Hallo, Ich verwende einen kleinen ATTiny 85 um die Temperatur an einem DS1820 auszulesen. Dieser wird von einer Stützbatterie und einer Solarzelle gespeist. Der ATTiny soll seinen Strom aus der Solarzelle beziehen (das Ding liefert genug Strom, ist etwas größer). Seitens der Controllerseite ist mir alles klar, jedoch suche ich nun nach einer Möglichkeit, die Batterie so wenig wie möglich zu belasten, also den Controller so lange per Solar zu betreiben, wie diese Solarzelle genug Spannung liefert. Sollte die Solarspannung zu gering werden, soll die Batterie weiter Spannung liefern. Hat jemand eine Idee wie man das in einer Schaltung lösen könnte? Für den einfachen Fall würde mir schon eine Umschaltung für die Zustände "Strom auf Solarzelle" und "Kein Strom auf Solarzelle" reichen, Also eine Umschaltung auf Batteriespannung bei abfall der Spannung an der Solarzelle. Schonmal vielen Dank für eure Antworten, Gruß Jonas
Welche Spannung liefert denn die Solarzelle und welche Spannung hat die Batterie?
Klassischer Anwendungsfall für einen Schmitt-Trigger. Ein kleiner OPV mit ein paar Widerständen und evtl einem Trimmer reicht aus. Das Problem sehe ich nur bei der Umschaltung der Spannung. Da dürfen für den MC keine Unterbrüche entstehen! Wenn du schnell genug schaltest (per Transistor), kannst du die Spannung für die Schaltzeit einfach mit einem Elko puffern. Bei Relais wird es schwierig, wenn der Elko nicht utopisch gross sein soll. Du könntest auch mit einem ADC-Kanal (falls einer frei ist) die Spannung überwachen und dann umschalten wenn sie zu niedrig wird. Dann sparst du dir ein paar Bauteile. Gruss Stefan
zwischenpuffern mit goldcap, rest dann per adc und zeitschwelle (wegen kurzer schatten etc), kleiner mosfet und zwei schottky dioden reichen dann ja. Klaus.
Hallo, Danke für eure schnellen Antworten :-) Akkupack liefert 4,8V (NiMH), Solarzelle 6V 0,3A. Relais oder sowas ist nicht nötig, sind ja keine "Lasten" zu schalten. Mir kommt es darauf an, dass die Schaltung im Batteriebetrieb nur verschwindend gering Eigenbedarf an Strom hat. Was Bei Solarbetrieb passiert ist schlichtweg egal, die Solarzelle liefert auch bei bewölktem Himmel noch genug. Laden werde ich das Akkupack vom Controller gesteuert - einfach einen transi zwischen Solarzelle und Akku und dann per Impulsverfahren alle paar Sekunden die Zellenspannung abfragen bis die Ladeschlussspannung erreicht ist. Puffern werde ich sowieso, das umschalten kann gut und gerne eine Sekunde beanspruchen ohne das die Kondensatorspannung zu niedrig wird, bin also für alle Vorschläge offen. Hat jemand etwas Literatur zu diesen Schmitt-Triggern? Habe mit sowas noch nie gearbeitet, über einen Link würde ich mich sehr freuen. Gruß Jonas
Hallo, Ja den Wikipedia-Artikel blättere ich auch schon seit zwei stunden durch. Im Prinzip verstehe ich es so, dass ich eine Spannungsgrenze habe, an der der Schmitt-Trigger seinen Zustand verändert. Der Trigger selbst verbraucht (so stand es in einigen Datenblättern) ja nur wenige mikroampere, kann also ununterbrochen aus der Batterie gespeist werden? Dann stelle ich nur noch die Schaltstufe bei 3V ein und dann schaltet er bei unterschreitung der 3V ein. Ich habe mit folgendes gedacht: Man schalte die Solarzelle mit einer Diode dauerhaft auf den Eingang des Mikrocontrollers, wenn nix kommt passiert auch nix. Und dann parallel noch einen Schmitt-Trigger, welcher bei unterschreiten der 3V an der Solarzelle über einen Transistor die Batteriespannung auf den Eingang des MC gibt. Der MC-Eingang ist natürlich über einen GoldCap gepuffert. Wäre das so zu realisieren? Wenn ja, könnte mir jemand einen Schmitt-Trigger nennen, den ich bei Reichelt bekomme, der ab 3V läuft und mir auch noch einen Tipp für die Beschaltung geben? Der eine Eingang des Triggers bekommt dann ja, so verstehe ich das, die 3V über einen Spannungsteiler (oder eine Z-Diode?) und der andere liegt an der Solarzelle. Bei Spannungsabfall schaltet der Trigger mit seinem Ausgang einen Transi durch welcher den MC mit batteriespannung weiter versorgt. Würde mich über Antworten sehr freuen gruß Jonas
warum nicht beide Spannungsquellen mittels Dioden auf die Schaltung loslassen. Wenn die Solarzelle die höhere Spannung hat, wird sie schon den Strom liefern. Die ganze Umschalterei wird nur Probleme machen und weitere Leistung verbraten. Axel
Je nach Größe des Akkus kannst du die Solarzelle auch direkt per Diode auf die Batterie geben. µC dann direkt an den Akku. Eine Überladung mit C/20 ist absolut unkritisch, mit C/10 auch nicht so wild. Ob geladen wird kannst du dann mit zwei ADC-Pins herausfinden, die per Spannunsteiler die Spannung von Solarzelle un Akkupack messen.
Wie meine Vorredner schon sagten ist das auch eine gute Möglichkeit. Das funktioniert dann wie im Auto mit Akku und Lichtmaschine (/Alternator) Solange die Solarzelle Strom liefert, wird der Akku geladen bis er voll ist. Danach wird der Strom soweit zurückgenommen, das der Akku sich durch die Last nicht entlädt. Wenn die Solarzelle keine Spannung liefert, werden die Verbraucher direkt aus dem Akku versorgt. Du müsstest also so etwas wie einen Laderegler bauen. per ADC-Kanal die Akkuspannung und die Solarzellenspannung überwachen. Die Akkuspannung darf, solange die Solarzelle was liefert, nicht abfallen, muss also der Ladeendspannung entsprechen. Zum Thema Schmitt-Trigger bzw. generell OPV's habe ich aus meiner Lehre eine sehr gute Unterlage. Da ist alles sehr schön Erklärt! Ich habe sie mal in den Anhang gepackt. Ist leider gedreht, stört mich persönlich aber nicht^^ Der Schmitt-Trigger besteht im Wesentlichen aus dem OPV und 2 Widerständen. Ein Widerstand (R1) vom Ausgang an den positiven Eingang. Ein zweiter Widerstand (R2) vom positiven Eingang des OPV zu der Spannung die du Überwachen willst. Am anderen OPV-Eingang einfach ein Trimmer als Spannungsteiler. Dort kannst du dann die Schaltspannung einstellen. Das Verhältniss von R1 zu R2 bestimmt die Hysterese. Je hochomiger R1 ist (in Bezug auf R2), je kleiner wird die Hysterese. Gruss Stefan
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Hallo, @Stefan: genau das habe ich gesucht - habe ich mir erstmal ausgedruckt :-) Also könnte ich es im Prinzip so lösen, dass die Solarzelle dauerhaft mit einer Diode am VCC des Mikrocontrollers liegt und dann mit einem ADC Pin die Spannung messe? Wenn die Spannung zu niedrig wird, über einen Transistor die Spannung des Akkupacks zusätzlich anlegen. ADC Abgriff natürlich vor der Diode für eine Korrekte Spannung der Solarzelle. Das Laden des Akkupacks lasse ich hier einfach mal aussen vor, die Schaltung steht schon ;-) Ich habe meinen Schaltungsaufbau einfach mal als bmp angehängt - so habe ich mir das gedacht. Klappt das so?
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hallo, bei solchen kleinen solargeschichten lohnt es kaum irgenwas umzuschalten. glaub mir. im anhang die meines erachtens beste lösung. gruss klaus
Hallo, klingt doch sehr interessant. Die 5,6V brauche ich als Ladespannung? Ich dachte es reichen auch 5V? Wenn die Solarzelle mit 300mA in mein Akkupack reinhaut, habe ich Angst dass der Ladestrom zu hoch sein wird ( ~ C/5 ). Habt ihr Erfahrungen damit, auch in Bezug auf Überladung bei diesen Ladeströmen? Also mein ATTimy verträgt 2,7-5,5V. Reicht es dann also eine 3V Z-Diode in Reihe zu schalten? Ich denke dann kann er auch die vier Zellen im Pack bis 0,75V leer ziehen, falls es mal lange dunkel bleibt. Gruß Jonas
Ups, fehler selbst erkannt. Klaus meinte den Spannungsabfall über der Z-Diode. Aber wie sieht es aus wenn da 5,6V dem Akkupack einheizen und es überladen wird? Könnte man den Ladestrom nicht mit einer Drosselspule begrenzen?
ja ... was ist denn das jetzt mal für ein akkupack ? nu sag doch mal gruss klaus p.s. wenn du was von 4,8 volt akkupack erzählst, gehe ich zwangsläufig davon aus, dass es 4 stck nicad oder nimh sind. also veranschlage ich schonmal mindestens 1,m35 volt je zelle ..... ... das wären dann schonmal 5,4 volt. .. gleichzeitig erwähnst du eine solarzelle mit 6 volt ... wobei annehme, dass das der betriebswert und nicht die leerlaufspannung ist. zudem verlieren wir beim laden durch die antiretourdiode auch noch so 0,2 bis 0,3 volt. z-dioden gibt es ja nur in gewissen spannungen. etwas so um die 5,7volt halte ich aber da ganz angebracht, da sich das mit der stromproduktion der solarzelle und den akkus ganz gut einpendeln wird. evt. macht es sinn sich eine einstellbare powerzener zu bauen (schaltplan kann ich dir geben) damit bei abklemmen des akku die zenerdiode und anschliessend der rest gegrillt wird. gruss
Hallo Klaus, Es ist ein eingeschweißtes Pack von vier NiMH und 1100mAh. Solarzelle liefert im Leerlauf bis zu 11 Volt. Dauerstrom kann sie 300mA bei 6V. Ich denke das Akkupack liefert auch ein wenig mehr, wie du schon sagtest. Denkst du / Denkt ihr eine normale 1,2W Zener hält der Belastung stand? Der Schaltplan für eine Powerzener würde mich doch sehr interessieren. Danke schonmal. Gruß Jonas
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hallo, besser als die genannte zenerdiode ist tatsächlich die powerzener-schaltun. da ist man dann auf der sicheren seite und zudem ist die zenerspannung genau einstellbar. anbei die empfohlene schaltung. gruss klaus
Hallo, Erstmal danke für den Schaltplan, diesen werde ich so übernehmen :-) Aber ich bin auf ein anderes Problem gestoßen: Der DS1820 hat nur einen Toleranzbereich von 4,5-5,5V Das bedeutet, ich muss noch einen Step-Up Regler nachschalten muss. Kann mir jemand eine einfache Schaltung empfehlen, dessen Teile ich alle bei Reichelt bekomme? Ich bin mir unsicher, da ich ja einen großen Spannungsbereich habe, also eine Eingangsspannung am Step-Up Regler von 3,5-5,5V schwanken kann. Ich benötige aber meine 5V +-0,5V. Ein Starkes Ripple wird dem ATTiny recht egal sein, ich denke für den DS1820 sollte aber eine glatte Spannung, zumindest von Kondensatoren geglättet anliegen, damit die 1-Wire Übertragung vernünftig funktioniert. Danke schonmal für Tipps Gruß Jonas
das hat ja lange in dir geköchelt, bis du mal dazu sagst. zur beantwortung deiner neuen frage zitiere ich nochmal meinen eigenen post vom 18.7. wenn du die powerzener auf ladeschlusspannung (oder etwas darunter) einstellst hast du eine maximalspannung am akku von etwa 5,4 volt. deine minimalspannung ist kurz untehalb von 4.8V eigentlich passt das ja zu deinem modul. wenn du auf nummer "Sicher" gehen willst, knallst du halt noch eine schottkydiode zwischen laderegler und schaltung und reduzierst damit den spannungsbereich um jeweils 0,2 bis 0,35 volt. deine idee mit dem spannungsregler ist eher kontraproduktiv, da diese regler einen eigenstromverbrauch haben. (je nach typ einige milliampere). gruss klaus ps. hab gerade mal das datenblatt gelesen. dein DS1820 kann sowieso in weitem spannungsbereich aebeiten und ich sah keinen hinweis darauf, dass die messwerte eine abhängigkeit von der versorgung haben. also mach einfach die schottky an den ausgang , dahinter noch nen 100nF und nen 10 bis 100 uF und gut ist.
Hallo, Danke du hast recht. Der Sensor kann ja sogar bis 3V runter - ich hatte 4,5V im Kopf :-) Dann passt es natürlich mit der Versorgung. Ich baue die Schaltung mal auf und teste, ob das Akkupack die Dunkelphasen der Solarzelle überbrücken kann. Aber ich denke, selbst wenn die gesamte Schaltung 60mA zieht sollte es für die Dunkelphasen reichen. Tut sie nicht, ich weiß, aber ich rechne gerne mit extrembeispielen :-) Danke für deine Hilfe!
Hallo, Ein anderes Problem, auf das ist gestoßen bin: Ich versuche über einen ADC Pin des ATTiny den Ladezustand des Akkupacks zu messen. Leider kann der ja nur bis zur Referenzspannung messen, und mit dessen Erzeugung habe ich ein Problem, da die Referenzspannung ja zugleich meine Eingangsspannung ist. Über einen Spannungsteiler mit 2x50kOhm habe ich schon nachgedacht, da ich dann die interne Referenzspannung nutzen könnte. Problem: Verlustleistung. Hat jemand eine bessere Idee zur Erzeugung einer Referenzspannung? Gruß cmb
Wie reproduzierbar solls denn sein? Wenns eine einmal-Geschichte ist, dann reicht eine Z-Diodenreferenz mit hochohmigem Spannungsteiler (der kann dann ruhig ~1M sein), bei hoher Reproduzierbarkeit und Stabilität solltest du über eine Bandabstandsreferenz nachdenken. Ohne Spannungsteiler geht in beiden Fällen nichts. Zur Zusammenschaltung: Warum kompliziert, wenns auch einfach geht? Akku und Solarzelle über je eine Schottkydiode ranschleifen, dahinter im Notfall noch einen LDO zur Spannungsstabilisierung. Damit bist du immer im grünen Bereich, der Aufwand an Bauelementen ist marginal, Schottkys und LDOs gibts in jedem Krämerladen. Du brauchst 15V reverse-voltage, also kannst du eine 10BQ015 dazu nehmen, die reicht völlig aus.
habe mal Reset-Bausteine gekauft. Die haben 3 Anschlüsse und es gibt solche für viele Spannungen. Der o.Kollektor schaltet ab 0,? Volt nach Masse und öffnet >= der angegebenen Spannung. Braucht sehr wenig Strom. Könnte Dir auch mein Voltmeter verkaufen das hat 2 Eingänge (Hauptbatterie/Nebenbatterie), braucht allerdings 100uA (ohne Anzeige dann weniger), versorgt sich selbst und geht ab ca. 3 Volt. Ist Die Ladespannung höher als XXX, dann schaltet ein Ausgang (zB. für Relais 150mA). Derzeit betreibe ich dieses mit 12 Volt. Eine kleine Programmänderung und es macht 6Volt oder 4Volt, oder so. Würde Dir aber obrige Lösung empfehlen, weil ich für das Ding immer 60,--Euro nehme. Abmessungen ca. 30x40x8mm
ach ja, mein TMP86FH47, läuft ab ca. 1,8 Volt und schläft die meiste Zeit. Diese Information ist dann auch zum Gähnen.
hallo cmb, deine lösung ist einfacher als du denkst. du musst die interne referenz des prozessors verwenden, da diese ja einigermassen stabilisiert und damit unabhängig von vcc ist. deine batteriespannung führst du dann über einen spannungsteiler an den adc. gruss klaus
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