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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR über Solar und (!) Akku


Autor: Sebastian Wille (Gast)
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Hi,

ich möchte meinen AVR (oder halt einen anderen Verbraucher, ist egal), 
über eine Solarzelle betreiben. Scheint kein Licht, soll das Ganze über 
einen Akku/Batterie gespeist werden.

Meine Idee: Der Akku wird "zugeschaltet", wenn die Solar-Spannung 
zusammenbricht. Meine Schaltung im Anhang soll so funktionieren.

Kann das so funktionieren?!?

Danke!

Sebastian (mailto:s_wille@t-online.de)

Autor: Michael (Gast)
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Schluck ! Die Schaltung mag ja genial sein, aber schwer zu durchschauen.
Betreibe doch einfach den AVR über den Akku und lade diesen über die 
Solarzelle auf: Diode+Widerstand zur Entkopplung+Ladestrombegrenzung 
einfügen. Oder führe die Spannungen von Solarzelle und Akku über je eine 
Diode zum AVR: die höhere Spannung liefert den Strom. Und 3.: vielleicht 
die Minuspole zusammenschalten und als Masse verwenden.

Michael

Autor: Siegfried (Gast)
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Wenn der Akku an die Schaltung gelegt wird, ist T2 hin.
Gibt die Solarzelle ordentllich was ab, ist auch noch T1 im Eimer.

Funktionieren würde das wahrscheinlich, wenn T1 und T2 jeweils einen 
Basisvorwiderstand erhalten (1K bis 10K ?). Allerdings ziehen die beiden 
Dioden 0,7V von der Versorgung ab. Daher kannste die Transistoren gleich 
weg lassen.

Zelle+ ----->|------+
....................|
....................|
Akku+ ------>|------+------- AVR+

Zelle- -------------+------- AVR-
....................|
....................|
Akku-  -------------+

Über eine Spannungsbegrenzung, Unterspannung und Akkuladung muß man 
sicherlich auch noch mal nachdenken.

Siegfried

Autor: Siegfried (Gast)
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Hat sich wohl überschnitten!
Schaltungsbeschreibung siehe Michael.

Siegfried

Autor: Markus (Gast)
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Hm, also die Schaltung macht schon aus einem Grund Probleme. Du 
schaltest die Masse des Controllers. Entweder du mußt Du konsequent 
diese "virtuelle" Masse für alles verwenden (wobei ich selbst dann nicht 
mal sicher bin ob es funktioniert) oder Du mußt + Schalten. Viele IC's 
mögen es nicht, wenn es Unterschiede im Massepotential gibt.

Gruß
Markus

Autor: MVG (Gast)
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Hallo Sebastian

Da Du einen Prozessor hast ist es doch sinnvoll mit diesem eine 
Laderegelung für den Akku zu machen und folgende Logik vorzusehen:
-Laden falls Solarspannung größer als Akkuspannung (geht auch mit Diode)
-Laden beenden sobald Akkuspannung 2,3 Volt / Zelle übersteigt 
(Bleiakku)
Als Schalter beispielsweise einen BSP452 (high side Switch)mit Diode am 
Ausgang

Gruß

MIchael v. Gersdorff

Autor: Sebastian Wille (Gast)
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Hallo Leute,

danke erstmal für Eure Infos! :-)

Dann war meine Schaltung doch ein bissle zu kombliziert (und falsch). 
Naja, sah' doch wenigstens gut aus, oder? ;-))

Also, nun hab' ich mal meinen "Dual-Power"-Taschenrechner 
(Solarzelle+Batterie) untersucht. Haraus kam der neue Schaltplan (siehe 
Anhang). (Hoffentlich hab' ich jetzt kein Patent verletzt... ;-) ).

Kann die neue Schaltung so funzen?!?

Danke!

Sebastian

Autor: Schmittchen (Gast)
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> Kann die neue Schaltung so funzen?!?
Nein. Da sind einige Sachen falsch. ;)
Ich habe mal meinen Vorschlag (=spontane Idee) angehängt. Bei falschen 
Fehlern, bitte korrigieren.

Schmittchen.

Autor: Sebastian Wille (Gast)
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Hallo Schmittchen,

danke für Dein Hinweis!

So in der Art hätte ich es auch gedacht. Aber - wie geschrieben - der 
Taschenrechner sieht das anders. Ich habe alle Leiterbahnen verfolgt und 
druchgemessen. Dabei kam das raus.

Vor allem die + und - Verbindung (quasi Kurzschluß der Batterie) 
verwundert mich - ist aber so.

Naja, vielleicht weiß noch jemand was...

Sebastian

Autor: Matthias (Gast)
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Kann es sein dass bei der letzten schaltung (bat_solar.txt) der akku
nicht mehr geladen werden kann?!?!? da die Diode nach Akku plus ja in
Sperrichtung betrieben wird!

Grüße Matthias

Autor: TravelRec. (Gast)
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Ich würde es machen, wie im Anhang. Die Serienwiderstände dienen der
Lade-Strombegrenzung bzw. dem Schutz des AVR vor Überspannung und
müssen entpsrechend der Stromaufnahme der Schaltung dimensioniert
werden. Alternativ gingen auch höhervoltige Solarzellen und Akkus mit
´nem ordentlichen Low-Drop-Spannungswandler zwischen Akku und AVR.

Autor: Malte (Gast)
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Ich würde es minimalistisch lösen:
Massen von MCU, (NIMH) Accu und Solarzelle direkt zusammen geschaltet.
VCC von Accu und MCU direkt zusammen geschaltet.
VCC der Solarzelle über eine Diode (eventuell Schottky) an VCC des
Accus.

Für das Ganze gelten natürlich folgende Bedingungen:
Die Spannung der Solarzelle muss größer als die Ladeschlussspannung des
Accus sein.
Die Solarzelle darf nicht mehr als 1/10 des Stromes der Akku Kapazität
liefern können. 1/10 Dauerladen soll laut den meisten Herstellern bei
NIMH Accus problemlos möglich sein.
Die Ladeschlussspannung muss der MCU abkönnen.
Der MCU sollte darauf achten, dass er den Accu nicht tiefentläd.

Vorteil:
Minimaler Hardwareaufwand
Keine unnötigen Verluste
Die Solarzelle sorgt für die Strombegrenzung beim Laden des Accus
Nachteile:
Damit der MCU vor einer zu hohen Leerlaufspannung der Solarzelle
geschützt wird, muss der Accu vorhanden sein.
Schwaches überladen des Accus möglich.
Die Schaltung muss innerhalb eines relativ großen Spannungsbereiches
funktionieren können. Bei AVRs habe ich da aber gute Erfahrungen
gemacht, bei LCDs jedoch weniger.

Autor: Matthias (Gast)
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Wie schauts mit dem Tiefentladeschutz aus? da ich ja keine Referenz
bekomme weil die mit der Versorgung sinkt! wie realisiere ich sowas?

Autor: Artur Pundsack (Gast)
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Viele AVRs haben eine interne Refernzspannungsquelle (typ 2.5V)
die unabhängig von der Versorgungsspannung ist. Diese
Referenzspannungsquelle kannst Du natürlich auf den internen AD-Wandler
oder den Comparator schalten und somit die Tiefentladung realisieren.

Ich benutze in einem Projekt den MAX710 als UP-/Downwandler. Über einen
Taster schalte ich den Wandler ein (SHDN-Anschluß). Der angeschlossene
AVR schließt in der Initialisierungsroutine den Taster Kurz und das
System ist in Betrieb. Wird jetzt ein "OFF"-Taster, der mit dem AVR
verbunden ist, betätigt oder der AVR mißt eine zu kleine
Batteriespannung wird der SHDN-Anschluß durch den AVR auf Masse gelegt
und das System schaltet sich ab. Die Stromaufnahme beträgt dann nur
noch ca. 0,4uA.

Autor: daniel (Gast)
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sorry, wenn ich diesen alten faden nochmal ausgrabe :)

aber ich stehe im moment vor genau diesem problem.
ich habe ein kleines modul, welches daten (temperatur) per bluetooth 
sendet.
ausserdem habe ich ein solarmodul (6v, etwa 1w) von einer alten 
gartenteichpumpe.
auf dem sensormodul werkelt ein attiny und es wird über einen 
low-drop-regler mit 3,3v versorgt. als eingangsspannung war ursprünglich 
ein 5v-netzteil vorgesehen, aber da das modul auf dem (steckdosenfreien) 
balkon betrieben werden soll, hätte ich natürlich gern eine autarke 
versorgung.
das modul zieht bei betrieb zwischen 60 und 80ma, das solarmodul mit 1w 
sollte etwa 180ma liefern. als akkus hab ich 4 nimh zellen mit jeweils 
2400mah in reihe.
würde die schaltung von TravelRec.so funktionieren?
sieht für mich jedenfalls vernünftig aus.

danke schonmal

daniel

ps. ich bin notorischer kleinschreiber. aus prinzip. also bitte keine 
kommentare diesbezüglich. danke :)

Autor: daniel (Gast)
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hmm...niemand?
hat jemand schon mal was in der richtung realisiert?

Autor: Julian Hauser (Firma: RedLabs) (julian_hauser)
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Ich habe eine etwas größere Autarke Solar-Stromversorgung für 
Camping/Zeltlager gebaut. Dabei wird mit einem 12V/30W Panel eine 
Autobatterie geladen.
Die erste Bestellung war ein kleines 5W(max.) Poly-Panel. Damit will ich 
eine kleine Mess-Station für draußen bauen. Dann aber mit kleinerem Akuu 
:)

hier der link zu der großen Version:
http://www.redlabs.de/mini-solar-kraftwerk/

Autor: Leon Harder (Gast)
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Warum geht den keine Reihenschaltung?
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Akku             Wiederstand
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Solar-                |
zelle                 |
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: Bearbeitet durch Moderator
Autor: L. L. (Gast)
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Der "Wiederstand" ist zum wiehern!

Autor: Stefan Us (stefanus)
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Weil der Strom, den die SOlarzelle liefert, denn Akku zuerst entladen 
und dann umpolen wird. Danach ist der Akku defekt.

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