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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Elektrozentrale Wohnwagen


Autor: Frank (Gast)
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Für meinen Wohnwagen möchte ich die Elektrozentrale selbst bauen.
Eine Elektrozentrale kümmert sich prinzipiell um die Batterie und die 
daran angeschlossenen Geräte.
Können sollte die Schaltung folgendes:
Wenn 230V am Wohnwagen angeschlossen ist (überprüfen!) soll der 
Kühlschrank auf 230V umgestellt werden. Dazu hat dieser einen 
Schaltkontakt.
Zusätzlich soll jetzt (je nach Bedarf natürlich) 1-2 angeschlossene 
Blei-Gel Batterien mit 45-100Ah geladen werden.
Allzu leistungsstark muss der Lader nicht sein, 3-5A reichen locker aus.
Wichtig wäre aber eine möglichst geringe Abwärme und Größe der 
Ladeschaltung da es Platzprobleme im Staukasten gibt.

Steht keine 230V Versorgung zur Verfügung, geschieht die Versorgung 
durch die Batterien. Der Kühlschrank muss auf 12V umgeschaltet werden.
Der Elektroblock soll sich auch um die Überwachung kümmern und bei 
Tiefentladung oder im Fehlerfall die Batterien trennen.

Als nächstes sollen Solarpanele aufs Dach. Ist es möglich den 
Solarregler selbst zu bauen? Wieviel bringt MPP bzw. die als 
"PWM-Ladung" bezeichnete Technik?

Sehr komfortabel wäre es, wenn der Elektroblock den Startvorgang des 
Autos detektieren würde und bei ausgefahrener Trittstufe und 
eingeschalteter Heizung einen Warnton abgeben würde. Dazu müsste das 
Teil aber entweder mit dem Auto kommunizieren oder ganz simpel die 
Heizung selbst abschalten.

Zusätzlich wäre ein nettes Anzeigepanel nützlich, welches den aktuellen 
Lade - bzw. Entladestrom anzeigt.
Zusätzlich ein paar Temperatursensoren und Füllstandsanzeigen könnten 
dann noch hinzukommen.


Also ich hätte konkret folgende Fragen:
Wie baue ich einen robusten Akkulader für Bleigel-Akkus incl. 
Überwachung? Die Schaltung soll für einen großen Temperaturbereich 
geeignet sein.

Wie kann ich die Leistungsufnahme der Schaltung selbst vermindern?
Strom ist im Wohnwagen sehr kostbar.

Wie kann ich sinnvoll die aktuell fließenden Ströme messen?
Gibt es eine zuverlässige Anzeige für die Batteriekapazität?

Wie sinnvoll sind die zahlreichen "Auffrischungsschaltungen" für 
Bleiakkus? Braucht man die wirklich oder gehören die in die 
Esoterikecke?

Welchen Microcontroller würdet ihr Empfehlen?
Ich habe bislang nur PC-Programmiererfahrung und einige Schaltungen ohne 
µcs selbst gebaut und auch im Auto und Wohnwagen im Einsatz.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Also über Stromverbracuh würd ich mir erstmal keine Sorgen machen, das 
ist im Vergleich zu nem Kühlschrank oder anderen Verbrauchern sogut wie 
nix.
Ich würde da klein anfangen und mich Stück für Stück hocharbeiten.
Erkennunf für 230V würde ich über einen Trafo machen, die gibt es in 
2x2cm größe und du hast gleich ne Galvanische Trennung.
Fang doch damit an, das sit nicht so kompliziert, eine Mega48 ein 
Minitrafo und zwei Optokopler CYN11 z.B. sollten reichen um fürs erste 
mal den Kühlschrank umzuschalten + 2 LEDs für die anzeige ob 12V oder 
230V genuzt wird.

Strommessen kannst du z.B. über den Spannungsabfall im Kabel un einem 
OPamp als Verstärker.

Solarregler + Lader für die Batterie würd ich mir aber doch vieleicht 
was fertiges holen, man kann das ja ohne Probleme dann gerne noch 
erweitern, aber wenn du da was falsch machst und dir geht was kaputt 
oder du stehst im dunkeln da ärgert man sich mehr als die 5€ wert sind 
die man effektiv sparen kann.

Startvorgang detektieren wird etwas schwierig, vieleicht über den 
Stecker der das Licht etc. versorgt? "Feedback" zum Auto würde ich dann 
über ein Funkmodul lösen.

Autor: Frank (Gast)
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Als allererstes würde ich ein Ladegerät brauchen und bei der Geschichte 
gehts auch (wie beim ganzen Wohnwagen!) mehr ums möglichst viel 
selbermachen.
Nur vom Schaltnetzteil würde ich aus Sicherheitsgründen eher die Finger 
lassen und mich auf den niederspannungsteil konzentrieren.
Die Spannungserkennung mache ich wohl mit einem Wechselstromrelais.
Der Stromverbracuh ist nicht ganz nebensächlich, da das Teil eigentlich 
dauernd läuft. Vor allem die Sensoren sollen daher auch optimiert sein. 
Den Spannungsabfall über den Kabel messen kling erstmal sehr gut, da 
kann ich mir den Shunt sparen.

Autor: avion23 (Gast)
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Hallo Frank,
ich würde dir auch raten mit dem Ladegerät an zu fangen.

Du brauchst ein Schaltnetzteil, linear würde zuviel Abwärme erzeugen. 
Von den 230V würde ich wenn möglich die Finger lassen sondern etwas 
fertiges wählen was auf < 48V wandelt. Von dort aus auf < 14,8V mit 
beschränktem Strom wandeln. Das könntest du sogar deinen mikrocontroller 
nebenher erledigen lassen. Die Spannung ist abhängig von der Ladephase 
und Temperatur. Je höher die Temperatur, destso niedriger die Spannung. 
Also im mikrocontroller auch die temperatur messen. 
http://www.batteryuniversity.com ist die Referenz, dort findest du auch 
den Temperaturkoeffizienten für bleigelakkus.

Ach ja, ein Trick für den step-down wandler: Nimm einen n-fet + treiber. 
Dann schaltest du nicht deine <48V durch, sondern GND. D.h. es gibt 
keine gemeinsame Masse, sondern ein gemeinsames Vcc. Dann brauchst du 
keinen highside treiber oder p-fets. Du darfst dann aber nicht die <48V 
vom Schaltnetzteil an die Karosserie klemmen :P

Unterspannungsabschaltung kannst du auch an dieser Stelle machen. 
Einfach einen nfet ausschalten, wenn die Spannung zu niedrig ist. Eine 
Überstromabschaltung kannst du auch implementieren in dem du den 
Spannungsabfall am R_DS_on des nfets misst. Am besten mit dem 
comparator.

Und noch etwas: Pass auf beim 7805! Dieser Linearregler braucht 3-5mA 
wenn dein mikrocontroller idle ist! Eine langsame, schleichende 
Entladung schadet Bleiakkus sehr. Umgehen kannst du das mit effizienten 
Linearreglern oder mit einem li-ion akku als puffer.

Auffrischungsschaltungen... Ich habe mal eine gebastelt. Die hat aber 
10mA gebraucht und ist damit für die Tonne. Prinzip: Strom wird 
entnommen und zwischengespeichert. Dann wird über eine Spule eine hohe 
Spannung induziert und diese in den Akku zurückgespeist. Dadurch soll 
die Sulfatierung verlangsamt werden weil auch immer wieder etwas geladen 
wird. Ob es etwas bringt musst du selber herausfinden. Du erzeugst aber 
in jedem Fall Störungen. Lager das aber besser in ein anderes Projekt 
aus.

Versuch übrigens nicht zu viel in einem Zug zu machen. Du kannst die 
Teile schön getrennt machen. Z.B. Ladegerät, Anzeige, 
Wohnwagenüberwachung, MPPT und was noch hinzukommt. Wenn du zuviel in 
einem machst hast du mehr Fehlerquellen und nie etwas fertig.

Als mikrocontroller würde ich kleine atmels empfehlen, so à la atmega32, 
atmega16, attiny26, attiny48. Bei reichelt kosten die fast nichts.

Autor: Toll (Gast)
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100Ah / 5mA = 20 000h
D.h. der Stromverbrauch der Schaltung ist zu vernachlässigen.
Viel wichtiger ist, das der Laderegler effizient ist (damit er kühl 
bleibt) und in angemessener Zeit den Akku laden kann.

Was gut ist, den Kühlschrank bei Netzbetrieb auf 5°C herunterzukühlen 
und bei Batteriebetrieb bis 10°C warm werden lassen. Somit speicherst du 
die Kälte im Kühlschrank, was viel billiger ist, als sie in schweren 
teuren Batterien zu speichern.

Autor: Frank (Gast)
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Natürlich muss vor allem der Laderegler effizient sein.
Aber leider darf man bei Bleiakkus eben nicht so rechnen. Geringe 
Dauerentladungen mögen die nicht besonders, vor allem die speziellen 
Solarbatterien (habe ich mal gehört...)
Und es geht ja auch um den Stromverbrauch der gesamten Einheit incl. 
Sensoren (v.a. Shunts)
Aber natürlich ist das Thema eher eine Liebhabergeschichte, aber nachdem 
der Rest des Anhängers auch schon vor Fanatismus strotzt, darf es hier 
auch ordentlich sein :-)

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