150W Multiple Output DC UPS System

Abstract

A Direct Current Uninterruptible Power Supply system is a special version of UPS providing a regulated DC output to power typical low/medium-power DC devices.

The DC UPS described in this article is using a lithium battery pack as backup energy storage and is powered by a 150W 24V DC switching power supply. It provides regulated DC outputs for 5V, 12V and 19V devices.

The backup battery pack is composed by five lithium iron phosphate (LiFePo4) batteries connected in series providing a nominal voltage of 16V (3.2V x 5). The battery model adopted in this project has 32700 form factor (32mm diameter x 70mm height) rated for 7ah capacity. As a consequence, the global power capacity (see ref. [1]) of the battery pack is 112Wh. This is about 15% than a traditional AC UPS in the same range of output power equipped with a typical 12v/7ah lead acid battery corresponding to 96Wh. Furthermore, the power density of lithium batteries is increasing over the time and you can easily find same form factor batteries rated for 12800mah that in the same configuration would be able to provide the outstanding power of 204Wh!

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WiFi Programmable Thermostat

 

Introduction

The goal of this project was enabling smart management of my home comfort from anywhere. This is monitoring or adjusting heating temperatures via computer, smartphone or tablet, so being able to check the heating status, change target temperature or the daily and weekly programming using a user-friendly interface. A secondary, but equally important goal of the project was the thermostat exterior design and the solution engineering. I wanted the electronic circuit to fit the size of a masonry wall box and the human interface (display and commands) to fit the shape and the size of some civil series. The final result is the following:

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Solar Heating Controller

Si tratta di una soluzione per la gestione integrata di un impianto solare termico e una caldaia per la produzione dell’acqua calda sanitaria. Permette di gestire in modo ottimale il flusso di acqua calda prodotta dai pannelli solari, per limitare o escludere l’intervento della caldaia nei periodi estivi e utilizzare la caldaia per integrare l’effetto dei pannelli solari quando l’irraggiamento solare non è sufficiente a garantire la temperatura minima richiesta per il consumo di acqua sanitaria. E’ composto da un sensore, posizionato in prossimità del pannello solare, che misura la temperatura dell’acqua calda e la trasmette ad una unità centrale localizzata in prossimità della caldaia. L’unità centrale, sulla base della temperatura di scambio configurata dall’utente, decide se deviare il flusso d’acqua calda proveniente dall’accumulo solare direttamente verso le utenze sanitarie oppure farlo passare attraverso la caldaia per integrare l’energia termica e quindi la temperatura dell’acqua al livello desiderato. La deviazione del flusso avviene mediante una valvola di scambio a tre vie che lavora in due posizioni:

  • Posizione di Bypass: quando la temperatura dell’accumulo solare è superiore alla temperatura di scambio, il flusso di acqua calda proveniente dall’accumulo solare “scavalca” la caldaia che rimane inattiva per la produzione di acqua sanitaria.
  • Posizione di Integrazione: quando la temperatura dell’accumulo solare è inferiore alla temperatura di scambio, il flusso di acqua (preriscaldata) proveniente dall’accumulo solare viene fatto viene fatto passare attraverso la caldaia che innalza la temperatura dell’acqua al livello necessario alle esigenze del consumo sanitario.

Il sensore è alimentato da un pannello solare e una batteria tampone e trasmette i dati all’unità centrale su onde radio alla frequenza di 433Mhz.

L’unità centrale comanda la valvola di scambio e decide la direzione del flusso di acqua calda sulla base della temperatura dell’accumulo solare ricevuta dal sensore e la temperatura di scambio impostata.

In aggiunta, l’unità centrale raccoglie informazioni ambientali esterne quali la temperatura e l’umidità e controlla lo stato di riempimento del serbatoio per la raccolta della condensa prodotta dalla caldaia (nel caso di caldaie a condensazione non dotate di scarico libero).

L’unità centrale può essere collegata alla rete WiFi domestica per trasmettere tutte le informazioni di funzionamento dell’impianto sulla rete Internet per il monitoraggio remoto dello stato dell’impianto.

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Low Power Current Sensor

 

In this article we will see how realize a current sensor circuit in a device using Arduino or more in general the ATmega328P CPU. The current sensor will leverage the built-in ADC of ATmega328P and few external components. The current sensor will have a good level of accuracy and low power consumption, making the solution applicable even to battery powered devices. Specifically, I realized this solution to measure the charging and discharging current flowing to and from the backup battery used in the remote sensor which is part of the Solar Thermal Controller project (see ref. [1]). The backup battery is connected to an UPS module to provide continuos power to the the circuit. The UPS module receives input power from a solar cell and provides a 5v regulated power to the output. When the input power is above the load power the backup battery is kept under charge. Charging power is the difference between the available input power and the load power. When the input power is below the load power, the backup battery is used to source the missing power (see Figure 1).

Figure 1. UPS module and backup battery.
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Realizzazione bilancia elettronica con sensore di peso a cella di carico

Introduzione

Le celle di carico sfruttano la proprietà di alcuni materiali che cambiano la propria resistenza elettrica quando sono sottoposti a compressione e trazione che ne determinano la deformazione elastica. Le più comuni celle di carico disponibili in commercio hanno la forma di una barretta metallica indebolita con dei fori praticati nella parte centrale per favorire la deformazione (Figura 1).

Figura 1. Cella di carico

Nel loro utilizzo tipico le celle vengono bloccate ad una estremita e il peso applicato all’estremità opposta. Al centro della barretta, sulle facce superiore ed inferiore rispetto ai fori, sono inseriti degli estensimetri che possono essere assimilati ad elementi resistivi che cambiano le proprie caratteristiche elettriche in funzione del livello di deformazione (estensione o compressione) cui sono sottoposti (Figura 2).

Figura 2. Cella di carico a riposo e sotto carico
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DSA: cosa sono e strumenti di supporto

Tachistoscopio

Si tratta di uno strumento per strutturare e migliorare la capacità, la velocità e la correttezza della lettura. E’ utilizzabile in presenza di dislessia o di altri disturbi che coinvolgono e complicano la capacità di leggere. E’ generalmente impiegato in ambito logopedico nei percorsi riabilitativi per esercitare  e potenziare la capacità di leggere.

Il tachistoscopio espone chi lo usa a stimoli visivi di durata breve e variabile: nel caso dei disturbi che coinvolgono la lettura, si usa per proporre esercizi di visualizzazione di liste di parole, per migliorare il riconoscimento visivo e la lettura veloce e globale della parola come unità, a “colpo d’occhio”, senza ricorrere alla lettura fonologica che procede lettera per lettera.

Lo strumento può essere utilizzato durante le sessioni di logopedia in presenza di uno specialista ma anche in modo autonomo a casa o altro luogo per continuare ad esercitare le proprie capacità di lettura.

Generalmente gli specialisti sono dotati di programmi software che includono questi strumenti tuttavia il loro utilizzo da parte del paziente può richiedere l’acquisto di una licenza software il cui costo può essere significativo. Per questa ragione, ho deciso di sviluppare alcuni di questi strumenti e metterli a disposizione degli utilizzatori (specialisti o pazienti) a titolo gratuito. Di seguito il link al tachistoscopio:

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