Collegamento di un CellLog8S/8m ad Arduino o a ESP8266
L’utente pa.hioficr sul forum https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=14&t=20142 ha scoperto che è possibile leggere in tempo reale i dati di log di un CellLog (sia 8S con memoria che 8S senza memoria) semplicemente “agganciandosi” al pin TX dell’Atmel montato sul CellLog.
Questo significa che invece di spendere 40-50 euro per comprare un CellLog8S con memoria e infilarlo nel sottosella per poi aspettare di arrivare a casa per scaricare i dati letti, è in linea di principio possibile collegare al CellLog8M da 15 euro un ESP8266 da 8 euro che tramite Wifi invia dati a uno smartphone che li mostra in tempo reale sullo schermo durante la marcia; probabilmente è anche possibile scrivere un SW che legge i dati da più di un celllog contemporaneamente, sfruttando l’emulatore di porte seriali.
Questo è lo schema elettrico originale dell’autore:
Questa è una sua successiva modifica per implementare anche avvio del logging e reset del CellLog:
Di seguito la spiegazione del funzionamento che ho dedotto io dallo schema, inserita anche nella seconda edizione del mio libro “Guida alla costruzione di una batteria al litio per mezzi elettrici”, di imminente pubblicazione:
R1 = R4 = R6 = R7 = 220 ohm
R2 = R5 = 330 ohm
R3 = 4700 ohm
U1 = U2 = optocoupler/fotoaccoppiatore a 2 canali, 5V, 8 pin, uscita a fototransistor di tipo NPN (es. Vishay ILD615, Fairchild MCT61, Isocom ISP827,… )
Figura 127 – Rilevamento accensione
2. Passerà una corrente nel fotodiodo 1-2
3. Si accenderà il fototransistor 7-8
Il “cervello” del CellLog, un microcontrollore ATMEL, è dotato di un piedino di reset, che possiamo controllare tramite il nostro microcontrollore esterno; per farlo, al pin di reset colleghiamo il collettore del fototransistor 5-6 del secondo fotoaccoppiatore (pin 5); controlliamo questo fototransistor tramite il rispettivo fotodiodo 3-4, collegato al pin MCU_CL8.1_RESET del nostro microcontrollore esterno; basterà quindi mettere alto questo pin per mettere in conduzione il fotodiodo e il fototransistor e quindi resettare il CellLog.
Per far partire il logging è necessario premere per 3 secondi il pulsante 2 del CellLog (SW2); possiamo farlo fare al nostro microcontrollore esterno collegando l’interruttore in parallelo a un’uscita del secondo fotoaccoppiatore: quando sull’ingresso ci sarà una tensione di 5V (impostata via software), il fototransistor di uscita entrerà in conduzione chiudendo l’interruttore e avviando così il logging.
Diario elettrico Zem Star 45 – 6 settembre 2014 – doppio log batterie
L’ultimo log di ricarica dà risultanti seccanti: la vecchia batteria LiCoO2 resta praticamente inutilizzata, quindi probabilmente la nuova funziona a 2C o più.
Ho provato a loggare anche coi celllog… ma già cominciano a essere difettosi! Sti cosi non durano niente: ai primi due si è rotto lo schermo, ora uno ha l’USB difettosa e l’altro mostra segni strani sul display, ed entrambi hanno loggato male…
Diario Elettrico Ecojumbo – puntata 2 – 6 agosto 2014 – Log completo batterie al litio
Grafici batteria al litio 20S1P Headway 40152 per percorso completo 8+8 km casa-lavoro-casa, partendo da batteria appena scollegata dal CB:
Prime 8 celle, andata
Celle 9-10, andata:
Celle 1-8, ritorno:
Celle 9-10, ritorno:
Si nota come all’inizio le celle siano in “sovratensione da appena caricate”, cioè a 3,6V invece dei 3,4 a cui poi si stabilizzano, per cui da quel valore scendono rapidamente, mentre a ritorno, quando si sono stabilizzate per 8 ore, la discesa è molto più piatta:
Celle 1-8:
Celle 9-10:
A parte i picchi/valli che sembrano più falsi contatti del logger dovuti alle buche che altro, si vede che la variazine di tensione in 8 km è di appena 30-40 mV.
Una cella sembra un po’ “fiacca”, ma trattandosi di 10 mV non mi preoccupa troppo.
Diario Elettrico Zem Star 45 – 17/10/2013 – Le nuove avventure della Cella 12
I grafici degli ultimi due giorni:
Questa cella è proprio strana, a riposo potrebbe sembrare la migliore, ma dopo alcuni minuti crolla miseramente sotto il peso della vecchiaia e dei maltrattamenti infantili 😉 , e quando arriva sotto i 2,8 mi fa spegnere il BMS definitivamente. Se rimane poco sopra, si spegne solo temporaneamente, ma poi se lascio riposare per qualche secondo la batteria, si riaccende.
Lo so, il bilanciamento di tutte le celle è patetico, non so perchè succeda, io ricarico come sempre tutte le sere e lascio acceso il CB fino alla mattina, anche se le batterie hanno finito di caricarsi.
Un dettaglio del “crollo”:
In compenso le altre celle sembrano tenere molto bene!
Se riesco a sistemare questa 12 potrei ottenere una buona batteria, ma ormai mi sono rimaste solo poche celle di ricambio da provare, forse 3 o 4. E io che speravo che ognuna mi durasse 3 o 4 mesi.. 😦
Se solo riuscissi a capire quale cella di ogni blocco da 6 è fallata… ma dovrei staccare le linguette di tutte e 96 le celle, e provare tutte le celle una per una con uno scaricatore da modellismo che scarica alla massima corrente (5A) per un’ora (sarebbe circa 1C essendo celle da 4Ah): 96 ore di lavoro nette! Come dire 96 giorni!! 😦
Diario Elettrico Zem Star 45 – 11/10/2013 – Ennesima prova con le batterie
Ennesima prova:
Metà sinistra: prova con le celle 12 e 13 di prima; metà destra: ho cambiato la 13. ma lasciato l’altra che avevo cambiato “in blocco” con la 13 la volta scorsa.
Per ora sembra andar bene, vediamo tra qualche giorno.
Per adesso sembra reggere abbastanza; cioè, 3,4 volt su 4,16 dopo 20 km fanno schifo comunque, ma almeno non si spegne la batteria (oggi sono tornato a casa a spinta…)
Diario elettrico Zem Star 45 – 9 ottobre 2013: Maledette batterie!!!
Le riparazioni effettuate finora non hanno dato i risultati sperati: nei primi giorni la batteria 2 è migliorata, ma poi ho dovuto rimetterci le mani: una, due, tre, quattro volte, sempre a cambiare celle, sempre le stesse 3 che non vanno: 13, 15 e 16.
Alla fine la 15 e la 16 le ho sistemate, e non arrivano più a 2,6 volt facendo spegnere la batteria, ma si fermano a 3,4 (ottimo).
Ora però il problema è su 13 e anche 14 12: essendo le ultime della fila e ovviamente attaccate insieme, per risparmiare un p’ di tagli e tagliuzzi le ho cambiate insieme… così ora sto peggio di prima! Prima la 13 arrivava a 2,8… ora arriva a 2,6 e mi fa spegnere la batteria!
Ma solo dopo 10 km, perchè i primi 10 km che faccio la mattina va come una scheggia… anche se dipende dalle giornate, cioè non so da quali parametri aleatori: a volte non suona la riserva fino all’ufficio, a volte suona a metà strada… Un gran casino.
Siccome non mi sembrava che le celle della batteria 1 “donatrice” fossero così disastrate da non funzionarne ben CINQUE che ho provato, mi è venuto un gran brutto dubbio: sarà mica che rovino io le celle nel trapianto??? Può essere che nel saldarle a stagno le scaldi troppo e si rovinino?? 😦 Ma d’altra parte se non le scaldo abbastanza, vengono saldature fredde, e alla prima buca mi si staccano i fili!! E’ un bel casino.
Sto quindi riprendendo in considerazione le opzioni che pensavo di poter rimandare a dopo l’inverno: comprare una delle nuove batterie LiFePO4 della EcoItalMotor, e semmai usarla sul Lepton invece che sullo Zem. Non mi ero reso conto, nelle prove precedenti, che se metto le batterie in verticale (ma sdraiate) nel Lepton, ci entrano comodamente, e che potrei usare i buchi già presenti nella plastica, in precedenza usati per fissare il copri-batterie, per fissarci delle sbarre di alluminio a chiave, per mantenere in sede le batterie quando lo scooter resta parcheggiato in giro; messe in verticale, infatti, non permettono la chiusura del vano della pedana, ma comunque non tolgono granchè allo scooter perchè, anche con le batterie originali al piombo, la pedana non è utilizzabile per appoggiarci niente, visto che le batterie sporgono di 15 centimetri sopra la pedana! Le mie sporgerebbero di 20, ma chi se ne importa.
Dovrò però anche impermeabilizzarle, perchè quelle dei vecchi Zem erano dotate di fori di ventilazione, immagino per motivi di sicurezza (tutte le celle al litio in commercio hanno sfiati di sicurezza); il che vuol dire che dovrà essere una impermeabilizazione “soft”, che non renda possibili sovrapressioni pericolose (leggasi: usare FOGLI di plastica leggera invece che PIASTRE o SCATOLE di plastica).
Forse dovrei anche ricoprirle di vetroresina in modo che il tutto sia un po’ meno indecente a vedersi… però l’ultima volta che ho fatto un lavoro in vetroresina sullo Zem è venuta una porcata, quindi dovrò studiare un po’ meglio la procedura.
Oppure potrei chiedere alla EcoItalMotor se magari me le rimediano già da 48V invece che da 60.
O, come ultima possibilità, ne compro una da 60V/24Ah, la sventro, ci collego il BMS che già ho e diventa da 48V/30 Ah. Tanto ho visto che sono celle da 10C.
Diario elettrico Zem Star 45 – 9/9/2013 – problemi di bilanciamento
Ho deciso di cambiare per la terza volta la cella 16 della batteria2, visto che dai grafici risultava ancora moscia insieme alla 15; la 15 ancora non l’ho ri-cambiata, ma intanto, finalmente, ecco un grafico positivo per la 16!
Ora, però, si è presentato un altro problema: la cella che ho messo al posto della 16 è quasi completamente cariche, mentre le altre erano cariche a metà…. solo che non riescono a caricarsi! Sembra che il BMS, vedendo la cella stracarica, impedisca il caricamento delle altre celle!!
Solo usando un po’ la batteria in modo che si scarichi la cella, allora si riesce a ricaricare un po’… ma appena la cella è carica, la ricarica si ferma,… e dal log risulta che non viene effettuato nessun bilanciamento!! (la nuova-16 è la linea più in alto):
So che esistono decine di tipi diversi di BMS… ma pensavo che questo bilanciasse a fine carica… invece no?!? E quando bilancia, mentre uso le batterie?!?Cmq adesso cambierò anche la cella 15, le scaricherò entrambe “a mano” e vedrò se riesco a ricaricare…
Diario elettrico Zem Star 45 – diagnosi finale batteria 2
Oggi sono riuscito a fare 41 chilometri di GPS (che sarebbero circa 48 di contachilometri… se funzionasse ancora)!
E all’arrivo le batterie risultavano cariche a metà! Solo che la batteria 2 non ce la faceva pià negli “affondi”, e mi piantava, lasciandomi con la sola batteria 3.
Comunque ho approfittato per fare un esauriente grafico della batteria 2, con successiva diagnosi:
La diagnosi quindi è: batteria 2 in fin di vita, urge trapianto celle 15 e 16!
La 13 sta ancora sopra i 3 volt e può ancora aspettare.
Mi chiedo se, una volta rimessa a nuovo per bene la batteria 2, riuscirò a raggiungere di nuovo una 70ina di chilometri di autonomia, allo stato attuale mi sembra probabile!
Ora devo solo decidere se fare il trapianto prima o dopo l’inverno: dopotutto, ad andare e tornare da lavoro con giretti aggiuntivi ci riesco comodamente, perchè affaticare inutilmente le celle di ricambio della batteria 1?
Oltretutto, dopo 3-4 mesi senza uso e ricarica, erano ancora quasi tutte sopra i 4,0 volt! (massima carica = 4,15)
Diario elettrico Zem Star 45 – 31/7/2013: C’è di nuovo gusto a gironzolare elettricamente!
Gli ultimi tre mesi in scooter sono stati un pianto: dovevo scegliere solo percorsi pianeggianti, andare piano, e comunque rassegnarmi a tornare a casa quasi a spinta, perchè la batteria 2 si spegneva in caso di eccessivo sforzo, quindi di fatto viaggiavo solo con la batteria 3, completamente in riserva per tutto il viaggio di ritorno. L’ultimo mese ho proprio dovuto rinunciare allo scooter e andare in giro in auto, perchè il ritorno a casa non era più garantito.
Ma dopo il “trapianto di organi” dalla batteria 1 alla batteria 2, sto assistendo a una specie di rinascita! Ora non solo arrivo tranquillamente a casa senza che la riserva abbia mai suonato in 20 km di strada mista salite/discese/pianure… ma posso anche permettermi di gironzolare lungo il tragitto, andando 5 km di là, altri 10 km di là… e l’ago del voltmetro di bordo non scende mai sotto la prima delle 3 tacche! Ma solo sotto sforzo… perchè ad acceleratore chiuso sta appena a un millimetro o due sotto il valore massimo!
E arrivato a casa dopo 35 km di gironzolamento, sta appena a metà della prima tacca!
Eppure è strano… perchè il grafico di mezza batteria (8 celle) è un vero schifo!!
Interessante anche quanto si “ricaricano” le batterie da sole durante le soste!
Saranno i 35°C a rigenerarle? 😉
Sicuramente contribuiscono a migliorarne le prestazioni in marcia! Chissà quest’inverno…
Ma quest’inverno potrò comunque sostituire le 3 celle morenti con altre più prestanti.
Ho calcolato che ogni nuovo caricabatterie che compro mi costa 600 km in più da fare… e ne ho già comprati 3; più il motore inutile (350,00) e la batteria seminuova senza garanzia (300,00) . Ogni euro sono 10 km da fare senza benzina…
Diciamo che lo scooter deve sopravvivere fino a maggio 2015 per ripagarsi… 🙂
Diario elettrico Zem Star 45 – 28/7/2013 – La resurrezione della batteria
Diversi mesi fa una batteria mi ha completamente abbandonato: benchè risultasse sempre quasi carica, una volta sullo scooter restava “accesa” per pochi secondi, per poi spegnersi al minimo sforzo richiesto.
Cablandola con due CellLog8S sono riuscito a scoprire la causa, riassunta in questo grafico della tensione di cella in fase di ricarica:
Sapendo che la tensione minima ammessa di batteria scarica per una cella li-ion è di 3,0 volt, risulta evidente il disastro: le righe in altro rappresentano le celle a posto, la riga in basso rappresenta la cella 16: irrimediabilmente rovinata! Durante la ricarica ha preso un po’ di tensione, ma poi è crollata.
Così ho deciso di cambiarla per vedere se riesco a rivitalizzare un po’ la batteria: visto che l’altra batteria risulta avere 14 celle su 16 apparentemente in ottime condizioni anche sotto carico, ho tolto una cella da quella (in realtà un blocco di 6 celle in parallelo) e l’ho piazzato, con non poca fatica, in quella che chiamo “batteria 2”, quella morta.
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