regular 6 voltios de una bateria de 7,4

Tema en 'R/C ELECTRÓNICA' iniciado por Hararion, 16 Oct 2014.

  1. Hararion Miembro

    Hararion
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    alguien sabe como regular 6 voltios de una batería de 7,4 voltios, pero con estos 2 requisitos:

    1) el voltaje de salida debe ser exactamente 6v y no variar

    2) el regulador tiene que mantener los 6 voltios, incluso si la temperatura cambia, o si la batería se descarga hasta los 6 voltios.

    la razón por lo que necesito un regulador así es por que el circuito tiene un sensor electromagnético que es muy sensitivo a los cambios de voltaje, este sensor forma parte de un dispositivo meteorológico que será instalado en una zona remota durante 12 horas y se usará para medir la fluctuación y la intensidad del campo magnético terrestre en esa zona.

    debido a la naturaleza única de ese sensor, no se puede usar ningún tipo de cargador en la batería, ni tampoco se puede usar una batería con voltaje alto, no se podrán usar 2 o mas baterías pues hay que evitar cables largos y conexiones innecesarias.

    la batería seleccionada para esta tarea es una ion de litio de 5 amperios de 7,4 voltios y sera usada para alimentar solo a ese sensor, el único inconveniente es el voltaje que tiene que ser de 6 voltios exactos, este sensor consume aproximadamente 300 miliamperios por hora, dándole una autonomía de poco mas de 16 horas.

    Este sensor sería separado del resto del equipo para asegurar una lectura mas precisa, el resto del equipo meteorológico operará con una batería de 12 voltios a 60 amperios.

    espero hallar algo, ya que he buscado por internet pero no doy con algo que funcione bien...
     
  2. Hararion Miembro

    Hararion
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    investigando...

    bueno, después de escudriñar por todos lados, parece que he encontrado una posible solución, el cual consiste en hacer un regulador auto desacoplable, usando un lm 337, un par de diodos, un potenciometro, un comparador de voltaje, una compuerta smith trigger, y un transistor IRF640 para hacer un conmutado de alta velocidad para que cuando se descargue la batería en el limite de regulación, este se desactive, y conmute directamente a la batería, justo cuando los 2 voltajes sean exactamente iguales, tanto en la batería como en la fuente regulada...

    por ahora estamos en pruebas para ver si esto efectivamente funciona, ya que se requiere calibrar el circuito en escala de nanovoltios para evitar que el sensor dé lecturas erróneas justo en ese instante en el que el regulador sale de operar y el sensor queda alimentado directamente por la batería.
     
  3. Fred Gurú FPV

    Fred
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    Tenia leído tu post pero como no tenia solución, no lo comenté.

    El 317 necesita por lo menos 1.2v de diferencia en la entrada y salida. No No creo que la idea que presentas te va a funcionar correctamente.

    En tu caso solo veo como viable un regulador "shunt", pero para 300ma es mucha pierda de energía.

    No es lógico que un "sensor" necesite este tipo de regulación y consumo, ni que sea de 6v.
    Si fuese 5V ya tendrías margen suficiente con un regulador integrado normal, o low-drop .

    Es mas normal regular solo la alimentación del sensor o circuito que necesita voltaje estable, por ejemplo con un zener y resistencia serie.

    Ejemplos de Reguladores Shunt :

    http://www.x-relsemi.com/EN/Design-support/Schematic-Collections/

    http://www.diyaudio.com/forums/powe...hunt-w-ccs-vs-jsr03-05-other-series-regs.html
     
  4. Hararion Miembro

    Hararion
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    precisamente el regulador shunt, fue la idea original tras el regulador auto desacoplable, pero en este caso no se van a usar diodos zener, lo que se va a hacer es básicamente fabricar ese voltaje de referencia sustrayendo esa diferencia de 1,2 voltios y mediante los diodos, el comparador y el potenciómetro ajustarlo en la escala de nanovoltios (se va a usar un potenciómetro lineal multivuelta para esta tarea) para hacer la conmutación en este caso se usará el IRF, y la smith trigger para que el sensor no sienta el cambio para nada...

    lo que tu dices es completamente cierto, sin embargo este sensor está completamente fuera de escala, es bastante sensitivo, nada común, y debido a la forma en como este sensor opera y mide los campos magnéticos terrestres, este tiene que operar en 6 voltios y consume 300 miliamperios que, para un sensor es bastante consumo...

    De hecho es muy parecido a un magnetómetro, pero es 3500 (si, tres mil quinientas) veces mas sensible que los magnetómetros que traen los multirrotores, y es capaz de detectar el campo magnético producido por un insecto :blink: y ni se imagina lo sensible que es este sensor, pues cualquier dispositivo que esté operando a baterías (incluso un reloj de pulsera) lo detecta fácilmente en un rango de 3 metros...

    el dispositivo de alimentación de hecho hay que aislarlo del propio sensor, y ponerlo justo debajo del eje de detección para que haga la menor interferencia posible...

    como hemos descubierto que la sensibilidad es realmente extrema, el sensor se pondrá dentro de una cúpula para evitar que los insectos entren dentro del rango de detección del sensor...

    este sensor fue diseñado para detectar cambios infinitesimales en los campos electromagnéticos terrestres, mide tanto la fuerza del campo, como su dirección y flujo...

    esto tiene que ver con un estudio medio ambiental, y la razón de esto, es que algunas aves usan el campo magnético terrestre para migrar...

    esta es la razón por la que este sensor requiere una alimentación tan especial, en estos momentos la fuente experimental de alimentación esta en prueba (se armó ayer) y hasta ahora ya ha operado durante 4 horas y se ha desempeñado muy bien, pero la prueba de fuego sera cuando llegue las 12 horas y la batería esté en justo en 6v y haga el desacople, quitando el regulador del camino y alimentando directamente con la batería, ahí se sabrá si realmente ha funcionado.
     
    #4 Hararion, 18 Oct 2014
    Última edición: 18 Oct 2014
  5. Fred Gurú FPV

    Fred
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    Muy interesante Hararion gracias por los detalles.
    Espero que te funcione perfecto, pero me parece que al conmutar a 6 v directos van empezar los problemas.
    Para tanta precisión los diodos zener suelen tener demasiado deriva térmica... Si tienes ese problema puedes considerar el tl431 como referencia de precisión.

    No te olvides también de los reguladores step-up, que aumentan la voltaje, (en ebay hay muchos) para despues regular: puede ser una opción pero con los eventuales problemas de interferencias magneticas.

    Ya nos dirás :smile:
    Saludos
     

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  6. Hararion Miembro

    Hararion
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    Super sensor al ataque...

    los zener los descartamos precisamente por ese inconveniente, el tl431 valdría, solo que por acá no se encuentra disponible, por eso el circuito del comparador...

    tu lo haz dicho!...

    por cierto, reporto el resultado de las pruebas realizadas, hemos logrado un conmutado muy estable, la buena noticia es que funcionó muy bien!:biggrin2: solo varió la alimentación en + 16 nanovoltios! pero el problema viene al desacoplarse la parte regulada, pues el sensor detecta un brutal cambio en el campo electromagnético circundante cercano a el, parece ser que la parte regulada genera cierto campo magnético y al inicializarse el sensor, esto lo toma como referencia "cero" el problema surge en el momento en el que el regulador cambia a la batería, el campo magnético varía (pues ya no pasa corriente por el regulador) y esto descalibra por completo el sensor, en estos momentos estamos mirando de que forma podemos realmente aislar esa interferencia electromagnética provocada por el mismo regulador, sabemos que el problema es ese, ya que en el log del sensor no indica ni reinicio ni cambio en el nivel de voltaje de alimentación al sensor, estamos investigando blindajes de faraday pero de mucha mas incidencia (a tal punto de que estamos mirando materiales como laminas de plata y oro para poder absorber por completo el campo electromagnetico generado por la batería, y el regulador...

    este sensor realmente si que es sensible... normalmente el campo magnético terrestre está entre 0,4 a 0,7 gauss, el sensor detecta cambios cercanos a los 0,0002 gauss en escala, al desacoplarse el regulador detecta un cambio de entre 50 a 120 gauss!!! y ahí se genera el error del sensor... literalmente se sale de escala en el momento de que la fuente se conmuta a la batería... para ponerlo en perspectiva, un imán pequeño normal (de campo débil) está en 100 gauss, y uno de neodimio (tipo botón) pequeño mide cerca de 1870 gauss y no solo eso, también hay cambios en la dirección del campo medido, y como si no fuera suficiente, el sensor también ha indicado un abismal cambio en el flujo del campo electromagnético... en definitiva, seguiremos mirando a ver de que forma hay que aislar el campo magnético de la batería, el regulador, e incluso del mismo cable que alimenta al sensor a ver si logramos que funcione...

    Como dato adicional me dijeron que este sensor es bastante especial y que es usado en satélites como parte de un sistema de navegación orbital, este sensor se encarga de decirle al satélite donde están los campos electromagnéticos terrestres, y esquivarlos para evitar que el satélite se dañe....

    de como lo consiguieron, ni idea... pero ahora se que es un sensor completamente fuera del alcance de personas comunes y por eso es que tiene esas características tan extrañas y poco comunes...
     
    #6 Hararion, 21 Oct 2014
    Última edición: 22 Oct 2014
  7. Hararion Miembro

    Hararion
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    Error en escudo faraday...

    Uffff tengo buenas noticias, finalmente descubrimos por que el sensor se volvía loco con la conmutación de regulador a batería, hubo un insignificante error en el escudo faraday, y ninguno de nosotros nos habíamos percatado, pues el escudo en vez de estar conectado a positivo, estaba conectado masa, es decir que el escudo tenia aplicado el voltaje del regulador, y al conmutar a la batería, simplemente el escudo quedaba al aire (es decir desconectado en circuito abierto... Recuerden que se usó un regulador LM337, este regula en negativo) y esto es lo que provocaba la falla de lectura del sensor... menudo tocho... después de conectar de nuevo el escudo correctamente a positivo, efectivamente se eliminó por completo este problema, en estos momentos ya se están terminando los últimos detalles para dejar listo el sensor. El cambio de + 16 nanovoltios que mencioné en el post anterior, no afecta para nada al sensor, sin embargo por seguridad hemos re-calibrado el regulador, ahora la diferencia es de solo 4 nanovoltios, por lo que con esto damos por seguro de que el sensor ni va a sentir el cambio.

    ahora viene la hora de la verdad, el próximo fin de semana, se colocará este "súper sensor" junto con un equipo de monitoreo meteorológico durante 12 horas, el sensor será separado unos 20 metros del resto del equipo para evitar lecturas erróneas, así mismo será protegido con una cúpula o domo para evitar que los animales o insectos que pasen por el lugar causen anomalías en la lectura.

    espero que con todo esto que hicimos, lo demás salga a la perfección...
     
  8. fbforos Miembro

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    No entiendo muchas cosas de lo que dices.

    No se que voltímetro utilizas para tener una precisión de nanovoltios. No hablamos de milis, ni de uicros sino de nanovoltios.
    Si desconectas la batería del regulador y queda a su libre voltaje, como vas a seguir regulando el Voltaje a 6V y además, la batería seguira cayendo por debajo de 6.
     
  9. Hararion Miembro

    Hararion
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    lo que tu dices es cierto, son cosas muy poco comunes, el medidor de nanovoltios es un instrumento también muy sensitivo y cuesta la repasta, solo se que se trata de un modulo especializado que va conectado por USB a una computadora, y en pantalla muestra los niveles con ese nivel inaudito de precisión... no se de que fabricante es pues la marquilla fue removida... sospecho que puede ser alguna clase de equipo biomedico, o es posible que sea de festo o siemens...

    esto se hizo con el fin de darle la autonomía máxima de tal modo que en el justo momento de que el regulador quedara inoperativo, entrase la batería a suministrar la tensión, es simplemente para exprimir al máximo el tiempo en el cual el sensor puede recavar datos, ademas se pensó y se diseñó para que durara aproximadamente 16 horas, el sensor solo tiene capacidad para grabar datos durante 12 horas, es simplemente un sistema de redundancia para que en caso de que la batería se descargue un poco antes, el sensor pueda seguir operando la mayor cantidad de tiempo posible.

    y si, efectivamente lo que dices es cierto, al pasar a la bateria ya no queda regulado, y claro, seguirá cayendo debajo de los 6 voltios, pero, esperamos que para ese entonces el sensor ya halla recavado y guardado los datos que se necesitan.
     
    #9 Hararion, 23 Oct 2014
    Última edición: 23 Oct 2014
  10. Hararion Miembro

    Hararion
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    circuito y bateria, Exito total!

    buenas, finalmente para reportar que fue un éxito rotundo! la batería se desempeñó de forma espectacular, pues al final del día solo se descargó hasta quedar en 7.2 voltios, por lo que el regulador no tuvo que desconectar... esto nos sorprendió, pues aun con el consumo mantenía ese voltaje y nunca tocó el limite en el que el regulador tendría que desacoplarse del circuito, parece que esta batería tiene muy buen desempeño, pues realmente si que almacenó esos 5 amperios.

    También creemos que la batería tubo ese desempeño, debido a que no estuvo expuesta directamente al frio... en fin un éxito total.
     

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