 !Temperaturas Motor 87 ºC

Linha 2 !TPack 87 ºC TInv 87 ºC

Linha 3 !TExt 87 ºC TInt 87 ºC

Linha 4 !TC12 87 ºC TC13 87 ºC

 

Legenda

TMot = Temperatura do Motor 3 caracteres

TPAC = Temperatura do PACK 3 caracteres

TInv = Temperatura do Inversor 3 caracteres

TExt = Temperatura Externa 3 caracteres

TInt = Temperatura Interna 3 caracteres

TC12 = Temperatura Carregador 12 3 caracteres

TC13 = Temperatura Carregador 13 3 caracteres

 

NOTA - ºC pode ser um caractere especial

Opção 2 - Gráfico - Tela de Temperaturas

 

 

 

 

Tela 6 - KM - Autonomia - BigFont 16x16

 

Amperes-hora (Ah) de carga e descarga das baterias, e previsão de autonomia (km e tempo) disponível.

Dados dos percursos: Odômetro, Distância percorrida (viagem) consumo médio, consumo instantâneo e tempo de viagem.

Ano, Mês, Dia, Hora, Minuto e Segundo

 

Opção 1 - Texto

!12345678901234567890

Linha 1 !Autonomia 75 KM 1:08 H - RES 87 KM 1:27 H

Linha 2 !Velocidade Média 37 KM/h Atual 75 KM/h

Linha 3 !Odômetro 12776 km Viagem 13,7 km

Linha 4 !Consumo Médio (A) Consumo Instantâneo (A)

 

Legenda

AutN = Autonomia Normal 3 caracteres

AutR = Autonomia Reserva 3 caracteres

Odômetro 6 caracteres

Viagem 5 caracteres

Consumo médio (A) 3 caracteres

Consumo instantâneo (A) 3 caracteres

 

Opção 2 - Gráfico - KM - Tela de AUTONOMIA

 

Tela 7 - Tela de Seleção de Relatórios

 

Escolhe o relatório a ser mostrado no formato texto, com rolagem vertical e horizontal :

 

C41 - Variáveis

C42 - Alarmes

C43 - Resumo

C44 - Status

C45 - Baterias

C46 - Temperaturas

C47 - Referências

C48 - Carga

C49 - Viagem

 

NOTA: As variáveis são atualizadas pelo computador de bordo, e piscam para indicar tensão abaixo ou acima da referencia (ALARME).

 

Opção 1 - Texto

 

!12345678901234567890

Linha 1 ! C43 - Resumo

Linha 2 ! C44 - Status

Linha 3 ! C45 - Baterias

Linha 4 ! C46 - Temperaturas

Opção 2 - Gráfico - Tela de RELATÓRIOS

Tela 8 - Seleção de Variáveis para Gráfico

Uma tela (em modo texto – CB) permite a escolha das variáveis Medidas ou Calculadas, como Velocidade, rotação do motor, corrente, tensão do pack de baterias, temperatura, etc. que terão sua evolução mostradas na tela gráfica (MRTG).

Nela pode-se escolher até 4 variáveis para serem monitoradas (0 a 100%), e a taxa de visualização (base de tempo).

Opção 1 - Texto

!12345678901234567890

Linha 1 !Variável FE Un Cor

Linha 2 !V2 120 Kmh Vm

Linha 3 !V7 6000 RPM Vd

Linha 4 !V9 250 A Az

Opção 2 - Gráfico -

Essa tela gráfica também permite a visualização dos Relatórios, e da imagem da WebCam

Tela 9 - Tela Gráfica, gerada pela escolha anterior :

O gráfico desejado deve ter o eixo vertical graduado de 0 a 100 % , e o horizontal conforme a taxa de amostragem escolhida:

Segundos, 10 segundos, minuto, 6 minutos, 60 minutos, 24 horas

1, 10, 60, 360, 3600, 86400 segundos

 

Para evitar sobreposição de pixéis, cada cor tem colunas fixas:

Azul colunas N , Verde colunas N +1, Vermelho N + 2 e Amarelo N + 3

 

Os eixos horizontal, vertical, tracejados e valores das escalas são mostrados em Branco (N+4), já que o fundo usado será preto.

 

Para criar os gráficos, deve ser utilizado o programa MTRG

 

A imagem a seguir, do medidor de velocidade gratuito NETWORX, disponível em http://www.softperfect.com/ mostra o aspecto do gráfico desejado, e a configuração do programa para obtê-lo.

SubRotinas – Funcionamento

1 – Rotina ATM – Auxílio para troca de Marchas

Esse aplicativo utiliza os sinais dos sensores de velocidade e de rotação do motor para sinalizar o momento mais propício para a troca de marchas, e indicar a marcha que está sendo utilizada, para fins de relatório. A marcha utilizada é mostrada na Tela 4.

Quando o pedal da embreagem não esté sendo pressionado, como a relação de cada marcha é conhecida, fica fácil determinar a marcha utilizada, pela relação entre a RPM e a velocidade do veículo.

Já a parte de auxílio à troca de marchas propriamente dita faz com que, durante o acionamento do pedal da embreagem, o indicador de marcha pisque rapidamente quando a velocidade estiver fora da faixa de 10 % em torno da nominal, e que permaneça estável quando estiver dentro da mesma.

Trocar a marcha nessa faixa prolonga a vida dos anéis sincronizadores, e suaviza a operação.

Um sinal sonoro (buzzer) informa essa situação ao motorista, quando ele não puder ver o display.

Essa informação é útil para otimizar o uso do cambio, já que o veículo elétrico não possui fricção !

2 – Rotina Piloto Automático

No modo ALERTA, permite que um sinal de alerta seja acionado, quando da ultrapassagem de uma velocidade previamente escolhida, evitando multas e até acidentes.

No modo VIAGEM, controla o sinal do acelerador, mantendo uma velocidade constante, enquanto o acelerador estiver pressionado.

Seu funcionamento é desabilitado automáticamente no caso do pedal de freio ou de embreagem serem pressionados, ou se o pedal de acelerador for liberado. Nesse caso, seu funcionamento poderá ser reestabelecido manualmente, pelo teclado.

 

Tabela de Variáveis Definidas (de Referência)

 

Variáveis de Referência

r1 - Limiar bateria 100% carregada (carga útil)

r2 - Limiar bateria 50% carregada (meia carga)

r3 - Limiar bateria 20% carregada (reserva)

r4 - Limiar bateria 10% carregada (Emergência)

r5 - Limitação de corrente Emergência

r6 - Limitação de corrente TURBO

r7 - Temperatura Emergência

r8 - Temperatura Excessiva - aciona Ventoinha

r9 - Rotação Emergência

r10 - Rotação TURBO

r11 - Custo kw hora

r 12 - Velocidade ALARME

 

r 50 - Fundo de escala - variável tensão baterias

r 51 - Fundo de escala - variável rotação (RPM)

r 52 - Fundo de escala - variável velocidade (km/h)

r 53 - Fundo de escala - variável temperatura

r 54 - Fundo de escala - variável corrente

 

r 60 - Base de tempo para amostragem gráficos :

Segundos, 10 segundos, minuto, 6 minutos, 60 minutos, 24 horas

1, 10, 60, 360, 3600, 86400

 

Tabela de Variáveis MEDIDAS

 

Analógicas

v1 - Tensão da bateria 1 - PACK

v2 - Tensão da bateria 2 - PACK

...

v12 - Tensão da bateria 12 - PACK

v13 - Tensão da Bateria 13 - AUTOmotiva

V14 - Tensão da Bateria 14 - Instrumentação e Controle

V15 - Tensão baterias do PACK - 144 v

 

v21 - Temperatura Exterior veículo

v22 - Temperatura Interior veículo

v23 - Temperatura do motor

v24 - Temperatura Inversor

v25 - Temperatura Carregador PACK

v26 - Temperatura Carregador AUTO e CONTROLE

v27 - Corrente da Bateria 13 - AUTOmotiva

v28 - Corrente da Bateria 14 - Instrumentação e Controle

v29 - Corrente do motor (CC)

v30 – Tensão do Acelerador (CC)

v31 - Corrente dos carregadores fase R (CA)

v32 - Corrente dos carregadores fase S (CA)

v33 - Corrente dos carregadores fase T (CA)

 

Digitais

 

v40 - Chave Contato acionada

v41 - Acelerador acionado

v42 - Freio acionado

v43 - Chave TURBO acionada

v44 - Chave EMERGÊNCIA acionada

v45 - Interruptor de Marcha à Ré acionado

v46 - Interruptor CARGA

v47 - Interruptor NORMAL

v48 - Aviso sonoro excesso de velocidade ATIVADO

v49 - Rotação do motor (RPM) - PULSOS

v50 - Velocidade (Km/h)- PULSOS

 

Tabela de Variáveis CALCULADAS

 

v50 - Velocidade (km/h)

v51 - Odômetro cumulativo

v52 - Odômetro resetável

v53 - Autonomia calculada (km) - entre cargas

v54 - Autonomia calculada (min) - entre cargas

v55 - Velocidade média (km/h) - entre cargas

v56 - Velocidade máxima (km/h) - entre cargas

v57 - Consumo entre cargas kVA

v58 - Percurso entre cargas - km

v59 - Custo entre cargas - R$

v61 - Consumo por viagem kVA

v62 - Percurso por viagem - km

v63 - Custo por viagem - R$

v64 - Distancia percorrida (Odômetro Inicial - Odômetro Final)

v65 - Tempo marcha (contato acionado, descontado tempos de parada)

v66 - Custo Carga (CA)

v67 - Custo Descarga (CC)

v60 - Marcha utilizada

 

V71 - Energia em AH CARGA (CA)

V72 - Energia em AH DESCARGA (CC)

Saídas Analógicas

SA1 – Sinal analógico para o CVE (tensão do acelerador)

SA2 – Sinal analógico para acionamento do medidor de Combustível original do veículo

SA3 – Saída analólgica para acionamento de avisos de alerta (buzzer)

O Buzzer sinaliza :

Chave TURBO acionada

Chave EMERGÊNCIA acionada

Excesso de velocidade ATIVADO

Sobrecorrente

Temperatura excessiva

Status capacitores CVE descarregados / Shunt conectado

Saídas Digitais

SD1 – Sinal digital para acionamento da Ventoinha

 

Tabela de Variáveis de CONTROLE

v90 - Acelerador (percentual)

v91 - Freqüência do Inversor

v92 - Tensão no motor (AC)

 

NOTAS para desenvolvimento do hardware e do software do Computador de Bordo:

Funções:

Relógio de Tempo Real

Interface Homem Máquina (Touch Screen?)

Leitura de dados

Gravação de dados

Comparação de dados (Alarme)

Cálculo de variáveis

Gravação de variáveis

Comparação de variáveis calculadas (Alarme)

Velocímetro

Tacômetro

Odômetro

Odômetro Parcial

Comunicação Serial (Motor, Monitor de Baterias)

Comunicação Ethernet

Comunicação Serial RS 485

Eventuais (seleção por página) :

Telas: Apresentação, Edição e Gravação de variáveis.

Relatórios

Gráficos

Relatórios

 

 

VariáveisDATAHORA.txt

Relatório horário

Data

Valor das variáveis V15, V23, V24, V27, V28, V31, v50, v51, v90 a v92

VPack, Temp Motor, Temp Conv, Correntes Auto, Contr, Motor, Veloc, Odom, Aceler, Freq, Tensão

Taxa de amostragem: a cada segundo

 

ALARMES.txt

Relatório gerencial diário

Data / hora

A Data / hora será no formato Ano, Mês, Dia, Hora, Minuto, Segundo,

sendo cada uma delas com 2 dígitos, perfazendo 12 dígitos, no total.

Variável - Variável que foi alarmada

VRef - Valor de referência

VMed - Valor medido

Status - Inicio ou Fim do Alarme

 

Resumo.txt - (Relatório do relatório - Registro de todos alarmes que se iniciaram no dia anterior, e os que permaneceram no fim do dia

 

Status.txt

Relatório operacional diário

Data

Taxa de amostragem: A cada alteração de Status

v40 a v48 , v50, v80

Acelerador, freio, contato, turbo, emergência,... velocidade, ventoinha

 

Baterias.txt

Relatório operacional diário

Data

Tensão de cada bateria durante carga, descarga e repouso.

v1 a v15

Taxa de amostragem: 6 em 6 minutos

 

Temperaturas.txt

Relatório operacional diário

Data

Temperaturas v21 a v26

Taxa de amostragem: 6 em 6 minutos

 

Referências.txt

Relatório operacional diário

Data

Mostra os valores das variáveis de referência r1 a r60, no início e fim do dia, quando foram alteradas, valor anterior e novo

 

CARGA.txt

Relatório operacional por evento (Carga)

Relatório entre cargas da bateria (Acionamento chave carregador)

Data / hora Inicial

Data / hora Final

v51 - Odômetro Inicial

v51 - Odômetro Final

v64 - Distancia percorrida (Odômetro Inicial - Odômetro Final)

v71 - Energia carga (AH CA)

v72 - Energia descarga (AH CC)

v55 - Velocidade Média (contato acionado, descontado tempos de parada)

v65 - Tempo marcha (contato acionado, descontado tempos de parada)

v66 - Custo Carga (CA)

v67 - Custo Descarga (CC)

 

VIAGEM.txt

Relatório por viagem - inicio e fim (acionamento da chave de contato)

Data / hora Inicial

Data / hora Final

v51 - Odômetro Inicial

v51 - Odômetro Final

v64 - Distancia percorrida (Odômetro Inicial - Odômetro Final)

v72 - Energia descarga (AH CC)

v55 - Velocidade Média (contato acionado, descontado tempos de parada)

v65 - Tempo marcha (contato acionado, descontado tempos de parada)

v67 - Custo Descarga (CC)

 

ANEXO 4 - Circuitos de Potencia e Comando

A energia para o circuito de tração é fornecida por um conjunto de baterias de 12 V ligadas em série por cabos de 50 mm², perfazendo os 144 Vcc nominais. Elas alimentam a parte de potência do inversor.

A proteção de sobrecorrente é feita por um disjuntor térmico, que também serve de interruptor de segurança.

Em série com o disjuntor, temos o contator de potencia NA, que permite desligar automaticamente esse circuito, em caso de emergência.

Comando dos Contactores

 

Funcionamento :

Após ser ligada achave do contato, o circuito é ativado pela chave de partida, e permanece energizado pela ação do SCR, até que a chave de contato seja desligada.

Inicialmente, são acionados ambos os contatores, mas R1 e C1 retardam o acionamento do contator NA

Como o banco de capacitores do inversor está descarregado, um resistor de carga é utilizado para evitar uma alta corrente inicial.

Após algum tempo ele será curtocircuitado pelo contato do contator de potencia NF, acionado por um um temporizador (RT), que utilizará um dos CIs 555.

Após o desligamento do contator NF, para evitar consumo desnecessário de energia, o contator NA, cuja tensão nominal é de 12 V. é alimentado por um circuito PWM, que reduz a tensão aplicada em sua bobina, utilizado o segundo circuito integrado 555. P1 regula seu ciclo.

 

Acelerador

 

Circuito completo do Acelerador

A parte interna à linha verde fica no acelerador propriamente dito; o

restante, no shield de entrada do computador de bordo.

 

A saída é ligada num pino de entrada analógica do Arduino.

 

Hardware :

 

2 Arduino MEGA

2 Arduino UNO

1 Display gráfico 5 polegadas, com Touch Screen e shield

2 Displays 20x4 Big Number com shield

1 Display 20x4 com shield

Shield Módulo Lcd 16x2 20x4 Verde Azul Pic Sanusb Arduino

Módulo De Tempo Real Rtc Ds1307 Em Bloco Octopus P/ Arduino

3 Módulo Sensor De Corrente Não Invasiva Ac Ta12-100 - Arduino

1 Módulo De Rede Ethernet Shield Wiznet W5100 P/ Arduino

2 Módulo Sensor De Efeito Hall Com Saída Digital 0/1

1 Teclado Matricial 4x4 Alfa 16 Teclas - Arduino

10 Lm35 Lm35dz Sensor Temperatura

RS-485 Module for Arduino

 

Caro Fabio

Eu preciso definir ao menos os pinos de entrada e saída dos Arduinos que serão utilizados no nosso Computador de bordo.

Neste momento, estou pensando em usar um MEGA para o Computador de Bordo e seu teclado, outro MEGA para o display gráfico com touch screen, que será conectado ao módulo ethernet, e à câmera de vídeo, um UNO para o Monitor de Baterias e outro para o controle dos Carregadores de Bateria.

Como os diversos programas e bibliotecas a serem utilizados já determinam alguns deles, e possivelmente usarão por padrão os mesmos pinos, para termos resultados otimizados, é importante que você os defina após análise.

Para facilitar seu trabalho, indico abaixo as minhas necessidades:

Entradas Analógicas - sinal 0 a 3 vcc :

EA0 – V Acelerador – 3 V nominais, fundo de escala 100 %

EA1 – V Pack – 144 v nominais, fundo de escala 200 v

EA2 – V Auto – 12 v nominais, fundo de escala 20 V

EA3 – V Contr - 12 v nominais, fundo de escala 20 V

EA4 – I Pack – shunt 300 A, 75 mV, fundo de escala 200 A

EA5 – I Auto – shunt 50 A, 75 mV, fundo de escala 50 A

EA6 – I Contr - shunt 50 A, 75 mV, fundo de escala 50 A

EA7 – Temperatura do motor – ºC - LM35

EA8 – Temperatura do Controlador de velocidade – ºC - LM35

EA9 - Temperatura Exterior veículo – ºC - LM35

EA10 - Temperatura Interior veículo – ºC - LM35

 

EA11 - Temperatura Carregador AUTO e CONTROLE – ºC – LM35

 

EA21 - Temperatura Carregador PACK – ºC - LM35

 

EA22 - Corrente do carregador (CA)

Módulo Sensor De Corrente Não Invasiva Ac Ta12-100 – Arduino

 

EA23 - Corrente do carregador (CA)

Módulo Sensor De Corrente Não Invasiva Ac Ta12-100 – Arduino

 

EA24 - Corrente do carregador (CA)

Módulo Sensor De Corrente Não Invasiva Ac Ta12-100 - Arduino

 

EA25 – Tensão de Entrada – Corrente Alternada - RS

EA26 – Tensão de Entrada – Corrente Alternada - ST

EA27 – Tensão de Entrada – Corrente Alternada – TR

EA28 – Tensão do MOTOR – Corrente Alternada

EA31 a EA 42 – Tensão das baterias 1 a 12 do Pack, via relé, a um UNO exclusivo (Monitor de Baterias)

NOTA : EA0 a EA11 serão conectadas ao MEGA (Computador de Bordo) , EA21 a EA28 ao UNO Carregador de baterias , e E31 a E42 ao UNO Monitor de Baterias

Entradas Digitais :

ED1 - Velocidade (km/h) – Sensor Hall

ED2 - Rotação do motor (RPM) – Sensor Hall

ED3 - Chave Contato acionada

ED4 - Acelerador acionado

ED5 - Freio acionado

ED6 - Embreagem acionada

ED7 - Chave TURBO acionada

ED8 - Chave EMERGÊNCIA acionada

ED9 - Interruptor de Marcha à Ré acionado

ED10 - Interruptor CARGA

ED11 - Interruptor NORMAL

 

ED21 a ED 28 -Teclado Digital matricial

 

Saídas Analógicas

 

SA1 – Sinal analógico para acionamento do medidor de Combustível original do veículo

 

SA2 – Saída analólgica (PWM ?) para acionamento de avisos de alerta (buzzer)

 

SA3 – Saída de sinal (processado) do acelerador.

 

Saídas Digitais

 

SD1 – Sinal digital para acionamento da Ventoinha

 

Além das entradas acima, necesitarão ser utilizados outros pinos, a serem conectados aos modulos seriais, ethernet, relógio de tempo real, câmera de vídeo, displays, etc.

 

FAVOR INFORMÁ-LOS !

 

Variáveis de Referência

r1 - Limiar bateria 100% carregada (carga útil)

r2 - Limiar bateria 50% carregada (meia carga)

r3 - Limiar bateria 20% carregada (reserva)

r4 - Limiar bateria 10% carregada (Emergência)

r5 - Limitação de corrente Emergência

r6 - Limitação de corrente TURBO

r7 - Temperatura Emergência

r8 - Temperatura Excessiva - aciona Ventoinha

r9 - Rotação Emergência

r10 - Rotação TURBO

r11 - Custo kw hora

r 12 - Velocidade ALARME

 

r 50 - Fundo de escala - variável tensão baterias

r 51 - Fundo de escala - variável rotação (RPM)

r 52 - Fundo de escala - variável velocidade (km/h)

r 53 - Fundo de escala - variável temperatura

r 54 - Fundo de escala - variável corrente

 

r 60 - Base de tempo para amostragem gráficos :

 

Segundos, 10 segundos, minuto, 6 minutos, 60 minutos, 24 horas

1, 10, 60, 360, 3600, 86400

 

 

Tabela de Variáveis MEDIDAS

 

Digitais

 

v31 - Corrente do motor (CC)

v32 - Rotação do motor (RPM)

 

v40 - Chave Contato acionada

v41 - Acelerador acionado

v42 - Freio acionado

v43 - Chave TURBO acionada

v44 - Chave EMERGÊNCIA acionada

v45 - Interruptor de Marcha à Ré acionado

v46 - Interruptor CARGA

v47 - Interruptor NORMAL

v48 - Aviso sonoro excesso de velocidade ATIVADO

 

Tabela de Variáveis CALCULADAS

 

v50 - Velocidade (km/h)

v51 - Odômetro cumulativo

v52 - Odômetro resetável

v53 - Autonomia calculada (km) - entre cargas

v54 - Autonomia calculada (min) - entre cargas

v55 - Velocidade média (km/h) - entre cargas

v56 - Velocidade máxima (km/h) - entre cargas

v57 - Consumo entre cargas kVA

v58 - Percurso entre cargas - km

v59 - Custo entre cargas - R$

 

v61 - Consumo por viagem kVA

v62 - Percurso por viagem - km

v63 - Custo por viagem - R$

v64 - Distancia percorrida (Odômetro Inicial - Odômetro Final)

v65 - Tempo marcha (contato acionado, descontado tempos de parada)

v66 - Custo Carga (CA)

v67 - Custo Descarga (CC)

v60 - Marcha utilizada

 

V71 - Energia em AH CARGA (CA)

V72 - Energia em AH DESCARGA (CC)

 

 

 

Tabela de Variáveis de CONTROLE

 

v90 - Acelerador (percentual)

v91 - Freqüência do Inversor

v92 - Tensão no motor (AC)

 

NOTAS para desenvolvimento do hardware e do software do Computador de Bordo:

Funções:

Relógio de Tempo Real

Interface Homem Máquina (Touch Screen?)

Leitura de dados

Gravação de dados

Comparação de dados (Alarme)

Cálculo de variáveis

Gravação de variáveis

Comparação de variáveis calculadas (Alarme)

Velocímetro

Tacômetro

Odômetro

Odômetro Parcial

Comunicação Serial (Motor, Monitor de Baterias)

Comunicação Ethernet

Comunicação Serial RS 485

Eventuais (seleção por página) :

Telas: Apresentação, Edição e Gravação de variáveis.

Relatórios

Gráficos

Montar um protótipo com Arduino MEGA:

 

 

IHM

1 teclado matricial 4x4

1 display 4 linhas, 20 caracteres

Esse conjunto deve poder ser usado como uma máquina de escrever

O cursor será o traço baixo, com blink.

As setas UP e DOWN selecionarão a linha, e as setas direita e esquerda selecionarão as colunas.

Dica : Usar decodificador 74138 ou similar

http://www.instructables.com/id/Running-LEDs-With-555-74163-74138-And-74240/4/?lang=pt

 

Entradas analógicas

Corrente (tensão baixa, usar diretamente nas entradas Arduino)

3 entradas analógicas : Ipack, Iauto e Icontrole (75 mv)

 

Dica : Para tensão e temperatura, usar 4051 http://playground.arduino.cc/learning/4051

Tensão

3 entradas analógicas : Vpack, Vauto e Vcontrole (14,4v , 12v e 12v)

Temperatura

6 entradas temperatura (LM 35)

 

Entradas Digitais

Dica : Usar decodificador 74138 ou similar

 

1 entrada digital tacômetro (sensor hall)

1 entrada digital velocímetro (sensor hall)

Testar com entrada 60 hz meia onda = 3.600 rpm

Cada pulso (rotação) da roda = 0,562 m

Velocidade com 60 Hz = 113,616 km por hora

 

1 entrada digital acelerador

1 entrada digital freio

1 entrada digital Carregadores

1 entrada digital Normal

1 entrada digital Chave Contato

 

Montar as placas abaixo, verificando pinagem e software.

Exibir leituras no Display

Módulo Tempo Real

Módulo Ethernet com Cartão memória: Salvar e recuperar dados.

RS 485 Testar Comunicação

Links de produtos, possíveis fornecedores e preços

 

Chave comutadora para carregadores

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-540228116-chave-rotativa-seletora-comutatora-reversora-_JM#questionText

 

Chave

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-531252448-comutadora-duas-posicoes-com-chave-schneider-_JM

Tomada Steck Industrial Blindada De Embutir Newkon 2p+t 16a

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-537724827-tomada-steck-industrial-blindada-de-embutir-newkon-2pt-16a-_JM

 

Plug Steck S-4079 3p+t 16a 220v - Azul

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-537695166-plugue-steck-s-4079-3pt-16a-220v-azul-_JM

lcd 20x4 Com Backlight Azul E Escrita Branca R$ 29,90

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-530236094-lcd-20x4-com-backlight-azul-e-escrita-branca-_JM

 

LCD, e um shield para o MEGA

TFT http://www.elecfreaks.com/store/50-tft-lcd-screen-module-tft0150-p-420.html

Shield http://www.elecfreaks.com/store/lcd-tft01-mega-shield-v10-p-214.html

Arduino MRTG Code | CPYarger IT Services

www.cpyarger.com/.../sketchbbarduino-benjamin-b...‎Traduzir esta página

22/09/2012 - rrdtool create /srv/arduino/ttemp.rrd -s 300 DS:temp:GAUGE:600:0:100 RRA:AVERAGE:0.5:1:2016 RRA:MIN:0.5:1:2016 RRA:MAX:0.5:1:2016 ...

MRTG - What is MRTG ?

oss.oetiker.ch/mrtg/doc/mrtg.en.html‎Traduzir esta página

de Tobias Oetiker - em 870 círculos do Google+

13/01/2012 - MRTG generates HTML pages containing PNG images which provide ... Graphics are generated directly in PNG format using the GD library by ...

 

Tela LCD Touch Screen Colorida 3.2" 16bit 320x240 Arduino

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-535754922-tela-lcd-touch-screen-colorida-32-16bit-tft01-32-arduino-_JM

R$ 94,90

Módulo LCS TFT01_3.2, interface de 40 pinos, TouchScreen e SD Card.
Temos também a Shield para essa tela para o Arduino Mega, confira em nossa lista de produtos.

Esquema
Especificação SSD1289
Código Exemplo
Material TFT32.zip
Biblioteca_ITDB02_Graph16.zip
Controlador_TouchScreen_ADS7843.pdf

Características:

Controlador de Tela SSD1289 com suporte a 16bit.

LCD 240374PQ com 65.000 cores, resolução 320x240, tela de 3,2"

Funções de descanso de tela: modo de 8 cores, Stand-By e Sleep Mode.

Dimensões: 9,4cm x 6,3cm

 

Carregadores de bateria

13 carregadores baterias tracionárias 15 A, Entrada bivolt automático, 110/220 Vac e alimentação alternativa 144 Vcc

 

1 inversor 12 vcc -> 110 Vca R$ 150,00

 

Diodo Schottsky 30 A 10 V

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-537758187-lote-2-pecas-mbr30100pt-diodo-schottky-rectifier-30-a-100-v-_JM

 

Sensor de corrente ACS715 0 a 30A CC R$ 49,00

http://multilogica-shop.com/sensor-de-corrente-ACS715-0-a-30A

Sensor de corrente não invasivo 30A CA R$ 62,00

http://multilogica-shop.com/sensor-de-corrente-nao-invasivo-30A

Kit Osciloscópio Digital R$ 315,00

http://multilogica-shop.com/Kit_Oscilosc%C3%B3pio_Digital

Gravador de dados seriais com SD Logomatic v2 R$ 331,00

http://multilogica-shop.com/gravador-de-dados-seriais-com-sd-logomatic-v2