Dauerhafte Stromversorgung für Arduino

[Bernhard667]

Hallo,
die wichtigsten Sachen wurden ja schon gesagt.
Ermitteln wieviel Strom benötigt wird
Dazu konsequent Strom sparen. Stromspar Modi benutzen. Ich kenne das Arduino Zeug nicht. Es wird hier auch nicht genannt, welcher verwendet wird. Mein Vorurteil sagt mir, das da Strom verschwendet wird:
USB Anschluß, Spannungsregler, Controller läuft immer auf Volllast. Wenn ich hier zu skeptisch bin, bitte korrigieren.

Ich für mich würde vermutlich machen:
Mega 328 bare metal
Den Lipo mittels Max1811 laden lassen von Solar, wenn Sonne da ist
Spannung aus Lipo mittels ZLDO330 auf 3.3V regeln. Der hat sehr niedrigen Eigenverbrauch und auch einen Shutdown Eingang. Wenn also die Lipo Spannung zu weit sinkt, kann sich die Schaltung selbst komplett abschalten. Das ist besser, als den Lipo tot zu lutschen.
Ich nehme an, der Ruhebedarf kann <1mA werden. Mit einem 1000mAh Lipo kann man da lange überbrücken bis die Sonne wieder scheint.

Gruß
Bernhard

[Bongo_1st]

Mein Arsenal an Bauteilen ist leider Begrenzt.
Ich denke, dass ich den LiPo vorerst weglassen werde und einen NiMh-Akku nehme.
Leider habe ich die Falsche Solarzelle organisiert. Die erworbene hat 6 Volt (bis 6.5 V) sowie eine Leistung von 520mA.
Die 5 Zellen Akkus leider nur eine Kapazität von 1'300 bis 2'000 mA. Da ich ohne Abschaltautomatik arbeiten möchte, muss eine 200mA Zelle her...
Oder seht Ihr das anders?

Bezüglich der Schaltung habe ich mir ebenfalls Gedanken gemacht.

(meine erster Schaltplan)

Könnte dies so funktionieren?

[theborg]

Ja das sieht doch schon mal gut aus allerdings würde ich bei den Modulen nicht GND schalten sondern VDD sonst kann es Probleme geben und auch strom verbraucht werden über die Datenleitungen, später wen du lipo/liio nutzen möchtest macht ein Regler sinn der auch kleine Spannungen auf 5v bekommt da gibt es einige von maxim die ab 0,7v arbeiten, da die zellen meist nur bei idealen Bedingungen auf die Nennspannungen kommen, desweiteren brauchst du min das doppelte an Strom den du verbrauchst von der Solarzelle und die Batterie solte mehr als 48h die Schaltung betreiben können fals die ertragreichen tage ausbleiben.

[nikolaus10]

....
Leider habe ich die Falsche Solarzelle organisiert. Die erworbene hat 6 Volt (bis 6.5 V) sowie eine Leistung von 520mA.
Die 5 Zellen Akkus leider nur eine Kapazität von 1'300 bis 2'000 mA. Da ich ohne Abschaltautomatik arbeiten möchte, muss eine 200mA Zelle her...
Oder seht Ihr das anders?...................

Das habe ich nicht ganz verstanden.
Accus haben meistens ma/h.
Von 1.300 bis 2.000 ma/h ist auch ein weiter Bereich ?
Wie kommst du auf 200mA ?
Die Angaben fuer Solarzellen sind max Werte bei idealen Bedingungen, also kann die Solarzelle fuer deine Anwendung nicht gross genug sein.
(Ueberspannung nicht vergessen)


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[Bernhard667]

Hallo nikolaus10,
sag bitte nicht mA/h, das gibts nicht. Die Einheit ist physikalisch falsch.
Auch Bongo_1st schreibt bei Kapazitätsangaben mA. Ist auch falsch.
Kapazität für Akkus bemisst man in Strom * Zeit [mAh]

Das ist jetzt keine Korinthenkackerei. Die Einheit sagt bereits, worum es geht. Eine falsche schadet dem Verständnis.

Gruß
Bernhard

[Bongo_1st]

Hätte ich wissen müssen mit den mAh, Sorry.
Ich denke, dass das mA/h nur zur Verdeutlichung war.

Also weiter im Text:
Im Layout ist mir aufgefallen, dass ich den 500 Ohm Widerstand zwischen dem Arduino Pin und dem Transistor vergessen habe.

Bezüglich der Leistung des Solarpanels hatte ich folgende Überlegung:
Da keine Abschaltung vorhanden ist, müssen die Akkus soviel ich weiss mit 1/10 der Kapazität geladen werden, so dass sie nicht überladen werden.
Davon ausgehend, dass ich einen Akku mit 1'300 mAh verwende und jenen an einem Sommertag lade, würde ja folgende Laderechnung erfolgen:
1'300 mAh / 500 mA * 1.4 = 3 h und 40 min bis der Akku voll geladen ist.

Davon ausgehend, dass nicht die gesamte Leistung zur Verfügung steht, denke ich denn noch, dass es am 2. oder 3. Tag zu einer Überladung kommen könnte.

Ich werde mich nochmals melden, sobald ich den Stromverbrauch gemessen habe.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Bezüglich der Leistung des Solarpanels hatte ich folgende Überlegung:
Da keine Abschaltung vorhanden ist, müssen die Akkus soviel ich weiss mit 1/10 der Kapazität geladen werden, so dass sie nicht überladen werden.
Davon ausgehend, dass ich einen Akku mit 1'300 mAh verwende und jenen an einem Sommertag lade, würde ja folgende Laderechnung erfolgen:
1'300 mAh / 500 mA * 1.4 = 3 h und 40 min bis der Akku voll geladen ist.

Hallo, du verwechselst da ein paar Dinge:
1. Der maximal erlaubte Ladestrom: Wird dieser Überschritten, wird der Akku vor allem Heiss und nimmt deshalb Schaden.
2. Weiteres Laden, wenn der Akku schon voll ist, auch hier nimmt der Akku Schaden, auch wenn er mit 1/10C geladen wird.
3. Es gibt einen Dauerladestrom, meist im Bereich von 1/50C, bei welchem der Akku keinen Schaden nimmt.


Die 500mA erreicht das Modul nur bei idealen Bedingungen, also Sonnenhöchststand, klarer Himmel, optimal ausgerichtetes Modul. Eine Stunde später ist der Strom schon wieder kleiner. So in etwas entspricht die Modulleistung, über den Tag, einer Sinushalbwelle, mit der Spitze bei senkrechtem Sonnenstand.

MfG Peter(TOO)

[PICture]

3. Es gibt einen Dauerladestrom, meist im Bereich von 1/50C, bei welchem der Akku keinen Schaden nimmt.

Bei schnelladefähigen Ni-MH Akkus kann man unschädlich in die Wärme gewandelnden Dauerladestrom sogar auf 1/20 C vergrößern. Darüber entscheidet immer die Akkutemperatur. Sie schadet, wenn zu hoch ist.

[Bongo_1st]

Leider habe ich noch nicht sämtliche Teile erhalten, dennoch habe ich eine Annäherungswert.
Nicht verbaut ist der Hygrometer für die Erde und die Transistoren.
Anstelle der Transistoren habe ich zwei blaue LED geschaltet.
das RF-Modul ist bereits angeschlossen.

Folgendes hat der Multimeter ausgegeben:
Spannung am Akku 6.85 Volt
Verbrauch Standby 8 sec. 13 mA
Verbrauch Messung und Sendung 2 sec. 31 mA

Ist es korrekt, dass der durchschnittliche verbrauch etwa bei 17 mA liegt?

Noch verbaut ist ein Arduino Nano mit 16 Mhz und 5V, mit LED für Power-Anzeige.
Folgen wird ein Arduino mini mit 8 Mhz und 5V, ohne LED für Power-Anzeige.
So sollte noch einmal eine kleine Einsparung möglich sein.


Bezüglich Akku Ladung:
Kann ich um die Leistung der Solarzelle zu messen ebenfalls den Multimeter zwischen + und - dem Modul anhängen?
Wie seht Ihr das: kann ich es wagen den NiMh 5nellen und 1'300 mAh mit der Solarzelle von 6.5 V und 520 mA zu laden ohne Abschaltautomatik?
Oder bringt die Zelle allenfalls wirklich zu wenig Leistung?

[PICture]

Verbrauch Standby 8 sec. 13 mA
Verbrauch Messung und Sendung 2 sec. 31 mA

Ist es korrekt, dass der durchschnittliche verbrauch etwa bei 17 mA liegt?

Ja, genau 16,6 mA.

Beim Akkuladen musst du alles genau messen. Wenn die Solarzelle Leerlaufspannung Uo = 6,5 V und Kurzschlußsstrom Io = 520 mA hat, dann wird der Ni-MH Akku aus 5 Zellen (5 x 1,5 V = 7,5 V) nie vollgeladen, weil die Spannung belasteter Solarzelle dafür zu niedrig wird ._.