Hallo, eine Frage an die Schaltungsexperten: Für einen autonomen Funk-Außensensor benötige ich eine Solar-Stromversorgung. Die Schaltung nimmt zur Übermittlung von Messergebnissen alle 15 Minuten für ca. 1 Sekunde 5V / 100mA ab und soll natürlich auch in der Nacht bzw. schlechten Lichtverhältnissen zuverlässig und durchgehend arbeiten. Das vorhandene Solarpanel müsste mit 16V/125mA eigentlich ausreichend dimensioniert sein. Mein kostengünstiger Gedankengang mit DC-Wandler und ein paar Supercaps (siehe Bild) sollte doch prinzipiell so funktionieren, oder? Gruß Mark
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Ergänzen möchte ich noch das die Schaltung mit einer Versorgung bis hinunter zu 3,3V auskommt. Das ist dann das Supercap-Energiepolster für die Nacht.
Hallo Mark, die Schaltung sollte funktionieren, da Dein Solarmodul völlig überdimensioniert ist. Normalerweise versucht man ein Solarmodul nahe des MPPs zu betreiben, damit die Leistungsausbeute maximal ist. Dein DC/DC-Wandler regelt nur die Ausgangspannung, nicht aber die Eingangsspannung. Gruß Julinho
OK danke, grundsätzliche Einwände gegen diesen einfachen Aufbau scheint's dann nicht zu geben. Bei den verwendeten Supercaps (Typ Samwha Green-Cap DS5U106Z10030BB 2.7 V/DC 10 F, Conrad Best.Nr.451427, 2x in Reihe- und davon evt. bis 4 Pärchen parallel) habe ich jedoch inzwischen Bedenken: Über 24h verlieren sie fast 1/5 der Spannung allein durch Selbstentladung. Hat da jemand einen besseren Tipp? Akkus scheiden für mich wegen begrenzter Lebensdauer, Temperaturempfindlichkeit (Außensensor!) und Kontaktkorrosion aus.
> grundsätzliche Einwände gegen diesen einfachen Aufbau > scheint's dann nicht zu geben. Doch. Es ist extrem ungünstig, den Kondensator auf der Ausgangsseite der konstanten Spannung zu haben, denn Kondensatoren verlieren bei Entladung deutlich an Spannung, das sind ja keine chemischen Akkus Eine 16V Solarzelle ist (über die Diode) zum direkten Anschluss an einen 12V Bleiakku vorgesehen. Der Spannungswandler käme dann nach dem Akku. > Akkus scheiden für > mich wegen begrenzter Lebensdauer, Temperaturempfindlichkeit > (Außensensor!) und Kontaktkorrosion aus. Und da sollen SuperCaps besser sein ? Vergiss es. Nimm eine Lithiumprimärbatterie wie ER34615 und vergiss dein Aufladen. Bei 100uA durchschnittlichem Stromverbrauch hält das Ding über 10 Jahre. Und vielleicht kannst du am Stromverbrauch noch was sparen, wenn deine Schaltung direkt mit 3.6V läuft und nicht mit 5V.
> OK danke, grundsätzliche Einwände gegen diesen einfachen Aufbau > scheint's dann nicht zu geben. Doch: Wie stellst Du sicher, dass der SUpercap sich nicht nachts rueckwaerts ueber den Wandler entlaedt? gruss Michael
MaWin schrieb: >> Akkus scheiden für >> mich wegen begrenzter Lebensdauer, Temperaturempfindlichkeit >> (Außensensor!) und Kontaktkorrosion aus. > > Und da sollen SuperCaps besser sein ? Vergiss es. Nein, warum? Lt. Datenblatt sind die Caps problemlos bis -25°C verwendbar, haben deutlich mehr "Ladezyklen" und sind wechselkontaktlos einzubauen. Die Möglichkeit einer Primärbatterie hab ich auch bedacht- die zu versorgende Schaltung braucht jedoch ihren Saft und ist nicht weiter optimierbar; eher wollte ich bei Reserven noch weitere Verbraucher anschließen. Zusammen mit mehr Empfindlichkeit gegenüber kalten Temperaturen geb ich da einem oder gar mehreren Jahren Batterielebensdauer keine Chance !? Blei-Akkus? Mag ja optimal für den Solarzellentyp sein- sind mir aber einfach zu groß und auch nicht gerade die Lösung für "Fest einbauen und für immer vergessen". Smart und robust scheint mir nur die Kondensator-Lösung zu sein. Oder?
Michael Roek-ramirez schrieb: > Wie stellst Du sicher, dass der SUpercap sich nicht nachts > rueckwaerts ueber den Wandler entlaedt? Ob er das wirklich tut oder nicht wollte ich noch testen. Falls ja muß eben noch eine Diode rein.
> Nein, warum? Siehe: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.14 "Reparaturbetriebe berichten aber, das sie nicht zuverlässiger als Akkus sind." Lithium geht durchaus bis -50 GradC: http://www.saftbatteries.com/doc/Documents/liion/Cube572/MP174565-integration_0608.4eb5c2ae-b9e4-4533-af50-cbee459d6edc.pdf und gibt's natürlich auch zum Einlöten. Ich bin überzeugt davon, daß du kein Gerät hast, welches dir wirklich schon mal bewiesen hat, daß ein GoldCap als Akkuersatz die richtige Wahl ist. Entweder hast du ein Radio, welches noch nie nach vielen Jahren einen längeren Stromausfall puffern musst, oder keine Uhr oder el. Zahnbürste, die dir zeigt, daß GoldCap unbrauchbar sind, sondern nur aus deiner Phantasie heraus glaubst, die würden was taugen obwohl du noch nicht mal deren grundlegende Physik kennst.
Hallo Mark, 2 Sachen die mir an der Schaltung noch einfallen. Zum einen die bereits angesprochene Selbstentladung zurück über den Regler. Das andere ist, das ein Laden erst dann stattfindet, wenn der Regler versorgt ist (Eigenverbrauch Regler). Warum nicht nur eine Z-Diode als Spannungsbegrenzung anstatt des Reglers (4,7 oder 5,1V)? Deiner Solarzelle macht das nichts aus. Die Z-Diode kann die 100mA auch ab (Die 135mA sind ja Kurzschlußstrom). Keine Verluste durch Eigenverbrauch unterhalb der Durchbruchspannung - D.h auch im Winter bei difusem Licht wird maximal geerntet. Einfach - billig - kalkulierbar. Gruß Slartibartfaß
MaWin schrieb: > Ich bin überzeugt davon, daß du kein Gerät hast, welches dir wirklich > schon mal bewiesen hat, daß ein GoldCap als Akkuersatz die richtige Wahl > ist. Entweder hast du ein Radio, welches noch nie nach vielen Jahren > einen längeren Stromausfall puffern musst, oder keine Uhr oder el. > Zahnbürste, die dir zeigt, daß GoldCap unbrauchbar sind, sondern nur aus > deiner Phantasie heraus glaubst, die würden was taugen obwohl du noch > nicht mal deren grundlegende Physik kennst. Mag sein MaWin- deshalb frage ich ja hier. Die MP174565 ist sicher ein interessantes Teil. Aber was kostet eine solche Batterie und wo ist sie problemlos erhältlich? Sei es wie es sei- ich suche in diesem Beitrag nach einer einfachen robusten Lösung zwischen einem vorhandenen Solarpanel und meiner Schaltung. P.S. habe gerade festgestellt daß die Entladecharakteristik obiger Supercaps nach ein paar Ladezyklen besser geworden ist. Ich geb die Hoffnung nicht auf daß es damit gehen könnte.
> problemlos erhältlich
Lithiumdinger sind als Primärbatterie und Akku
überall problemlos erhältlich, sogar bei Conrad,
die Datenblätter standen hier als Beispiel, Beleg
und Anhaltspunkt nach was du suchen kannst.
Kaufen must du aber selber.
Slartibartfaß schrieb: > Warum nicht nur eine Z-Diode als Spannungsbegrenzung anstatt des Reglers Hallo Slartbartfaß, ja warum eigentlich nicht? Dein Vorschlag hat was- insbesondere wenn in den trüben Wintermonaten die Versorgung sichergestellt werden will und man dann Verluste ganz und gar nicht brauchen kann! Die unvermeidliche Energievernichtung im Sommer muß man dann eben in Kauf nehmen. Danke für den Tipp!
MaWin schrieb: > Doch. > > Es ist extrem ungünstig, den Kondensator auf der Ausgangsseite der > konstanten Spannung zu haben, denn Kondensatoren verlieren bei Entladung > deutlich an Spannung, das sind ja keine chemischen Akkus Super/Ultra/Gold Caps vertragen normal ein Spannung von 2.7V. Es gibt aber auch welche für 5.5V und das ist das Maximum.Davor würde ihn schädigen. Ich würde die Solarzelle gescheit dimensionieren und ein Stepup dahinter.
So, ich habe die einfache Variante mit Z-Diode 5,1V und besagtem Solar-Panel in Betrieb. Dessen Größe langt bei bedecktem Himmel und mehr schlecht als rechter Südwestausrichtung (es hängt abnehmbar an Balkonbrüstung) gerade eben aus um ca. 50F SuperCap -Kapazität (4x 50F/2,7V) tagsüber inklusive besagter 24-Stunden Last wieder auf 5V aufzuladen! Sobald die Sonne scheint sieht die Bilanz natürlich deutlich positiver aus, für die Energieverwertung muss ich mir da noch was sinnvolles einfallen lassen :-) Tatsächlich braucht es aber diese Panelgröße um für schlechte Beleuchtungsverhältnisse gerüstet zu sein. Soweit mal eine Zwischenstandsmeldung zu meiner Stromversorgung- ich hoffe sie übersteht erfolgreich auch den nächsten Winter. Ich poste das Ergebnis! Gruß Mark D.
Mark D. schrieb: > Balkonbrüstung) gerade eben aus um ca. 50F SuperCap -Kapazität (4x > 50F/2,7V) tagsüber inklusive besagter 24-Stunden Last wieder auf 5V > aufzuladen! Hallo Mark, wie stellst du bei deinen 5 V, verteilt auf zwei in Serie geschaltete SuperCaps, sicher, dass kein Kondensator mehr als 2.7 V abbekommt (Symmetrierung der Spannung)? Rainer
Hallo Rainer, im Moment nur durch die ca. 0,3V Reserve zur Maximalspannung und das Vertrauen darauf daß ggf. vorhandene Exemplarstreuungen damit irrelevant werden. Danke aber für den Hinweis. Bislang gibt es auch noch keinen Hinweis auf einen Einbruch der verfügbaren Kapazität. Mark D.
Das von Rainer angesprochene (eventuelle) Problem werde ich mal bei schönem Sonnenschein unter die Lupe nehmen. Sollten über irgendeinem Cap tatsächlich 2,7V erreicht werden (für die ständige Überwachung hätte ich noch Analogleitungen frei) müsste eben die zulässige Maximalspannung via zugeschalteter Last / reduzierter Z-Spannung runter. Ich hoffe aber die verwendeten Samwha-Caps erweisen sich sowohl als gleiche wie auch robuste Teamplayer :-) Mark D.
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