Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ESP8266 mit Solarstrom und Pufferbatterie


von Sven N. (altor)


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Für ein Projekt, bei dem ein eine Schaltung mit einem ESP8266 jeweils 1 
Minute Daten sammelt (ca. 79mA), dann die Daten schnellstmöglich via 
WLAN ins Internet schickt (110mA) und dann z.B. 5 Minuten schläft 
(109uA) suche ich eine Möglichkeit der Stromversorgung mittels 
Solarzelle und Pufferbatterie. Das ganze soll nämlich an die 
Hausaußenseite in ein wasserdichtes Gehäuse montiert werden.

Ich komme bei 5 Minuten Schlafen auf einen durchschnittlichen 
Stromverbrauch von ca. 16mA. Die Schaltung benötigt 5V.

Ich hab hier im Forum zwei Threads zum Thema gefunden, bin aber als 
Elektronikanfänger nicht sonderlich schlau daraus geworden. Das Produkt 
von Adafruit ("USB  DC  Solar Lithium Ion/Polymer charger - v2" für 
$17.50 https://www.adafruit.com/products/390) finde ich zu teuer.

Ich habe bereits eine 6V 1W Solarzelle, es kann aber sein dass die nicht 
ausreicht.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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6V Solarzelle und 5V Versorgungsspannung passt gar nicht gut zusammen.

Normalwerweise würde ich Dir 4x NiMh mit jeweils 3000mAH empfehlen. Dann 
brauchst du nämlich keinen Laderegler. Aber die 6V von der Solarzelle 
sind dann arg knapp.

Besser wäre, eine Solarzelle mit 9V Nennspannung zu verwenden. Dann 
brauchst du lediglich eine Diode, um Rückfluss bei Dunkelheit zu 
verhindern. Die Spannung ergibt sich von selbst und der Ladestrom ist so 
gering, dass die Akkus die überschüssige Energie problemlos in Wärme 
umsetzen können ohne dabei Schaden zu nehmen.

von aGast (Gast)


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Sven N. schrieb:
> Die Schaltung benötigt 5V.

Der ESP8266 benötigt laut Datenblatt 3,3Volt. 5V sind da etwas zu viel.

https://nurdspace.nl/images/e/e0/ESP8266_Specifications_English.pdf

von Sven N. (altor)


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Ja, der ESP8266 sitzt auf einer Platine die noch anderes erledigt...

von Sven N. (altor)


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Also nochmal zum Verständnis - das Hauptproblem beim Laden eines Akkus 
mittels einer Solarzelle ist das die Spannung einbricht wenn man zu viel 
Strom fließen lässt. Also muss das fein geregelt werden um das Optimum 
herauszuholen, richtig?

Dann gibt es noch das 2. Problem das man die eigentliche Schaltung 
versorgen muss, dazu müssen die ca. 3.7-4.2V vom Akku in 5V 
transformiert werden.

Gibt es sonst noch etwas zu beachten? Kann man die Schaltung die den 
Akku lädt einfach parallel schalten zur Schaltung die den Akku entlädt?
Was wenn der Akku voll ist und man den Solarstrom direkt benutzen 
könnte?
Was wenn der Solarstrom aber nicht ausreicht und man zum Teil auf den 
Akku zurückgreifen muss?
Was wenn der Akku nicht voll ist und reichlich Solarstrom vorhanden ist? 
Kann man dann gleichzeitig den Akku laden und die Schaltung versorgen?

Fragen über Fragen...

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Die Antwort auf alle deine Fragen lautet: Kommt drauf an, vor allem auf 
den Akku und den gewünschten Ladestrom.

Einen konkreten praktikablen Vorschlag (ohne Laderegler) habe ich Dir ja 
schon gegeben.

von Frank B. (Firma: Herr) (techtueftler)


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Eine ganze einfache Lösung ist:
Nimm eine Solarampe für 19 Euro und bau den ESP8266 ein oder daneben.
Siehe mein Projekt:
http://www.mikrocontroller-elektronik.de/esp12e-tutorial-einstieg-mit-dem-esp8266-modul/

Ich habe ein ESP12E eingebaut, läuft wunderbar!

von Bernd (Gast)


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Die Idee mit der Solarlampe ist cool. Warum schwierig, wenns einfach 
auch geht. Danke!

von Andreas B. (bitverdreher)


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Ich glaube kaum, daß die Solarzelle einer Solarlampe gnug Energie 
liefert, um einen ESP zu betreiben, auch wenn er nur 1x pro Stunde 
aufgeweckt wird.
Zeig mal die Berechnungsgrundlage.
Ich habe hier (Gegend Tokyo, wo mit Sicherheit die Sonne öfters sscheint 
als in D) eine Sharp LR0GC02 mit einer LiIOn 300mAh laufen. Das reicht 
hier, aber mit Sicherheit nicht in D.

von Dieter (Gast)


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Nimm ein USB Y-Kabel und zwei billige Power Banks. Dann kannst Du 
fliegenden Wechsel machen und eine laden.

Eine 2600mA reicht fuer 100h, 10000er fuer 400h zwei Wochen.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Dieter schrieb:
> Eine 2600mA reicht fuer 100h, 10000er fuer 400h zwei Wochen.

unter welchen Bedingungen?
ESP, BME20 und BH1750 mit 1250mAh reichte bei Messung und Übertragung 
alle 2min ca. 6 Wochen weil ich den BME280 nicht sauber schlafen 
geschickt hatte.
Das habe ich jetzt korrigiert, einen 600mAh LiFePO4 eingebaut und den 
Messzyklus auf 5min gesetzt. Ruhestrom ist ca. 40µA, Meßzyklus irgendwo 
zwischen 1s und 2s.

Ein PIR mit ESP und 400mAh LiFePO4 läuft bei ca. 10x auslösen pro Tag 
ca. 4 Monate.

Gruß aus Berlin
Michael

von Hugo (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> 6V Solarzelle und 5V Versorgungsspannung passt gar nicht gut zusammen.

Potentialgefälle ist Potentialgefälle... Geht schon aber (wie Rudolf 
Scharping sagte) laangsaaaam ...

von Markus B. (dalotel)


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Sowas hab ich auch am Laufen.
2 x ESP mit Rotronic HC2 Temp/Hum Sensoren sowie BMP280 Luftdrucksensor.
Der im freien angebrachte im Wetterschutzgehäuse mit 1500mAh Lipo 
schickt alle 30 min ein Protokoll, der Wohnzimmersensor alle 20 min. 
Gesteuert über einen TI Timer TLP5110 mit <0,5uA Standby, damit wirklich 
so gut wie kein Standbystrom fließt. Das ist wichtig weil dieser ja 24h 
Strom entnehmen würde. Daran hängt ein 2,5W Solarpanel 10V/250mA. 
Geladen wird über eine auf 100mA modifizierte Lipoladerplatine aus 
China. Bei bewölktem Himmel lädt das noch mit ca. 10mA. Somit werden 
selbst im trüben Winter noch ca 40-50mAh eingeladen. Bei einem 
Gesamtverbrauch von 50mAH/day passt das. Aber erst als ich auf diese 
Timerchen umgestellt hatte. Mit DeepSleep und einem 1117 Regler war der 
Verbrauch zu groß und es wurde im trüben mehr entladen als geladen. 
Jetzt setze ich LT1763 Regler mit Shutdown und <1uA für die 3,3V ein, 
die sind echt super.

von Dirk D. (onemintyulep)


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Sven N. schrieb:
> Ich habe bereits eine 6V 1W Solarzelle, es kann aber sein dass die nicht
> ausreicht.

Als Ladeschaltung einfach eine 4,3V Zenerdiode parallel zur Solarzelle, 
dann mit einer Schottky Diode in Serie direkt auf einen 600mAh LiPo 
(Quadcopter).
Die Solarzelle sollte ca. 5V-6V MPP Spannung haben (das wäre eine 7.5V 
Zelle).
Damit das auch im Winter ausreicht brauchst du mindestens 200mAh (zB. 2 
120mAh Zellen parallel)

Von LiPo nach 5V gibt es dann fertige kleine Wandler (ebay "LiPo USB") 
die hoffentlich auch bei Unterspannung abschalten.

von kein Ladeaffe (Gast)


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Solarzelle, Schottky Diode in Serie direkt auf eine LiFe Rundzelle. LiFe 
verkraftet Überladung mit schwachem Strom und zu hoher Spannung.

von Omega G. (omega) Benutzerseite


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Etwas ganz ähnliches habe ich seit mehr als einem Jahr in Betrieb.
ESP8266, der diverse Sensoren einliest und MQTT Mitteilungen verschickt.

Sensorik:
- HDC1080: Temperatur und Luftfeuchte
- MPL3115: Luftdruck
- OPT3001: Helligkeit

Spannungversorgung:
- TPL5110: Konfiguriert alle ~15 Minuten einzuschalten
- TPS62741: Step-down auf 3.3 V
- 18650 Lithiumzelle
- Die Akkuspannung wird gemessen und auch per MQTT übertragen

Testweise hatte ich einfach eine kleine Solarzelle parallel zum Akku 
geklemmt, wenn die nur ein paar mA liefert reicht das und überlädt den 
Akku nicht. Ein Akku mit integrierter Schutzschaltung ist von Vorteil, 
wenn man da etwas vorsichtig sein will.

Von einer 4.3 V Zenerdiode rate ich ab, die hat selbst bei 3.6 V mehr 
Leckstrom als die Schaltung verbraucht.

von Dieter (Gast)


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Für die Solarernte rechne:

1/20 der Nennleistung für diffuses Licht. Im Sommer: 12h, im Winter 5h,

Wenn Solarzelle direkt bestrahlt werden kann, dann ist die Ausrichtung 
wichtig!

Genau nach Süden und optimal schräggestellt zur Sonne:
1x Nennleistung Winter 3h, Sommer 6h,
Winter 30% Sonnentage
Sommer 40% Sonnentage
Bei anderer Winkellage reduziere um den cos() der Abweichung zum 
optimalen Winkel.
Wenn es weitere Beeinträchtigungen gibt, muss die Solarernte noch weiter 
reduziert werden.

von Dirk D. (onemintyulep)


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Omega G. schrieb:
> Von einer 4.3 V Zenerdiode rate ich ab, die hat selbst bei 3.6 V mehr
> Leckstrom als die Schaltung verbraucht.

Ich rate wiederum davon ab die Zelle unbegrenzt auf den Akku zu legen :)
Wenn Sonne auf die Zelle fällt, der LiPo ist voll und die Schaltung 
schläft geht der LiPo kaputt.
Wählt man die Zellspannung aber so niedrig dass der Akku safe ist reicht 
normales Licht nicht aus.
Natürlich kann man das noch besser lösen, aber ich kann aus Erfahrung 
sagen dass es durchaus auch mit der Zener geht. Der "Verlust" tritt ja 
nur ein wenn der Strom grade nicht gebraucht wird.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Dirk D. schrieb:
> Natürlich kann man das noch besser lösen, aber ich kann aus Erfahrung
> sagen dass es durchaus auch mit der Zener geht

Das macht man besser mit einem TL431.

von Dirk D. (onemintyulep)


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Andreas B. schrieb:
> Das macht man besser mit einem TL431.


Kann man dann eigentlich auf die Rückstrom-Schottky verzichten?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Dirk D. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Das macht man besser mit einem TL431.
>
> Kann man dann eigentlich auf die Rückstrom-Schottky verzichten?

Nein, warum?

von ULP (Gast)


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Ihr (Sonnen-)Energieverschwender!!!elf

Muss es denn immer WLAN, um ein Hand voll Bytes zu versenden?

von Wolfgang (Gast)


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Sven N. schrieb:
> Für ein Projekt, bei dem ein eine Schaltung mit einem ESP8266 jeweils 1
> Minute Daten sammelt (ca. 79mA), dann die Daten schnellstmöglich via
> WLAN ins Internet schickt (110mA)

Da solltest du noch mal nachmessen. Beim Senden zieht der ESP8266 über 
300mA.

Mit einem Multimeter kriegst du das wegen dessen Trägheit allerdings 
nicht mit.

von Wolfgang (Gast)


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Dieter schrieb:
> Genau nach Süden und optimal schräggestellt zur Sonne:
> ...
> Bei anderer Winkellage reduziere um den cos() der Abweichung zum
> optimalen Winkel.

Quatsch - scheint bei dir vormittags oder nachmittags nie die Sonne?

Hier kannst du dir angucken, wie sich die Ausrichtung auf den Ertrag 
auswirkt.
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

von Arno (Gast)


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ULP schrieb:
> Ihr (Sonnen-)Energieverschwender!!!elf
>
> Muss es denn immer WLAN, um ein Hand voll Bytes zu versenden?

Es gibt zumindest eine ganze Reihe guter Gründe, auch für nur wenige 
Bytes WLAN zu verwenden:

- Billig
- Verbreitet
- Einfach (mit ESP und co. die einem die harte Arbeit abnehmen)
- Weltweit zulässig

MfG, Arno

von Sven B. (scummos)


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Ich hab hier auch sowas laufen, und mit vielleicht 5cm x 5cm 
Zellenfläche komme ich im Durchschnitt energietechnisch ungefähr auf 
null raus, wenn ich den ESP8266 einmal alle 2:30h anmache, um Daten zu 
verschicken. Der zieht schon extrem viel Strom. Meine 
Pi-mal-Daumen-Schätzung wäre, dass du für dein Projekt eine relativ 
große Solarzelle brauchst und auch einen sehr großen Akku.

Du solltest dich fragen:

 - während dem "Daten sammeln", wie oft musst der µC + Krempel 
tatsächlich an sein? Wenn dein "Sammelintervall" mehr als ein paar ms 
ist, lohnt es sich höchstwahrscheinlich, den µC zwischen den Messungen 
in den Deep Sleep zu setzen.

 - kannst du Daten im SRAM buffern, um den ESP8266 weniger oft 
anzumachen? Der Verbindungsaufbau braucht sehr viel Energie.

: Bearbeitet durch User
von Dirk D. (onemintyulep)


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Wo wir grade beim nach oben korrigieren sind. Ich hatte oben was 
geschrieben von 200mA für die Solarzellen. Tatsächlich sollte man aber 
mit durchschnittlicher Stromverbrauch*24 rechnen. Also bei 16mA 400mA, 
ich tippe aber eher auf 25mA->600mA.
Die Faustregel für den Pufferakku wäre Solarstrom*5, dann passt ungefähr 
ein Sonnentag rein.

von Karl (Gast)


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Hab meine Wetterstation aktuell mit einer 18650, einem ESP8266 und einem 
HUT21d am laufen. Aktuell hält der Akku so 10-14 Tage, habe aber noch 
ein viel zu kleines Intervall (eine Minute) in der Firmware, aber selbst 
mit einer Streckung des Intervalls wäre mir die erwartete Laufzeit 
trotzdem noch etwas zu gering und die ganze Zeit die Zelle wechseln 
möchte ich auch nicht.

Bin jetzt am überlegen mir ein 6V 1W Solarmodul aus China zu bestellen, 
als Ladecontroller würde ich einen MAX1811 auf 100mA eingestellt nutzen, 
den hab ich noch rumliegen, nachdem der bis zu 6V aushält müsste das 
ohne Spannungsbegrenzung nach der Solarzelle ausreichen sofern ich eine 
Schottky Diode zum Schutz der Solarzelle verbaue.

Ausrichtung wäre gen süden, sprich perfekte Sonneneinstrahlung (ich 
weiß, schlecht fürs Thermometer, aber in der Wohnung geht das nunmal 
nicht anderst).



-----------

Einen höheren Strombedarf hätte meine Bewässerungsanlage für meine 
Paprika, hat hier jemand Erfahrungen, ob das mit Solar noch sinnvoll 
machbar ist? Ich hab halt aktuell noch gar keine Werte wie oft die Pumpe 
täglich laufen wird für 2 Paprika und ein bis zwei Chilli Planzen.

https://www.aliexpress.com/item/2016-High-Quality-New-Priming-Diaphragm-Pump-Spray-Motor-12V-For-Water-Dispenser-90-mm-x/32690902872.html

Die Pumpe hab ich mitsamt Step Up dafür schon da, nur zum Aufbau bin ich 
letztes Jahr nicht mehr gekommen, Speisung aus einer 18650 klappt 
jedoch, bin jedoch am überlegen ggf. 2S einzusetzen. Als Wasserbehälter 
hab ich aktuell einen 20l Kanister, dazu passende Tröpfler.

von Karl (Gast)


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Karl schrieb:
> Bin jetzt am überlegen mir ein 6V 1W Solarmodul aus China zu bestellen,

Frage ganz vergessen: Liefern die Chinamodule auch grob das was 
draufsteht oder rechne ich da besser mit 10% und weniger?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Karl schrieb:
> Karl schrieb:
>> Bin jetzt am überlegen mir ein 6V 1W Solarmodul aus China zu bestellen,
>
> Frage ganz vergessen: Liefern die Chinamodule auch grob das was
> draufsteht oder rechne ich da besser mit 10% und weniger?

Was sind denn "die" Chinamodule?
Abgesehen davon liefern Solarzellen die a.g. Leistung nur bei max. 
Sonneneinstrahlung. Du kannst also in D im durchschnittlichen 
Tagesverlauf mit <1% davon rechnen.

von Sven B. (scummos)


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Karl schrieb:
> Karl schrieb:
>> Bin jetzt am überlegen mir ein 6V 1W Solarmodul aus China zu bestellen,
>
> Frage ganz vergessen: Liefern die Chinamodule auch grob das was
> draufsteht oder rechne ich da besser mit 10% und weniger?

Wenn du das Modul in die Sonne stellst (ohne Schatten der drüberwandert) 
würde ich mit 8% der Solarkonstante mal 10 - 15% Wirkunsgrad im 
Jahresmittel rechnen.

von Karl (Gast)


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von habanero (Gast)


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Karl schrieb:

> Einen höheren Strombedarf hätte meine Bewässerungsanlage für meine
> Paprika, hat hier jemand Erfahrungen, ob das mit Solar noch sinnvoll
> machbar ist? Ich hab halt aktuell noch gar keine Werte wie oft die Pumpe
> täglich laufen wird für 2 Paprika und ein bis zwei Chilli Planzen.

Passt schon!

Der Wasserbedarf und die Stromernte sind irgendwie gekoppelt;-)

von Andreas B. (bitverdreher)


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Wie kommst Du auf 1W. Ich sehe da nur 6V 0.6W.

Die o.g. Sharp LR0GC02 liefert 0.3W (70x40mm). Ob die noname mit 80x55 
tatsächlich 0.6W liefert, darfst Du selbst raten.

: Bearbeitet durch User
von Karl (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Wie kommst Du auf 1W. Ich sehe da nur 6V 0.6W.

Kann man bei den Modellen auswählen, zu der 6V 1W steht aber leider in 
der Beschreibung nichts.

https://www.aliexpress.com/item/MVPower-Mini-6V-1W-Solar-Power-Panel-Solar-System-DIY-For-Battery-Cell-Phone-Chargers-Portable/32678618498.html

Hier hat das Modul eine Beschreibung.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Könnte von der Fläche hinkommen.
Wie schon oben erwähnt, schaffe ich mit der Sharp (0.3W) den Betrieb 
einer Wetterstation (sendet etwa alle 10min abhängig vom 
Batterieladezustand) mit dem ESP in JP.
Die Sharp kommt ohne Rückstromdiode aus (habe trotzdem eine drin) und 
die Ladespannung wird lediglich mit einem TL431 begrenzt.

: Bearbeitet durch User
von Karl (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Wie schon oben erwähnt, schaffe ich mit der Sharp (0.3W) den Betrieb
> einer Wetterstation (sendet etwa alle 10min abhängig vom
> Batterieladezustand) mit dem ESP in JP.

Na dann bestell ich mir die einfach mal, wollte jetzt nicht das Risiko 
eingehen da dann nen Monat auf die Solarzelle zu warten um anschließend 
feststellen zu dürfen dass die nur bei 24h Sonneneinfall pro Tag 
ausreichen würde. ;) Selbst wenn es effektiv nur 0,3W sind sollte es 
dann reichen wenn du damit auskommst, hab bis auf die Intervalle 
eigentlich schon alles auf niedrigen Leerlaufstrom optimiert...

von Andreas B. (bitverdreher)


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Karl schrieb:
> Selbst wenn es effektiv nur 0,3W sind sollte es
> dann reichen wenn du damit auskommst, hab bis auf die Intervalle
> eigentlich schon alles auf niedrigen Leerlaufstrom optimiert...

Es reicht in JP, nicht im trüben D!
Als Pufferakku würde ich ca. 600mAh vorsehen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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> Hab meine Wetterstation
Ich habe meine Wetterstation

> Bin jetzt am überlegen
Ich bin jetzt am überlegen (das ist Düsseldorfer platt)
Ich überlege jetzt (das ist deutsch)

> Ausrichtung wäre gen süden
Die Ausrichtung wäre gen Süden

Um auf deine Frage einzugehen: Der Max1811 ist soweit ich weiß nicht für 
Solarzellen geeignet. Das Problem ist, dass der Chip eine 
Spannungsquelle erwartet, sie unter Last nicht zusammen sackt, was bei 
Solarzellen (wenn zu wenig Licht) aber der Fall ist.

Für Solarzellen würde ich einen einfachen linearen Spannungsregler mit 
4V Ausgangsspannung und Strombegrenzung verwenden. Damit kriegst du den 
Akku zwar nicht randvoll, doch das ist sogar für dessen Lebensdauer 
vorteilhaft.

Für die Bewässerungsanlage würde ich eine KFZ Batterie mit einem 
entsprechenden Solar-Ladepanel verwenden. Das kann man als Fertigprodukt 
günstig kaufen. Motorrad Batterien sind kleiner als die für Autos, aber 
da sollte man auf den Preis achten.

> Du kannst also in D im durchschnittlichen
> Tagesverlauf mit <1% davon rechnen.

Ich hätte 1-2% geschrieben. Es ist leider echt so wenig. In Deutschland 
scheint die Sonne wirklich nur wenige Stunden direkt auf die Fläche und 
selbst dann ist der Winkel meistens recht flach. Dazu kommt die 
Luftverschmutzung und der stetig steigende Anteil von Wasser.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan U. schrieb:
>
> Für Solarzellen würde ich einen einfachen linearen Spannungsregler mit
> 4V Ausgangsspannung und Strombegrenzung verwenden. Damit kriegst du den
> Akku zwar nicht randvoll, doch das ist sogar für dessen Lebensdauer
> vorteilhaft.
>
Ich würde keinen Regler dieser Art zum Laden verwenden.
Ein TL431 zur Spannungsbegrenzung genügt völlig. Der braucht max. 4uA, 
typ. 1.5uA. Damit bekommt man den Akku bei entsprechender Auslegung auch 
randvoll.
Anbei ein Plan wie ich das gemacht habe. Den Widerstandsteiler des TL431 
habe ich empirisch bestimmt, weil ich den Eingangswiderstand des ADC 
Eingangs des ESP nicht hatte.

von Stefan F. (Gast)


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> Ein TL431 zur Spannungsbegrenzung genügt völlig.

Wenn der maximale Strom, denn die Solarzelle liefert, zum Akku passt.

Ich habe allerdings das Gefühl, dass der TO seine Solarzelle sehr groß 
dimensionieren muss, damit die Schaltung das ganze Jahr lang 
funktionstüchtig ist. Und dann wird er wahrscheinlich entweder einen 
sehr großen Akku oder eine Strombegrenzung benötigen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Wie gesagt, in JP habe ich die 0.3W Sharp Zelle mit einem 300mAh 
LiPolymer.
Für D vielleicht Faktor 2-3 und gut ist.
Der Akku kann nicht überladen werden, wenn die Spannung mit dem TL431 
auf 4.2V begrenzt wird.

von Stefan F. (Gast)


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> Der Akku kann nicht überladen werden, wenn die
> Spannung mit dem TL431 auf 4.2V begrenzt wird.

Aber man kann ihn zu schnell laden, dann geht er wegen Überhitzung 
kaputt.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Nicht bei so einem Solarzellchen.

von Wolfgang (Gast)


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Karl schrieb:
> als Ladecontroller würde ich einen MAX1811 auf 100mA eingestellt nutzen,

Der wird dir die Solarzelle gnadenlos in den Keller ziehen, wenn die 
Sonneneinstrahlung nicht reicht. Guck dir mal die Kennlinie einer 
Solarzelle an. Die Zellspannung sinkt dann unter die minimale Input 
Supply Voltage des MAX1811 und das war's mit Nachladen, obwohl die 
Solarzelle bei angemessener Last durchaus in der Lage wäre, Leistung 
abzugeben.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ich hätte 1-2% geschrieben. Es ist leider echt so wenig.

Was spricht dagegen, sich in entsprechenden Statistiken schlau zu lesen, 
statt irgendwelche hergeholten Zahlen über den Solarertrag in die Welt 
zu setzen?
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#

Gegen zu flachen Winkel hilft übrigens eine Neigung der Zelle ;-)

von Stefan F. (Gast)


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> Gegen zu flachen Winkel hilft übrigens eine Neigung der Zelle

Ja, und eine zweite viel größere Solarzelle, die den dazu nötigen 
Antrieb versorgt, sowie einen Hausmeister, der den Mechanismus in Gang 
hält. Wer genug Strom gespart hat, kann dann ja damit den Hausmeister 
bezahlen.

von Sven B. (scummos)


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Wolfgang schrieb:
> Stefan U. schrieb:
>> Ich hätte 1-2% geschrieben. Es ist leider echt so wenig.
>
> Was spricht dagegen, sich in entsprechenden Statistiken schlau zu lesen,
> statt irgendwelche hergeholten Zahlen über den Solarertrag in die Welt
> zu setzen?
> http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#

Hm naja, aber das kommt doch alles hin? 8% Ertrag bei 15% Wirkunsgrad 
...

von Wolfgang (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ja, und eine zweite viel größere Solarzelle, die den dazu nötigen
> Antrieb versorgt, sowie einen Hausmeister, der den Mechanismus in Gang
> hält.

Quatsch. Wenn du die Zelle nur leicht geneigt aufstellst, hast du einen 
höheren Gesamteertrag, aber eine viele größere Dynamik zwischen Sommer 
und Winter. Wenn die Zelle eher steil nach Süden steht, ist der Winkel 
im Winter wesentlich günstiger und im Sommer fällt das Licht auf der 
Zelle flacher ein, so dass die jahreszeitlichen Unterschiede nicht so 
groß sind. Im Winter kommt bei uns sowieso nur aus südlicher Richtung 
nennenswerte Einstrahlung. Da kannst du dir den Hausmeister sparen.

von Wolfgang (Gast)


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p.s.
Um dem noch ein paar konkrete Zahlen für feste Ausrichtung hinzuzufügen:
Bei einer Neigung der Zellen gegen die Waagerechte ergeben sich bspw. 
für Stuttgart, abhängig von der Panelneigung, als Dynamik zwischen Juni 
und Dezember die in der Graphik dargestellten Verhältnisse (Azimuth 
Süd).

Den maximalen Ertrag gibt es im Dezember (Winter) bei um die 60° 
Panel-Neigung.
Wenn man nicht auf maximalen Ertrag, sondern auf gute Ausbeute gerade im 
Winter und auf gleichmäßigeren Jahresertrag Wert legt, muss das Panel 
recht steil (etwa 60°) stehen.

von Keller (Gast)


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Egal wie Du sie aufstellst...
das Licht in D-Land ist einfach zu schwach bzw selten.

Traumhafte ''Ernten'' wurden versprochen.... alles fake !
ESP und Solar ? Vielleicht mit einem Quadratmeter Panel
und Akkus daneben....fuer den dunklen Winter.

von Sven B. (scummos)


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Keller schrieb:
> Egal wie Du sie aufstellst...
> das Licht in D-Land ist einfach zu schwach bzw selten.
>
> Traumhafte ''Ernten'' wurden versprochen.... alles fake !
> ESP und Solar ? Vielleicht mit einem Quadratmeter Panel
> und Akkus daneben....fuer den dunklen Winter.

Hä, also meine Wetterstation läuft eigentlich ganz gut mit so fünf auf 
fünf Zentimeter Panel irgendwo auf der Fensterbank ... du kannst das 
Ding halt nicht jede fünf Sekunden anschalten ...

von Dirk D. (onemintyulep)


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Keller schrieb:
> Egal wie Du sie aufstellst...
> das Licht in D-Land ist einfach zu schwach bzw selten.

Blödsinn.

von Keller (Gast)


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Bloedsinn ?
Natuerlich nicht, wenn man sich mit einem Mückenschiss zufrieden gibt 
;-)

von Forist (Gast)


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Keller schrieb:
> Egal wie Du sie aufstellst...
> das Licht in D-Land ist einfach zu schwach bzw selten.

Quatsch doch nicht dumm rum.

von Stefan F. (Gast)


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Ich glaube, in diesem Thread geht es nicht darum, mit Solarstrom reich 
zu werden. Also scheiß auf Effizienz, Hauptsache die Solarzelle und der 
Akku sind für die konkrete Anwendung groß genau.

von Keller (Gast)


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Willst Du etwa die Sonne von Abu Dhabi mit der von Frankfurt 
vergleichen.
Schau doch mal raus aus dem Kämmerchen !

von Andreas B. (bitverdreher)


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Wolfgang schrieb:
> Wenn man nicht auf maximalen Ertrag, sondern auf gute Ausbeute gerade im
> Winter und auf gleichmäßigeren Jahresertrag Wert legt, muss das Panel
> recht steil (etwa 60°) stehen.

Jain, das Problem ist nicht der Winter, sondern die langen Herbstage wo 
lange Zeit keine Sonne scheint. Daher kann es schon sinnvoll sein, die 
Panels nicht ganz so schräg zu stellen.
Auch in der Stadt wird man in diesem Winkel lediglich das Streulicht des 
Nachbargebäudes einfangen.

Keller schrieb:
> Egal wie Du sie aufstellst...
> das Licht in D-Land ist einfach zu schwach bzw selten.

Blödsinn, man muß nur etwas Hirnschmalz investieren. Viele ESP 
Wetterstationen zeigen daß es geht. Meine läuft seit ca. 1.5 Jahren in 
der Tokyo Gegend. Ich denke, das kann man bzgl. der Sonnenstunden mit 
Freiburg vergleichen. (bin jetzt zu faul um das rauszusuchen)

> Willst Du etwa die Sonne von Abu Dhabi mit der von Frankfurt
> vergleichen.

Hat das hier jemand?

von Wolfgang (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Jain, das Problem ist nicht der Winter, sondern die langen Herbstage wo
> lange Zeit keine Sonne scheint.

Wie lang die Tage sind, ist egal, solange der Pufferspeicher in der Lage 
ist, über mindestens 24h zu vermitteln ;-)
Er muss sogar über eine wesentlich größere Zeitdauer mitteln, wenn man 
sich mit der Anlagenauslegung dicht an statistische Mittelwerte ran 
legt. Je geringer die Speicherkapazität ist, um so mehr Reserve muss 
beim Solarertrag für Schlechtwetterphasen eingeplant sein.

> Auch in der Stadt wird man in diesem Winkel lediglich das Streulicht des
> Nachbargebäudes einfangen.

Das ist natürlich richtig - ohne den Standort zu kennen, ist die 
Modellierung schwierig. Es wurden schon Spiegel auf Bergen aufgestellt, 
damit im Winter direktes Sonnenlicht auf den Marktplatz gelangt ;-)

von Andreas B. (bitverdreher)


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Wolfgang schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Jain, das Problem ist nicht der Winter, sondern die langen Herbstage wo
>> lange Zeit keine Sonne scheint.
>
> Wie lang die Tage sind, ist egal, solange der Pufferspeicher in der Lage
> ist, über mindestens 24h zu vermitteln ;-)
> Er muss sogar über eine wesentlich größere Zeitdauer mitteln, wenn man
> sich mit der Anlagenauslegung dicht an statistische Mittelwerte ran
> legt. Je geringer die Speicherkapazität ist, um so mehr Reserve muss
> beim Solarertrag für Schlechtwetterphasen eingeplant sein.
>
Wenn es bei mir bewölkt ist, wird der Akku so gut wie nicht geladen 
(zumindest der Verbrauch ist dann höher als die Nachladung). Daher 
richte ich die Solarzelle so aus, daß ich möglichst viel bei bewölkten 
Himmel laden kann.
Somit muß der Akku also nahezu die komplette Zeit bis zum nächsten 
Sonnentag überbrücken. Wenn die Sonne dann wieder scheint, bekommt der 
Akku bei mir auch im Winter gut 50mA ab, da ist die Ausrichtung nicht so 
kritisch.
Zu groß darf der Akku wg. der Selbstentladung wiederum auch nicht sein. 
Viel hilft hier nicht viel. Ich habe es hier so dimensioniert, daß der 
Akku 7 Tage überbrücken kann.
Du sprichst hier übrigens immer von Solarertrag, was darauf hindeutet, 
daß Du mit Solar Strom für den Haushalt erzeugst oder heizt. Der Ertrag 
ist für eine Wetterstation nicht so wichtig. Wenn ich >1 Sonnentag habe, 
wird die überschüssige Energie lustig im TL431 verbrutzelt. Der ESP muß 
lediglich immer genug Power zum Betrieb haben. Die Kriterien sind hier 
etwas anders.

von batman (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Wenn es bei mir bewölkt ist, wird der Akku so gut wie nicht geladen
> (zumindest der Verbrauch ist dann höher als die Nachladung).

Wenn da ein TL431 schon sein mA zieht, wundert mich das nicht. Der läßt 
sich doch sicher einsparen?

von Sven B. (scummos)


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Hmja, ein bisschen designen und messen hilft da bestimmt auch, also auf 
unter 50 µA im Standby zu kommen ist nicht besonders schwierig, und wenn 
man sich Mühe gibt schafft man wahrscheinlich auch unter 5 µA ...

von Andreas B. (bitverdreher)


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batman schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Wenn es bei mir bewölkt ist, wird der Akku so gut wie nicht geladen
>> (zumindest der Verbrauch ist dann höher als die Nachladung).
>
> Wenn da ein TL431 schon sein mA zieht, wundert mich das nicht. Der läßt
> sich doch sicher einsparen?

Du hast den Thread nicht gelesen. Oben habe ich sogar den Schaltplan 
dazu gepostet.
Nochmal für Dich: Der TL341 zieht typ. 2uA, max. 4uA. Strom fließt hier 
nur wenn der Akku voll ist (4.2V).
Zur Erinnerung: Der ESP sendet regelmäßig und kommt dabei nicht ohne 
Strom aus. Bei 150mA, 3s on und alle 10min senden sind das ca. 0.8mA 
Average.

Sven B. schrieb:
> Hmja, ein bisschen designen und messen hilft da bestimmt auch, also auf
> unter 50 µA im Standby zu kommen ist nicht besonders schwierig, und wenn
> man sich Mühe gibt schafft man wahrscheinlich auch unter 5 µA ...

Das schafft man nicht, weil:
Der ESP braucht ca. 10uA.
Das Eeprom darin benötigt 5uA wenn man Glück hat.
Der 3.3V Spannungsregler will auch seine 30uA (NJU7223).
Macht summa sumarum ca. 50uA + die Sensoren im Sleep. Was gegenüber den 
Durchschnittsverbrauch von 0.8mA immer noch relativ wenig ist.

von batman (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Nochmal für Dich: Der TL341 zieht typ. 2uA, max. 4uA. Strom fließt hier
> nur wenn der Akku voll ist (4.2V).

Ok, das ist dann aber Ausprobier- bzw. Glückssache. Wenn man es genau 
nähme, bräuchte der TL431 min. 0,4-1mA zum Regeln und der (ständige!) 
Querstrom des Spannungsteilers müßte dann deutlich mehr sein oder?

Warum regelst du das nicht gleich mit dem Controller, wenn der schon die 
Akkuspannung abgreift? Alle paar Sekunden mal die Akkuspannung per Last 
runterziehen, wenn sie zu hoch wird.

von batman (Gast)


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batman schrieb:
> Ok, das ist dann aber Ausprobier- bzw. Glückssache. Wenn man es genau
> nähme, bräuchte der TL431 min. 0,4-1mA zum Regeln und der (ständige!)
> Querstrom des Spannungsteilers müßte dann deutlich mehr sein oder?

Sorry, das war Quatsch. Du hast Recht, der Iref ist 2-4µA. Hab ich mit 
dem Kathodenstrom verwechselt.

von Andreas B. (bitverdreher)


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batman schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Nochmal für Dich: Der TL341 zieht typ. 2uA, max. 4uA. Strom fließt hier
>> nur wenn der Akku voll ist (4.2V).
>
> Ok, das ist dann aber Ausprobier- bzw. Glückssache. Wenn man es genau
> nähme, bräuchte der TL431 min. 0,4-1mA zum Regeln und der (ständige!)
> Querstrom des Spannungsteilers müßte dann deutlich mehr sein oder?

Nein, das steht so im Datenblatt. Da braucht man nichts ausprobieren. 
Wenn der TL431 anfängt zu regeln ist die Spannung schon zu hoch. Dann 
kann er ruhig verbrauchen.
Der Querstrom des Spannungsteilers steht sogar im o.a. Schaltplan: 
2.6uA.

>
> Warum regelst du das nicht gleich mit dem Controller, wenn der schon die
> Akkuspannung abgreift? Alle paar Sekunden mal die Akkuspannung per Last
> runterziehen, wenn sie zu hoch wird.

Und in den 10min wenn der Controller schläft, bläst die Solarzelle bei 
Sonnenschein den Akku kaputt. Was stört Dich an den 5uA für den TL431 + 
Spannungsteiler? Das ist die energetisch günstigste Möglichkeit ein 
Überladen des Akkus zu verhindern. Ein Aufwecken des Controllers zum 
Spannungsmessen und Regeln kostet mit Sicherheit mehr.

von Wolfgang (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Der Ertrag ist für eine Wetterstation nicht so wichtig.

Na ja, ohne Strom gehts nicht und für eine Wetterstation will man auch 
kein 1m²-Panel hinstellen.
Für eine solarbetriebene Station ist es wichtiger, dass sie auch im 
Winter genug Strom erzeugt und dafür sind die mittleren Tages- bzw. 
Monatserträge aus der Statistik zusammen mit der Modellierung des 
Einflusses der Panelausrichtung eben hilfreich. Außerdem muss bei 
Außenbetrieb das Panel so steil stehen, dass Schnee sicher abrutscht. Im 
Sommer hat man alleine schon auf Grund der größeren Tageslänge mehr als 
genug Strom.

von Sven B. (scummos)


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Andreas B. schrieb:
> Das schafft man nicht, weil:
> Der ESP braucht ca. 10uA.
> Das Eeprom darin benötigt 5uA wenn man Glück hat.
> Der 3.3V Spannungsregler will auch seine 30uA (NJU7223).

Nja, auf meinem Board schaltet mein µC bevor er sich schlafen legt über 
einen Transistor das Power Rail für die Sensoren und den ESP8266 
komplett aus. Aber klar, ist alles mit Aufwand verbunden. Wahrscheinlich 
ist auch egal, ob das 50 µA oder 5 µA braucht, das fällt ohnehin nicht 
in's Gewicht. Aber mal nachmessen dass es keine 2 mA sind, sollte man 
wohl schon.

von batman (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Und in den 10min wenn der Controller schläft, bläst die Solarzelle bei
> Sonnenschein den Akku kaputt. Was stört Dich an den 5uA für den TL431 +
> Spannungsteiler? Das ist die energetisch günstigste Möglichkeit ein
> Überladen des Akkus zu verhindern. Ein Aufwecken des Controllers zum
> Spannungsmessen und Regeln kostet mit Sicherheit mehr.

Er muß ja nicht so lange schlafen, wenn die Akkuspannung so hoch ist. 
Ein Controller braucht keinen Schlaf wie wir. ;-)

Der TL431 ist da schon nicht schlecht eingesetzt, könnte aber imo durch 
ein paar Zeilen Code ersetzt werden.

von Li+ (Gast)


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Andreas B. schrieb:

> Zu groß darf der Akku wg. der Selbstentladung wiederum auch nicht sein.
> Viel hilft hier nicht viel. Ich habe es hier so dimensioniert, daß der
> Akku 7 Tage überbrücken kann.

Falsche Akkutechnologie ausgewählt?

von Andreas B. (bitverdreher)


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batman schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Und in den 10min wenn der Controller schläft, bläst die Solarzelle bei
>> Sonnenschein den Akku kaputt. Was stört Dich an den 5uA für den TL431 +
>> Spannungsteiler? Das ist die energetisch günstigste Möglichkeit ein
>> Überladen des Akkus zu verhindern. Ein Aufwecken des Controllers zum
>> Spannungsmessen und Regeln kostet mit Sicherheit mehr.
>
> Er muß ja nicht so lange schlafen, wenn die Akkuspannung so hoch ist.
> Ein Controller braucht keinen Schlaf wie wir. ;-)

Das weiss man aber erst wenn er schon gemessen hat. Und dann hat er den 
Strom schon verplempert.
Man könnte natürlich in den normalen Zyklen messen und erst dann wenn er 
>4V hat, öfter zum Regeln aufwecken. So schnell wird er ja nicht 
aufgeladen.
Oder noch einfacher: Nur während der normalen Zyklen messen und ab 4.1V 
erst gar nicht schlafen legen. (der Verbrauch muß dabei natürlich höher 
sein als die Solarzelle liefern kann).
Problem ist nur: Wenn der ESP mal abkackt ist der Akku hin.

>
> Der TL431 ist da schon nicht schlecht eingesetzt, könnte aber imo durch
> ein paar Zeilen Code ersetzt werden.

Habe gerade mal einen TL431 nachgemessen. Vor Regeleinsatz braucht er 
doch schon ca. 0.3mA (etwa 4V Akku entsprechend). Da wäre doch noch 
Einsparpotential.

Sven B. schrieb:
> Nja, auf meinem Board schaltet mein µC bevor er sich schlafen legt über
> einen Transistor das Power Rail für die Sensoren und den ESP8266
> komplett aus.

Wie schaltest Du ihn wieder ein? Oder hast Du noch einen zweiten uC 
drin?

von Stefan F. (Gast)


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> wenn man sich Mühe gibt schafft man wahrscheinlich auch unter 5 µA

Der ESP8266 hat zusammen mit seinem Flash Speicher eine 
Ruhestromaufnahme von etwa 25µA. Darunter kommst du vermutlich nur mit 
viel Kälte oder indem du seine Stromversorgung ganz abschaltest.

von Sven B. (scummos)


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Andreas B. schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> Nja, auf meinem Board schaltet mein µC bevor er sich schlafen legt über
>> einen Transistor das Power Rail für die Sensoren und den ESP8266
>> komplett aus.
>
> Wie schaltest Du ihn wieder ein? Oder hast Du noch einen zweiten uC
> drin?

Ja, ich benutze den ESP nur als Funkmodul. Man kann auch ein NRF24L01 
draufstecken, deshalb.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Gerade einen schönen Ersatz für den TL431 gefunden, der doch mehr Strom 
verbraucht als ich dachte. Im DB ist er ja mit <1uA angegeben wenn er 
nicht regelt. Da er aber offensichtlich nicht so scharf regelt, wie ich 
erwartet habe, braucht er bei 4V Akkuspannug schon ca. 0.3mA (wie oben 
angegeben).
Alternative wäre der ATL431. Der kommt im Stromverbrauch noch mal eine 
Zenerpotenz runter. Da wird man aber bei meiner Schaltung oben noch 
einen Vorwiderstand brauchen, sonst wird es ihm im seinem SOT23 
Kleidchen etwas zu warm werden.

von Stefan F. (Gast)


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Dass der TL431 nicht "scharf" umschaltet hat einen Sinn: Er würde sonst 
schwingen.

von Keller (Gast)


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wird es ihm im seinem SOT23
Kleidchen etwas zu warm werden.

Die ganze SolarErnte verschwenden ! Igitt !

Dieser Solarverein kommt mir vor wie ein
1° April Witz

von batman (Gast)


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It's not a bug, it's a feature! :)

Ist sowieso nicht so gut für den Akku, wenn er voll aufgeladen wird.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Stefan U. schrieb:
> Der ESP8266 hat zusammen mit seinem Flash Speicher eine
> Ruhestromaufnahme von etwa 25µA. Darunter kommst du vermutlich nur mit
> viel Kälte oder indem du seine Stromversorgung ganz abschaltest.

den Wert bestätige ich erstmal so, beim letzten Umbau habe ich ca. 40µA 
gemessen.
ESP8266-12, BME280, BH1750, alles im DeepSleep. Kein Spannungsregler, 
LiFePO4 hat die ideale Spannungslage dafür.
Solar habe ich mal angedacht, aber mehr als Experiment. Liegt hier 
irgendwelcher Pollinkram. Ich glaube nicht, daß man bei LiFePO4 
sonderlich Aufwand treiben kann. Lebensdauer beim Akku muß man schauen, 
wenn der bei mir nach 2-3 Jahren nicht mehr will ist es mehr Pech als 
ein Problem.

Wenn man nur den ESP als Prozessor nutzt macht es auch Sinn, WLAN 
komplett abzuschalten.
1
  ESP.deepSleep(1, WAKE_RF_DISABLED); 
2
  delay(100);
startet ihn über GPIO16 nach 1µs ohne WLAN neu.
Stromverbrauch dann ca. 10-15mA.
1
  ESP.deepSleep(1, WAKE_RFCAL); 
2
  delay(100);
Schaltet WLAN wieder ein.

Das abgeschaltete WLAN geht nur so wieder einzuschalten!
Oder durch löschen des Flash oder durch nachschauen, wo er das in seinem 
internen Flashbereich speichert...

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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> Das abgeschaltete WLAN geht nur so wieder einzuschalten!

Das interessiert mich. Habe ich Dich richtig verstanden, dass man die 
WAN Schnittstelle nur indirekt über den Timer-Reset ein/aus schalten 
kann?

von Michael U. (amiga)


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Stefan U. schrieb:
> Das interessiert mich. Habe ich Dich richtig verstanden, dass man die
> WAN Schnittstelle nur indirekt über den Timer-Reset ein/aus schalten
> kann?

indierekt stimmt, zumindest habe ich nichs anderes bei Espessif 
gefunden.
Es wird schon eine Flashadresse geben wo er sich das merkt, irgendwo im 
internen Config-Bereich.

Der Timer ist nicht das Problem, ESP.deepSleep() setzt mit dem Parameter 
nur den Mode. Du kannst auch ESP.deepSleep(0, WAKE_RF_DISABLED) 
schicken, dann geht er ohne Timer schalfen und ist eben nur über Reset 
oder PowerOn wieder zu wecken. WLAN ist dann aus und bleibt aus bis Du 
mit WAKE_RFCAL als Mode wieder einschaltest.

ESP.deepSleep(microseconds, mode) will put the chip into deep sleep.
mode is one of
WAKE_RF_DEFAULT,
WAKE_RFCAL,
WAKE_NO_RFCAL,
WAKE_RF_DISABLED.
(GPIO16 needs to be tied to RST to wake from
deepSleep.)

Die Unterschiede der RF-Modi habe ich noch nicht weiter ergründet, hängt 
mit dem internen auto-reconnect-Verhalten zusammen.

Habe gerade meinen Sensor nochmal beim Wickel gehabt und keinen für 
sofort erkennbaren Unterschied gefunden.

Bezug zum Topic: Laufzeit meines Sensors zwischen Start setup und 
deepSleep liegt bei rund 1700ms. Connectzeit zum WLAN bei ca. 200ms bei 
guten Verhältnissen, feste IP usw.
Rest ist MQTT-connect, unwesentlich. Meßzeiten BH1750 und BME280 müßte 
ich nachschlagen.
Wären im Moment also bei Messung alle 5 Minuten rund 30mAh pro Tag, die 
Solarmodul nachladen müßte. Ich muß mir mal irgendeine "Meßeinrichtug" 
mit einem ESP basteln und so ein kleines Modul mal irgendwie hier am 
Einsatzort ausmessen. Stadtwohnung in Berlin, 1.Stock, Hofseite mit 
direkter Sonneneinstrahlung bei mir nur bis ca. 11 Uhr, Sensor 
abgeschattet auf dem Balkonboden.
Der BH1750 meldet im Moment 602 Lux. Wetter bedeckt und trübe.
Spitzen jetzt im Winter immer um 100 Lux, etwa 100 Lux zwischen ca. 9 
und 16 Uhr. Im Oktober ca. 800 Lux zwischen 10 und 18 Uhr.
August 1200 Lux. Müßte ich direkt die Datenbank abfrage, Blättern in den 
Diagrammen mit FHEM ist zu langweilig...

Hmm gerade einen Fehler im FHEM-SVG gesehen bei der logarithmischen 
Darstellung.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Danke Michael, ich habe deinen Hinweis zu meiner Info-Seite über den 
ESP8266 hinzufügt.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Stefan U. schrieb:
> Danke Michael, ich habe deinen Hinweis zu meiner Info-Seite über den
> ESP8266 hinzufügt.

Du hast einen Tippfehler eingebaut: "Ohne WLAN nimmer der Chip" :-)

Gruß aus Berlin
Michael

von Andreas B. (bitverdreher)


Angehängte Dateien:

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Also, ich habe jetzt mal was Neues kreiert, was die ganzen Einwände hier 
(hoffentlich) berücksichtigt.
Grundidee:
Der Tiny85 (Tiny25 reicht auch) wacht periodisch (alle 10s) auf und 
checkt die Akkuspannung (Referenz ist Vcc, gemessen wird die interne 
Referenz). Wenn sie zu hoch ist (>4.2V) wird Q1 eingeschaltet und 
verheizt die Energie in R6. Wenn die Spannung unter 4.15V liegt, 
schaltet er Q1 aus und legt sich wieder schlafen.
Dann wird alle 10min die 3.3V Schiene (Q2) eingeschaltet. Der ESP loggt 
sich ins NW ein, loggt seine Daten via MQTT (incl. Akkuspannung) und 
meldet über GPIO16->0, wenn er fertig ist.
Der Tiny checkt unterdessen periodisch PB0. Wenn der auf 0 geht (ESP 
fertig) schaltet er den 3.3V Zweig wieder aus und legt sich bis zur 
nächsten Spannungsmessung schlafen.
Der Tiny taktet mit 62.5kHz und braucht dabei etwas weniger als 1.5mA. 
Im Sleep sind es 0.2uA.
Das mit der festen IP (Danke Michael!) werde ich unabhängig davon auch 
noch machen. Das hatte ich nicht so auf den Schirm.

Falls noch jemand Ideen oder Einwände hat: Nur zu.

Ich wollte erst den Tiny 10 nehmen, aber der hat keine interne Referenz. 
Der kleinste Tiny der eine interne Referenz hat, diese mit Vcc als 
Referenz messen kann ist der Tiny25. Mit dem Tiny13 bräuchte man wieder 
einen  externen Spannungsteiler.
Wenn ich Zeit habe, baue ich mir das mal so nach und berichte.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

ich beziehe mich jetzt mal auf mein Posting von 01.04.2018 14:00 unterer 
Teil.
Mir ist es nicht wirklich wichtig weil ich guten Zugriff auf den Sensor 
habe. Soweit ist der Balkon nicht weg...

Ich werde demnächst mal die "größere" meiner beiden Solarzellen an die 
LiFePO4-Zelle löten. Nur Schottky-Diode als Rückstromdiode rein, die 
lieferbare Strom der kleinen Zellen bei meinem geringen Licht auf dem 
Balkon tut dem Akku nichts wegen Überladung.
Wirklich erkennen kann ich einen Nutzen nur, wenn ich die Akkuspannung 
über die mir ja inzwischen bekannte Laufzeit beobachte. Die loggt FHEM 
sowieso mit. Das läßt sich ier ohnehin nicht anders feststellen als in 
der Praxis.
Zuviele Unbekannte. Nach meiner Rechnung oben müßte ich ja im 
Durchschnitt über rund 20 Tage pro Tag 30mAh (oder rund 0,5Wh bei 6 
Stunden Beleuchtung / Tag) Ladeleistung bekommen, dann würde der Akku 
nie leer werden.
Mal abwarten...

PS: der ESP braucht mit ziemlicher Sicherheit noch 100...22µ direkt an 
seiner Betriebsspannung. Der reagiert sehr sensibel auf 
Spannungseinbrüche wenn er mal schnell 350mA zum Senden haben will.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:

> Ich werde demnächst mal die "größere" meiner beiden Solarzellen an die
> LiFePO4-Zelle löten. Nur Schottky-Diode als Rückstromdiode rein, die
> lieferbare Strom der kleinen Zellen bei meinem geringen Licht auf dem
> Balkon tut dem Akku nichts wegen Überladung.

Wenn die Sonnne auf das Solarpanel scheint, ist der Akku schnell mal 
überladen. LiFePO4 Zelen mögen da etwas gutmütiger als LiPolymer sein, 
aber ich würde es nicht machen. Bei mir fährt er jeden Tag in die 
Begrenzung (4.25V).

von Stefan F. (Gast)


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Du hast anscheinend viel Vertrauen in die Genauigkeit des ADC und seiner 
internen Referenz. Er hat eine Absolue Accuracy von 3 LSB. Und die 
Referenz liefert irgendwas zwischen 1,0 und 1,2V.

Hast du bedacht, dass du den Chip auf eine bestimmte Umgebungstemperatur 
kalibrieren musst?

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Wenn die Sonnne auf das Solarpanel scheint, ist der Akku schnell mal
> überladen. LiFePO4 Zelen mögen da etwas gutmütiger als LiPolymer sein,
> aber ich würde es nicht machen. Bei mir fährt er jeden Tag in die
> Begrenzung (4.25V).

ich kann ja noch in eine 3,9V Z-Diode parallel zum Panel investieren.
Es wid keine Sonne direkt raufscheinen, das Panel bleibt neben dem 
Sensorgehäuse und da darf eben keine direkte Sonne hin wenn ich 
wenigstens halbwegs sinnvolle Meßwerte haben will.
Außerdem, selbst wenn dieDaten des China-Spielzeugs stimmen:
Power: 0.6W
Voltage: 5.5V
Current: 90mA
Material: Polycrystalline silicon
Size: 65x65x3mm
Weight: 14g

müßte ich eben ca. 6 Stunden am Tag ca. 5mA bei 3,3..3,6V haben wenn es 
funktionieren soll. Es ist nur ein Experiment weil die Komponenten 
vorhanden sind.

Ich bin da eher Minimalist: so gut wie nötig, nicht so gut wie möglich.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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> ich kann ja noch in eine 3,9V Z-Diode parallel zum Panel investieren.

Schau Dir mal die typische Kennlinie der Diode an, ab welcher Spannung 
sie leitfähig wird. Und dann schau mal, wie groß der Toleranzbereich 
ist.

Andreas B. schrieb sinnvollerweise:
> Das macht man besser mit einem TL431.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan U. schrieb:
> Du hast anscheinend viel Vertrauen in die Genauigkeit des ADC und
> seiner
> internen Referenz. Er hat eine Absolue Accuracy von 3 LSB. Und die
> Referenz liefert irgendwas zwischen 1,0 und 1,2V.
>
> Hast du bedacht, dass du den Chip auf eine bestimmte Umgebungstemperatur
> kalibrieren musst?

Ich habe es nachgemessen und den Spannungsteiler für den TL431 
entsprechend angepasst. So viel Vertrauen habe ich dann doch nicht. 
Zumal der Spannungsteiler sehr hochohmig dimensioniert und der 
Eingangswiderstand des TL431 weitgehend unbekannnt ist.
Auf ESP Seite habe ich einen Faktor drin, den ich ebenfalls durch 
nachmessesn ermittelt habe. Ich messe auch zuerst bevor ich das WLAN des 
ESP einschalte.
Sollte also stimmen.

Falls Du das neue Konzept meinst: Dort sollte es genauso gemacht werden. 
Also einen Kalibrierungsfaktor in die SW sowohl beim Tiny als auch beim 
ESP einbauen.

von Stefan F. (Gast)


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Es gibt vom TL431 eine Version mit weniger Stromaufnahme. Ich weiß 
leider nicht auswendig, wie der heißt.

Andere Richtung:

Ich habe gerade mit Google den Solar Battery Charger LT3652 gefunden, 
sieht auf den ersten Blick vielversprechend aus.

von Dirk D. (onemintyulep)


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Andreas B. schrieb:
> Der Tiny85 (Tiny25 reicht auch) wacht periodisch (alle 10s) auf und
> checkt die Akkuspannung (Referenz ist Vcc, gemessen wird die interne
> Referenz). Wenn sie zu hoch ist (>4.2V) wird Q1 eingeschaltet und
> verheizt die Energie in R6.

Das geht so nicht. Die Ladespannung darf nie über 4.25V sein, auf jeden 
Fall keine 10 Sekunden lang. Wenn das Solarmodul richtig gewählt ist 
kommen da sogar über 5V hinter der Wolke hervor (bei vollem Akku).
Eine auf 4.1V gemessene Zenerdiode+Schottky würde völlig ausreichen, 
oder so ein "TP4056" Platinchen vom Chinesen. Aber ab und zu mal messen 
langt nicht.

: Bearbeitet durch User
von Die Sonne & Du (Gast)


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Wenn die Leerlaufspannung immer kleiner als 8V ist, sollte ein einfacher 
TP4056 reichen.

Der CN3791 kann 'etwas' MPPT:
https://de.aliexpress.com/item/1-Cell-Lithium-Battery-Charging-3-7V-4-2V-CN3791-MPPT-Solar-Panel-Regulator-Solar-Controllers/32821360357.html

von Wolfgang (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Es gibt vom TL431 eine Version mit weniger Stromaufnahme. Ich weiß
> leider nicht auswendig, wie der heißt.

Meinst du den TLVH431?
Der ist ca. einen Faktor 10 genügsamer.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan U. schrieb:
> Es gibt vom TL431 eine Version mit weniger Stromaufnahme. Ich weiß
> leider nicht auswendig, wie der heißt.

ATL431 hatte ich oben bereits genannt. Aber das Problem der unscharfen 
Kennlinie hat er auch. Daher die Lösung oben mit den Attiny.

Michael U. schrieb:
> Es wid keine Sonne direkt raufscheinen, das Panel bleibt neben dem
> Sensorgehäuse und da darf eben keine direkte Sonne hin wenn ich
> wenigstens halbwegs sinnvolle Meßwerte haben will.

Ich habe das Solarpanel getrennt vom Sensor. Der Sensor ist immer im 
Schatten des Balkons oben drüber. Die Solarzelle ist über ein 60cm 
langes Kabel angeschlossen und etwa im 45° Winkel auf die Sonne 
ausgerichtet.
Wenn das Panel nicht in die Sonne kommt, wirst Du es mehrfach 
überdimensionieren müssen. Bei Sonneschein bekomme ich >50mA. Bewölkt 
sind es <1mA. Rechne Dir es aus.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Die Sonne & Du schrieb:
> Wenn die Leerlaufspannung immer kleiner als 8V ist, sollte ein einfacher
> TP4056 reichen.
>
> Der CN3791 kann 'etwas' MPPT:
> 
https://de.aliexpress.com/item/1-Cell-Lithium-Battery-Charging-3-7V-4-2V-CN3791-MPPT-Solar-Panel-Regulator-Solar-Controllers/32821360357.html

Wir reden hier von Solarzellen, die max. 50-100mA und im Durchschnitt 
etwa 1mA abgeben. Da kannst Du sowas vergessen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Dirk D. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Der Tiny85 (Tiny25 reicht auch) wacht periodisch (alle 10s) auf und
>> checkt die Akkuspannung (Referenz ist Vcc, gemessen wird die interne
>> Referenz). Wenn sie zu hoch ist (>4.2V) wird Q1 eingeschaltet und
>> verheizt die Energie in R6.
>
> Das geht so nicht. Die Ladespannung darf nie über 4.25V sein, auf jeden
> Fall keine 10 Sekunden lang. Wenn das Solarmodul richtig gewählt ist
> kommen da sogar über 5V hinter der Wolke hervor (bei vollem Akku).
> Eine auf 4.1V gemessene Zenerdiode+Schottky würde völlig ausreichen,
> oder so ein "TP4056" Platinchen vom Chinesen. Aber ab und zu mal messen
> langt nicht.

Dann müßte man halt bei >4V den Tiny anlassen und ständig messen
Bei einer 300mAh Zelle und einen max. Strom von 70mA geht das nicht so 
schnell. Das ist ein Ladestrom von max. 0,25C.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Stefan U. schrieb:
> Schau Dir mal die typische Kennlinie der Diode an, ab welcher Spannung
> sie leitfähig wird. Und dann schau mal, wie groß der Toleranzbereich
> ist.

weiß ich, ich habe auch noch 3,6V gefunden, die passen mir wesentlich 
besser.
Zwischen 3,3V und 3,6V sollte aber eigentlich die Z-Diode noch keinen 
wesentlich Strom abzweigen, in Reihe zum Akku liegt ja noch eine 
Schottky, da kommen also 0,1...0,3V weniger an. Ich will wegen ESP und 
Sensoren ohnehin unter 3.6V Zellenspannung bleiben. Die Zellen gehen 
auch auf 4,2V hoch wenn man sie versehtlich als LiIO lädt, der Zelle 
passiert da (sofort) garnichts, die ist nach ablemmen und liegenlassen 
in weniger als 20 Minuten wieder auf ihren 3,36V.

Gruß aus Berlin
Michael

von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> Ich will wegen ESP und
> Sensoren ohnehin unter 3.6V Zellenspannung bleiben.

Auf den Spannungsregler willst Du auch noch verzichten?
Glaube mir: das wird nichts. Das funktioniert nur, wenn Du die 
Solarzelle extrem überdimensionierst und nur im Schatten betreibst. Der 
Preis für die Solarzelle dürfte dabei die der Bauteile, die für ein 
ordentliches funktionieren erforderlich sind, erhebich übersteigen.
Die Kennlinie einer Zenerdiode hast Du Dir bestimmt noch nicht 
angeschaut wie von Stefan empfohlen.
Etwas rechnen muß man bei dieser Geschichte schon. Einfach mit mal so 
ein paar Teile zusammenkloppen, die man gerade in der Bastelkiste hat 
wird das nichts.

von Dirk D. (onemintyulep)


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Andreas B. schrieb:
> Dann müßte man halt bei >4V den Tiny anlassen und ständig messen
> Bei einer 300mAh Zelle und einen max. Strom von 70mA geht das nicht so
> schnell. Das ist ein Ladestrom von max. 0,25C.

Das müsste man, dann würde das gehen. Bei der Formulierung springt halt 
mein "LiPo-Warner" an, weil es da nicht ums Überladen geht sondern rein 
um die Spannung.
Ich bin auch von einer grösseren Solarzelle ausgegangen. Mit so einer 
0.5W Zelle müsste man allerdings unter 1mAh/h bleiben damit das auch im 
Winter funktioniert.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Auf den Spannungsregler willst Du auch noch verzichten?
> Glaube mir: das wird nichts. Das funktioniert nur, wenn Du die
> Solarzelle extrem überdimensionierst und nur im Schatten betreibst. Der
> Preis für die Solarzelle dürfte dabei die der Bauteile, die für ein
> ordentliches funktionieren erforderlich sind, erhebich übersteigen.
> Die Kennlinie einer Zenerdiode hast Du Dir bestimmt noch nicht
> angeschaut wie von Stefan empfohlen.

also nochmal langsam: Zustand ist (seit Monaten) ESP/BME280/BH1170 an 
einer LiFePO4-Zelle mit 600mAh. Natürlich gibt es da keinen 
Spannungsregler. Die Zellenspannung ist 20 Min nach Ladeende auf ca. 
3,36V, 3,3V..3,2V hält sie bis zum Entladeende, dann geht es steil 
bergab. Das ist das übliche Verhalten von LiFePO4.

Nachladen heißt also nur Spannung über 3,3V an der Zelle, max. 3,6V 
wegen der angeschlossenen Komponenten, eher 3,5V. Darauf muß die 
Spannung des Panels begrenzt werden. Mehr aber auch nicht. Ob das kleine 
China-Panel bei meinen Lichtverhältnissen am Aufstellort überhaupt 
nennemswerten Strom liefern kann muß ich noch testen. Bei vollem 
Sonnschein auf dem Panel und Akkuspannung von 3,5V wäre die Z-Diode eben 
nahe ihrer maximalen Verlustleistung von 0,5W.
Da das Panel (angeblich!) nur 0,5W liefert, dürfte das ein sehr 
theoretischer Zustand sein. Ich habe 20 Tage Zeit, den Akku zu laden um 
den Ladezustand zu halten. Das wären also 600mAh/20 ca. 30mAh pro Tag 
oder bei 6 Stunden ausreichender Helligleit 5mAh pro Stunde macht 5mA 
Ladestrom in dieser Zeit. Das muß das Panel eben liefern können 
(vielleicht...).
Wenn es wirklich mehr wird, steigert die Z-Diode die Erderwärmung.

Ich plane keinen Sensor an unzugänglicher Stelle, ich brauche keine 10 
Jahre Laufzeit, ich will keine Serie davon fertigen (na gut, könnte man 
schon, die Solarfunzel-Hersteller beweisen es ja).

Ich brauche nur auf den Balkon gehen und den Akku tauschen und laden 
wenn FHEM mir eine zu niedrige Akkuspannung anzeigt (bei ca. 2,5V fällt 
der ESP aus, solange sollte ich also nicht warten).

PS: würde ich an einer Hauswand nicht anders machen, Solarzelle kann man 
in passender Größe nehmen und ob der Akku 400mAh oder 2000mAh hat, 
ändert nichts an den grundsätzlichen Verhältnissen. Ob der Ruhestrom 
dann 40µA oder 3µA ist beeinflußt nur Panelgröße und Akkukapazität.
Wenn wir aber bei besagtem Sensor reden, reden wir auch von recht 
kleinen Akkuzellen und kleinen Panelen. Ob 7x7 cm² oder 15x15cm² 
Solarpanel an der Hasuwand händen dürfte keinen praktischen Unterschied 
machen.
Dafür würde ich nicht den elektronischen Aufwand treiben.
Meine Sensoren mit Tiny45/RFM02 (433MHz)/FOST02 (SHT11 Abkömmling) 
laufen seit 2009 durchgehend. Mit einer CR123A ca. 3 Jahre.
Ein Tiny45/RFM02 (nur der interne Schätzsensor des Tiny genutzt) liegt 
seit 2009 im Gefrierfach mit einer CR2032. Da ist ca. alle 9 Monate ein 
Batteriewechsel fällig. Das war ursprünglich eigentlich nur ein 
"Klimaversuch" für die Sensoren...

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von ULP (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> sendet etwa alle 10min abhängig vom Batterieladezustand

Eine gute Lösung.

Je nach Daten kann man z.B. auch nachts mit der Datenrate runter gehen, 
und später mehrerer Datensätze auf einmal übertragen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> Natürlich gibt es da keine
> Spannungsregler. Die Zellenspannung ist 20 Min nach Ladeende auf ca.
> 3,36V, 3,3V..3,2V hält sie bis zum Entladeende, dann geht es steil
> bergab. Das ist das übliche Verhalten von LiFePO4.

Ok, bei 3.6V tut es der ESP noch. Schön finde ich das nicht, aber wenn 
man berücksichtigt daß manche den ESP mit 5V laufen lassen (und ich 
meine jetzt nicht die Module mit eingebautem Spannungsregler)....

Aber das Begrenzen der Ladespannung bekommst Du mit Zenerdioden nicht 
hin. Wenn die Zenerdiode bei 3.6V nennenswert Leistung aufnimmt, 
verbraucht sie bei 3.4V zu viel Strom.

Michael U. schrieb:
> Ich brauche nur auf den Balkon gehen und den Akku tauschen und laden
> wenn FHEM mir eine zu niedrige Akkuspannung anzeigt (bei ca. 2,5V fällt
> der ESP aus, solange sollte ich also nicht warten).

Geht mir auch nicht anders, aber ich möchte es perfekt machen. ;-). Und 
möglichst klein soll es dabei auch noch sein.

Mit den RFM modulen hatte ich mir das auch mal überlegt, aber da müßte 
man für jedes Modul irgendeinen Empfänger an den Router dran basteln. 
(Ich habe einen Openwrt Router mit Mosquitto am laufen)

von Holger W. (holgerw)


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Ich hab RFM12 Module mit PIC und 3AAA Enerloop Akkus laufen, dazu 
kleines Solarpanel für die Aussensensoren. Ohne direkte Einstrahlung 
kein Problem, in der Jahresübersicht sieht man deutlich den Einbruch von 
4.1 auf 3.8 Volt in der dunkleren Jahreszeit. Das läuft ca. 3 Jahre 
schon so autark.
Ich habe eine Bridge für meine ca. 10 Sensoren, ein RFM12 empfängt die 
Daten und gibt diese über einen ESP8266 an den MQTT Server auf dem Raspi 
weiter.

ESP mit Solarpanel habe ich noch nicht im Einsatz

Holger

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Holger W. schrieb:
> Ich habe eine Bridge für meine ca. 10 Sensoren, ein RFM12 empfängt die
> Daten und gibt diese über einen ESP8266 an den MQTT Server auf dem Raspi
> weiter.

ich habe damals als die RFM-Module von HopeRF auftauchten unbedingt 
damit rumspielen wollen...
Sensoren haben, wie schon erwähnt, RFM02, Empfänger ist inzwischen auch 
hier eine WLAN-bridge RFM12 - ESp8266, der konvertiert auch die Daten 
für MQTT.
Die RFM02 senden mit ca. 20kBaud (sollten 19,2kBaud werden, damals 
falschen Wert eingetragen und eben für alle übernommen...). Datenpaket 
ist Plain ASCII, 3x 0xAA, MagicPattern und 28 Byte Daten für max. 3 
Sensoren an einem ATTiny.
Der Tiny gejt komplett schlafen, WakeUp macht der RFM02, sein 
Sleep-Timer braucht freilaufend weniger Strom als der Tiny. Die 
Ungenauigkeit der ca. 2 in ist auch gut und Absicht, da kommen die nicht 
längere Zeit auf die Idee, gleichzeitig zu senden.
Wenn 1-2 Pakete mal nicht ankommen ist es bei der Anwendung völlig egal, 
die Verlustrate ist überraschend gering. Am Anfang habe ich das noch 
überwacht, von 30 Paketen pro Stunden geht im Schnitt nur 1-2 verloren, 
längere Aufälle habe ich nie beobachtet.

Ich bin mir auch nicht sicher, ob der ESP auf dem Balkon bleint oder ob 
ich die alte Version modernisiere auf RFM02/Tiny45/BME280/BH1750.
Allerdings müte ich dann mein altes Protokoll auf 36 Byte Nutzdaten 
aufbohren. Müßte ich die alten 5 Sensoren und die Bridge eben neu 
flashen. Haben zum Glück alle ISP-Stecker dran...

Gruß aus Berlin
Michael

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Ok, bei 3.6V tut es der ESP noch. Schön finde ich das nicht, aber wenn
> man berücksichtigt daß manche den ESP mit 5V laufen lassen (und ich
> meine jetzt nicht die Module mit eingebautem Spannungsregler)....

Der ESP8266 ist mit Arbeitsbereich 3,0...3,6V angegeben, die 5V-Storys 
kenne ich, er überlebt es oft, macht aber meist was er will
. Ist auch nicht mein Thema.

> Aber das Begrenzen der Ladespannung bekommst Du mit Zenerdioden nicht
> hin. Wenn die Zenerdiode bei 3.6V nennenswert Leistung aufnimmt,
> verbraucht sie bei 3.4V zu viel Strom.

genau das muß ich mir mal praktisch anschauen. Das Spannungsverhalten 
von LiFePO4 ist da ziemlich interessant. Wenn bei 3,4V überhaupt noch 
Ladestrom für ihn übrigbelbt ist er ohnehin schon fast voll geladen. Der 
Anstieg auf 3,6V und höher erfolgt erst bei den letzten 5% der 
Kapazität.
Ist beim Entladen auch so, wenn er auf 3,1V runter ist hat er noch ca. 
10% der Kapazität. Die Werte kann ich auch mit meinen China-Zellen 
bestätigen.
Es gab auch im mNetz eine Versuchsreihe mit einer 18650 LiFePO4 Zelle an 
einem LiIO Ladegerät bis 4,2V. Nach 150 Zyklen gab es durch diese 
Mißhandlung keinen merklichen Kapazitätsverlust.

Naja, soll ja sonniger werden hier, also mal das Mini-Panel 
vorbereiten...
Ich mache da auch erstmal keinen Aufwand, Panel ran und Akkuspannung in 
FHEM beobachten und abwarten.

Gerade mal in FHEM gekramt (die Spannungswerte sind ca. 120mA zu 
niedrig, der ESP-Wandler ist nicht so genau):
10.03. 13:18 3,28V
20.03. 19:13 3,13V hier beginnt der Abstieg
21.03. 04:06 2,38V das war die letzte Meldung des ESP.

Ab 17.03. war die Temperatur um 0..-4 Grad.

Die Laufzeit war also ca. die Hälfte meiner Schätzung von ganz oben.
Mögliche Ursachen:
- die Kapazität der China-Zellen ist geringer als angegeben
- bei den Temparaturen ist der Kapazitätsverlust merklich
- wegen eines Fehler in meiner Software war der ESP länger aktiv

Letzteres habe ich inzwischen behoben, wenn der ESP nach dem Aufwachen 
nicht innerhalb von 10s im WLAN ist geht er wieder schlafen.

Gruß aus Berlin
Michael

von Johannes S. (Gast)


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Michael U. schrieb:
> ich habe damals als die RFM-Module von HopeRF auftauchten unbedingt
> damit rumspielen wollen...
> Sensoren haben, wie schon erwähnt, RFM02, Empfänger ist inzwischen auch
> hier eine WLAN-bridge RFM12 - ESp8266, der konvertiert auch die Daten
> für MQTT.

Diese Lösung halte ich für die paar Wetterbytes auch für viel besser. 
Mit dem RFM69 ist das heute noch einfacher zu programmieren, der hat ja 
schon ein 66 Byte Fifo, Adressfilter und Encryption in Hardware. Ich 
mache das auch über ein Gateway, das ist einfach ein RFM69 über einen 
Adapter am RaspPi angeschlossen, SPI hat der direkt auf der 
Erweiterungsleiste. Verschiedene Gatewaylösungen findet man im Netz, 
auch wie von Michael erwähnt ESP-RFM Gateways. Das kann aber im Warmen 
neben der Steckdose laufen. Und die 868 MHz sind aufgrund der 
limitierten Sendezeiten auch nicht so dicht wie der 433 MHz Bereich.
Der Vorteil des ESP ist sicher das man in einer halben Stunde die 
Anwendung zusammengedengelt hat, aber wenn man die Klimmzüge sieht mit 
Solarzelle, Akkkus, Ladeschaltung usw. ist der Vorteil der 'einfachen' 
Lösung doch dahin, ganz zu schweigen von einer perfekten Lösung.
Bei der Solar-Akku Variante kommt noch dazu das gerade im Winter bei 
wenig Ladestrom der Akku sich in der Kälte nicht wohlfühlt, also auch 
nicht ideal. AA Lithiumbatterien funktionieren bis -40°C, haben 3000 mAh 
und mit 2 Stück ohne Spannungsregler läuft ein µC+RFM+Sensor mehrere 
Jahre.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Johannes S. schrieb:
> Der Vorteil des ESP ist sicher das man in einer halben Stunde die
> Anwendung zusammengedengelt hat, aber wenn man die Klimmzüge sieht mit
> Solarzelle, Akkkus, Ladeschaltung usw. ist der Vorteil der 'einfachen'
> Lösung doch dahin, ganz zu schweigen von einer perfekten Lösung.

Na, ja, wenn man bei der RFM Lösung auch wieder einen ESP oder sonstigen 
Gateway für den MQTT Client braucht, schmilzt der Vorteil wieder dahin. 
Mit der ESP Lösung braucht es keine zusätzliche HW. Und mal ehrlich: 
Schau Dir mal den obigen Schaltplan an. Ist das viel Aufwand? Ich habe 
auch eine neue Version ohne Q2, da ich jetzt einen Spannungsregler mit 
enable verwende. Das Board habe ich schon mal in Auftrag gegeben.

von Johannes S. (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Na, ja, wenn man bei der RFM Lösung auch wieder einen ESP oder sonstigen
> Gateway für den MQTT Client braucht, schmilzt der Vorteil wieder dahin.

Der ESP war auch nur ein Beispiel, man kann auch einen billigen Arduino 
nehmen und per seriell an den Steuerrechner anklemmen, incl. RFM kostet 
das auch keine 10€ und es wird ja nur einmal für viele Sensoren und 
Aktoren gebraucht. Die 10€ spart man dann schnell an Akku und Solarpanel 
ein.

In der Schaltung verstehe ich den Zweck von Q1/R1 nicht, soll das eine 
Heizung sein? Als Ladestrombegrenzung in einfachen Solarreglern kenne 
ich das so das der Q das Panel kurzschliesst um die Ladung zu stoppen, 
aber nicht den Akku kurzschliesst. Oder sind nur Akku und Solarzelle im 
Plan vertauscht?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Johannes S. schrieb:
> In der Schaltung verstehe ich den Zweck von Q1/R1 nicht, soll das eine
> Heizung sein? Als Ladestrombegrenzung in einfachen Solarreglern kenne
> ich das so das der Q das Panel kurzschliesst um die Ladung zu stoppen,
> aber nicht den Akku kurzschliesst. Oder sind nur Akku und Solarzelle im
> Plan vertauscht?

Ja, damit wird quasi die Energie in R1 verheizt. Und ja, ich habe das am 
Akku angeschlossen, damit man den Akku etwas entladen kann (auf 4.1V 
o.ä.), wenn er auf 4.25V kommt. Der Tiny soll sich ja wieder kurz 
schlafen legen. In der Schlafzeit des Tiny wird ja nicht geregelt. So 
kann der Akku in dieser Zeit nicht überladen. So war zumindest meine 
Idee. Diese Hysterese muß man dann mal austesten. Sie ist abhängig vom 
Verhältnis der max. Solarzellenleistung und der Akkukapazität.

von Johannes S. (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Ja, damit wird quasi die Energie in R1 verheizt.

Dann sollte der SHT15 auch ein gutes Stück weit weg sein, die sind sehr 
empfindlich. Den habe ich auch benutzt und im ersten Gehäuseprototyp aus 
schwarzem PETG reagiert der sofort auf jeden Sonnenstrahl. Selbst auf 
einer Platine empfiehlt der Hersteller Ausfräsungen um Temperaturbrücken 
zu minimieren, so wie Omega es auch auf seinen Bildern gezeigt hat.

Omega G. schrieb:
> Etwas ganz ähnliches habe ich seit mehr als einem Jahr in Betrieb.

Falls du noch mitliest: wie hast du den (vermutlich) SHT2x gelötet? Ich 
habe für eine 2.Version auch nackige SHT31 gekauft und hoffe das ich die 
im Pizzaofen gelötet bekomme.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Ja, damit wird quasi die Energie in R1 verheizt. Und ja, ich habe das am
> Akku angeschlossen, damit man den Akku etwas entladen kann (auf 4.1V
> o.ä.), wenn er auf 4.25V kommt. Der Tiny soll sich ja wieder kurz
> schlafen legen. In der Schlafzeit des Tiny wird ja nicht geregelt. So
> kann der Akku in dieser Zeit nicht überladen. So war zumindest meine
> Idee. Diese Hysterese muß man dann mal austesten. Sie ist abhängig vom
> Verhältnis der max. Solarzellenleistung und der Akkukapazität.

naja, ich laß ja Andreas B. (bitverdreher) gern mit mir über die 
Brauchbarkeit einer Z-Diose als Parallelregler für das Solarpanel 
diskutieren. Auf die Idee, den Akku zu entladen falls er zu voll wird 
würde ich aber wohl nie kommen.
Und was heißt "Der Tiny soll sich ja wieder kurz schlafen legen"?
Bei mir schläft der ganze Kram eben 5 Minuten und ist dann für rund 2s 
wach.
Wenn ich da Zeit schinden wollte weil der Akku recht leer ist, könnte 
ich z.B. bei unter 3,2V Zellenspannung des Akkus die SleepTime für den 
nächsten Zyklus eben auf 10min o.ä. setzen.

Zu der RFM-ESP-Bridge wiurde ja schon was gesagt. Sehe ich genauso. Eine 
Bridge für diverse Sensoren. Meine empfängt außerdem IR-Codes meiner 
Fernbedienungen zu beliebiger Nutzung in FHEM, sendet OOK-Signale zu ein 
paar Funksteckdosen und hat eine kleine 16 Zeichen LED-Anzeige für 
irgendwelche beliebigen Meldungen.
Stammt von meinen ersten ESP-Experimenten, hat sich als nützlich 
erwiesen und durfte bleiben. Klein und unauffällig und dauerhaft am 
Strom.
Auffällig durch die LED-Anzeige wenn mal was ist weil die normalerweise 
aus ist.

Warum eigentlich zum BME280 noch einen SHT15?

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Johannes S. (Gast)


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Michael U. schrieb:
> Auf die Idee, den Akku zu entladen falls er zu voll wird
> würde ich aber wohl nie kommen.

nicht nur Bitverdreher :-)
Eine gute autarke Stromversorgung mit Solar und Akku finde ich schon 
interessant, aber eine Heizung in eine Temperaturmessung einzubauen 
würde ich auch noch mal überdenken. Ja, der SHT hat auch eine und mein 
Kühlschrank auch, aber trotzdem...

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

meine ungepflegte alte Homepage mal als Info:
http://www.avr.roehres-home.de/sensoren/index.html
Die Links zu den alten Threads sind irgendwo in den Texten...

Ist das lange her und läuft immernoch. Die Sensorleiterplatten sind 
leider nie gemacht worden, Asche auf mein Haupt.

Gruß aus Berlin
Michael

von Andreas B. (bitverdreher)


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Johannes S. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Ja, damit wird quasi die Energie in R1 verheizt.
>
> Dann sollte der SHT15 auch ein gutes Stück weit weg sein, die sind sehr
> empfindlich.

Der SHT ist extern angebracht. Die Gehäusetemperatur will ich nun 
wirklich nicht messen.

Michael U. schrieb:
> naja, ich laß ja Andreas B. (bitverdreher) gern mit mir über die
> Brauchbarkeit einer Z-Diose als Parallelregler für das Solarpanel
> diskutieren. Auf die Idee, den Akku zu entladen falls er zu voll wird
> würde ich aber wohl nie kommen.
> Und was heißt "Der Tiny soll sich ja wieder kurz schlafen legen"?
> Bei mir schläft der ganze Kram eben 5 Minuten und ist dann für rund 2s
> wach.
Ich habe oben geschrieben, da0 der Tiny alle 10s aufwacht, um die 
Spannung zu messen. Es geht darum, eine Überladung der LiPolymer Akkus 
zu verhindern. Und das geht nun mal nicht mit einer Zenerdiode ohne 
unsinnig Energie zu vernichten (nämlich dann, wenn der Akku leer ist und 
die Zenerdiode noch lustig leitet). Alle 10min wird über die 3.3V 
Schiene der ESP zum Messen der Wetterdaten eingeschaltet.
Zur Erinnerung: Wenn der Tiny schläft, brauche ich mit diesem Konzept 
ca. 0.2uA + den Verbrauch des abgeschalteten Reglers.
Ob man die Energie nun direkt an der Solarzelle vernichtet oder am Akku, 
kommt auf das Gleiche raus. Ich habe hier aber SW mäßig mehr Optionen, 
da ich auf Vorrat Energie vernichten kann (nämlich für die Zeit in der 
der Tiny schläft um zu verhindern daß der Akku in dieser Zeit überlädt). 
Der Strom durch den Widerstand entspricht mit 90mA übrigens etwas mehr 
als der max. Leistung der Solarzelle von 70mA).

> Wenn ich da Zeit schinden wollte weil der Akku recht leer ist, könnte
> ich z.B. bei unter 3,2V Zellenolspannung des Akkus die SleepTime für den
> nächsten Zyklus eben auf 10min o.ä. setzen.
Die "off" Zeit der 3.3V Schiene ist abhängig vom Akkuzustand. Schrieb 
ich schon oben. Diese "Zeitschinderei" habe ich so schon drin. Aktuell 
mach ich das halt mit dem ESP über die Zeitdauer des sleeps.
.
> Warum eigentlich zum BME280 noch einen SHT15?
Umgekehrt: Der SHT war zuerst da. Dann habe ich noch den BMP280 
eingesetzt, um den Luftdruck zu messen.
Der SHT15 ist im übrigen genauer als der BME280.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> Hallo,
>
> meine ungepflegte alte Homepage mal als Info:
> http://www.avr.roehres-home.de/sensoren/index.html
> Die Links zu den alten Threads sind irgendwo in den Texten...
>
> Ist das lange her und läuft immernoch. Die Sensorleiterplatten sind
> leider nie gemacht worden, Asche auf mein Haupt.
>
> Gruß aus Berlin
> Michael

Boah, nichts für ungut, aber der Kram ist ja noch aus den letzten 
Jahrtausend. THT kommt mir nicht mehr ins Haus. ;-)
Je kleiner desto gut ist mein Motto. Aber das ist wohl Geschmackssache.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Ich habe oben geschrieben, da0 der Tiny alle 10s aufwacht, um die
> Spannung zu messen. Es geht darum, eine Überladung der LiPolymer Akkus
> zu verhindern. Und das geht nun mal nicht mit einer Zenerdiode ohne
> unsinnig Energie zu vernichten (nämlich dann, wenn der Akku leer ist und
> die Zenerdiode noch lustig leitet).

ich hatte es noch irgendwie in Erinnerung, verstehe es aber trotzdem 
nicht.
Wenn eine Überladung verhindert werden soll ist der Angriffspunkt das 
Solarpanel und eine Spannungsbegrenzung. Ob das jetzt meine angedachte 
Z-Diode oder ein präziserer Parallelregler isz spielt ja erstmal keine 
Rolle.
Versorgt wird das aus dem Panel, zum Akku gibt es nur eine Diode damit 
eine Entladung bei zu kleiner Solarspannung verhindert wird.

Wenn nicht genug Licht zum Laden da ist kann ich es nicht ändern. Die 
Zellenspannung des Akkus ändert sich auch in 10 Minuten ´fast ohne Last 
nicht, also kann ich beim Beginn des Meßzyklus noch entscheiden was ich 
weiter mache wenn ich die aktuelle Zellenspannung eingelesen habe.
Ändern kann ich die Spannung sowieso nicht, eine LiIO-Zelle bricht bei 
3,5V Zellenspannung nicht schlagartig zusammen, ist aber schon ziemlich 
leer.

Gruß aus Berlin
Michael

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Je kleiner desto gut ist mein Motto. Aber das ist wohl Geschmackssache.

naja, soll ich jetzt sagen: komm in mein Alter, dann legt sich diese 
Einstellung notgedrungen etwas. ;-)

Gruß aus Berlin
Michael

von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> Wenn eine Überladung verhindert werden soll ist der Angriffspunkt das
> Solarpanel und eine Spannungsbegrenzung. Ob das jetzt meine angedachte
> Z-Diode oder ein präziserer Parallelregler isz spielt ja erstmal keine
> Rolle.

Es geht nicht um die Präzision der Spannung sondern um die Kennlinie der 
Zenerdiode. Die ist alles andere als steil. D.h. wenn die bei 3.6V 
leiten soll, um die weiterladung zu verhindern, wird sie auch bei 3.4V 
noch genug leiten, um Dir den Akku leer zu lutschen.

Michael U. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Je kleiner desto gut ist mein Motto. Aber das ist wohl Geschmackssache.
>
> naja, soll ich jetzt sagen: komm in mein Alter, dann legt sich diese
> Einstellung notgedrungen etwas. ;-)

Ich denke, Du unterschätzt mein Alter etwas. ;-) Ich brauche 
mittlerweile eine dicke Lupe neben meiner Brille, um SMD zu löten.
Als ich noch gute Augen hatte, habe ich mit Röhren gebastelt. Die 
Bauteilegröße ist dummerweise umgekehrt proportional zum Fortschritt und 
dieser wiederum proportional zum Alter.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Michael U. schrieb:
>> Wenn eine Überladung verhindert werden soll ist der Angriffspunkt das
>> Solarpanel und eine Spannungsbegrenzung. Ob das jetzt meine angedachte
>> Z-Diode oder ein präziserer Parallelregler isz spielt ja erstmal keine
>> Rolle.
>
> Es geht nicht um die Präzision der Spannung sondern um die Kennlinie der
> Zenerdiode. Die ist alles andere als steil. D.h. wenn die bei 3.6V
> leiten soll, um die weiterladung zu verhindern, wird sie auch bei 3.4V
> noch genug leiten, um Dir den Akku leer zu lutschen.

3,4V wäre noch uniteressant weil die Zellenspannung bei 3,3V liegt. Es 
gibt aber ein anderes Problem: bei den möglichen Strömen ist die 
Z-Spannung schon merklich über den maximal 3,8V die ich zulassen will.
Mal schauen wie sich der TL431 da verhält. Vom zu erwartenden Strom 
müßte er ja klarkommen.

>> Andreas B. schrieb:
> Ich denke, Du unterschätzt mein Alter etwas. ;-) Ich brauche
> mittlerweile eine dicke Lupe neben meiner Brille, um SMD zu löten.
> Als ich noch gute Augen hatte, habe ich mit Röhren gebastelt. Die
> Bauteilegröße ist dummerweise umgekehrt proportional zum Fortschritt und
> dieser wiederum proportional zum Alter.

ok sind wir quitt. :-)
Ein Bekannter hat mir gerade eine UEL51 und eine EM11 mitgebracht.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> 3,4V wäre noch uniteressant weil die Zellenspannung bei 3,3V liegt. Es
> gibt aber ein anderes Problem: bei den möglichen Strömen ist die
> Z-Spannung schon merklich über den maximal 3,8V die ich zulassen will.
> Muß ich halt nochmal mal schauen.

Daher habe ich das mit dem TL431 gelöst. Aber auch hier werden noch min. 
0.3mA verbraucht. Hier in JP reicht das gerade so. Ich könnte natürlich 
einen größeren Akku einbauen, aber ich möchte das jetzt mal mit den 
zusätzlichen Tiny machen. Das bietet mir die meisten Freiheiten 
bezüglich der Optimierung der Solarzellenausbeute. Was mich nämlich auch 
stört ist das vermurkste Sleep Konzept des ESP (max. 35min sleep).

von Stefan F. (Gast)


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> max. 35min sleep

Wir sind inzwischen bei 70 Minuten.

von Keller (Gast)


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Winterschlaf ?

von batman (Gast)


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Ein Aspekt fehlt mir da noch: Z-Diode, TL431 u.a. analoges Zeug 
implementieren unweigerlich das CV-Ladeverfahren, was der Lebensdauer 
der Li-Akkus zuliebe inzwischen gemieden wird (permanent hohe Spannungen 
bei kleinsten Ströme blabla).

Bitverdreher's Schaltverfahren ähnelt da schon eher den aktuellen 
Ladeprozeduren und warum soll es da nicht auch der Lebensdauer 
zuträglich sein.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Johannes S. schrieb:
> Omega G. schrieb:
>> Etwas ganz ähnliches habe ich seit mehr als einem Jahr in Betrieb.
>
> Falls du noch mitliest: wie hast du den (vermutlich) SHT2x gelötet? Ich
> habe für eine 2.Version auch nackige SHT31 gekauft und hoffe das ich die
> im Pizzaofen gelötet bekomme.

Ich habe letztens einige SHT35 per Hand verlötet. Man muß die Pads 
rausstehen lassen, aber es ist schon sehr frickelig. Mit Heißluft habe 
ich mich bei diesen Sensoren nicht getraut. Am besten die Pads am Chip 
vorher nochmal verzinnen (vor allen Dingen seitlich!). Die Sensoren, ich 
hatte, haben das Zinn schlecht angenommen.

Stefan U. schrieb:
>> max. 35min sleep
>
> Wir sind inzwischen bei 70 Minuten.

Stimmt, ich hatte irgendwie noch die 35min im Kopf die da in Internet 
rumgeistern. Ändert aber nichts daran daß das Konzept verhunzt ist. 
Einen Timerausgang auf einen externen Resetpin laufen lassen. Wie schräg 
ist das denn? Und sleep ist das auch nicht, sondern ein simpler 
Neustart. Das kann der externe Tiny besser.

batman schrieb:
> Bitverdreher's Schaltverfahren ähnelt da schon eher den aktuellen
> Ladeprozeduren und warum soll es da nicht auch der Lebensdauer
> zuträglich sein.

Hmm, das würde ich jetzt eigentlich nicht so sehen. Geladen wird ja, was 
die Solarzelle hergibt. Da passt irgendwie kein Ladeverfahren dazu. 
Nennen wir es SLV (Sonnenladeverfahren) ;-). Der Unterschied ist ja nur 
die Begrenzung der Ladung.
Man könnte natürlich auch die Solarzelle beim Erreichen der 4.25V 
kurzschließen und den Tiny zwecks Überwachung immer dann durchlaufen 
lassen, wenn die Spannung >4.1V ist.
Auch kann man statt den Strom in R zu verheizen den ESP laufen lassen 
bis die Spannung abgesunken ist.
Es gibt so einige Möglichkeiten.

von batman (Gast)


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Konventionell wird ja in der Schlußphase dauerhaft mit der 
Ladeschlußspannung geladen, z.B. 4.2V, da fließt ja auch noch Ladestrom.

Aber man kann ja nun programmieren was man will, z.B. auch eine langsame 
Last-PWM als Quasi-CV-Regelung. Der Tiny verbraucht immer noch wenig 
genug, wenn er im Sekundeninterval oder schneller einen 
Mess-Steuerzyklus macht.

von Keller (Gast)


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... und nach 15 bewölkten Tagen ist EOT ;-)

von tiefentladen (Gast)


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Also wenn meine Schaltung x mW ständig verbraucht,
wie viel Wh sollte der Akku habe, und wie viel Wp sollte das Solarpanel 
haben damit mir im Januar hier in Deutschland nicht der Saft ausgeht?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Keller schrieb:
> ... und nach 15 bewölkten Tagen ist EOT ;-)

Das ist so in D, aber nicht in JP. :-)
Für D muß man den Akku halt größer (500mAh oder 1000mAh) machen. Schrieb 
ich oben aber schon.

tiefentladen schrieb:
> Also wenn meine Schaltung x mW ständig verbraucht,
> wie viel Wh sollte der Akku habe, und wie viel Wp sollte das Solarpanel
> haben damit mir im Januar hier in Deutschland nicht der Saft ausgeht?

Sollen wir das Dir jetzt ernsthaft ausrechnen?
Tip: Kapazität/Stromverbrauch = Zeit
Für einen Monat Überbrückung sind das bei 1mA Average 720mAh 
Akkukapazität.

von Stefan F. (Gast)


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> viel Wp sollte das Solarpanel haben

hatten wir doch schon. Das Solarpanel soll mindestens 100x so viel 
Nennleistung haben, wie der Verbraucher im Schnitt benötigt.

Achtung: Zum Verbraucher zählen auch die Verluste vom Laderegler, evtl. 
vorhandenem Spannungsregler hinter dem Akku und die Selbstentladung des 
Akkus.

von Dirk D. (onemintyulep)


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batman schrieb:
> implementieren unweigerlich das CV-Ladeverfahren, was der Lebensdauer
> der Li-Akkus zuliebe inzwischen gemieden wird (permanent hohe Spannungen
> bei kleinsten Ströme blabla).

Ich weiss ehrlich gesagt nicht was du meinst. Bei LiIon Zellen muss man 
lediglich die maximale Ladespannung und den maximalen Ladestrom 
einhalten, wie man das zeitlich verteilt ist relativ Wurst. Es macht 
auch definitiv nichts die Ladespannung aufrechtzuhalten nachdem kein 
Strom mehr fliesst.

Was man noch wissen sollte, ist das ein Reduzierung der Ladeendspannung 
auf 4.1V die Lebensdauer quasi verdoppelt, bei 10% weniger genutzter 
Kapazität.

von batman (Gast)


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Man geht jetzt auf diverse Impulsladeverfahren für die Endphase, ich 
suche später nochmal einen Artikel raus aber hier..

Dirk D. schrieb:
> Es macht
> auch definitiv nichts die Ladespannung aufrechtzuhalten nachdem kein
> Strom mehr fliesst.
>
> Was man noch wissen sollte, ist das ein Reduzierung der Ladeendspannung
> auf 4.1V die Lebensdauer quasi verdoppelt, bei 10% weniger genutzter
> Kapazität.

..deutet sich schon ganz vage der Widerspruch an: Die Alterung 
korreliert mit der Akkuspannung. Je höher die Spannung - egal ob extern 
vom Ladegerät gehalten oder vom randvoll aufgepumpten Akku selbst, desto 
schneller geht er dahin.
Aber ich geb zu, das liegt mangels Langzeiterfahrungen teilweise noch im 
Bereich Akkureligion.

von Dirk D. (onemintyulep)


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batman schrieb:
> Aber ich geb zu, das liegt mangels Langzeiterfahrungen teilweise noch im
> Bereich Akkureligion.

Da das eine Technologie aus den 1980ern ist gibt es jede Menge 
Langzeiterfahrung. An meiner Solaranlage gibt es zwölf Jahre alte 
Lithiumzellen, die waren zuvor im eBike und davor in Werkzeugakkus. Die 
haben mehr Erfahrung als ich :)

von Andreas B. (bitverdreher)


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Hier gibt es Neues. Am WE habe ich schon meine Platinen erhalten und 
auch gleich zusammengelötet.
Deep sleep jetzt 10-20uA. Soweit super.
Aaaber: Ich stelle fest das die Zeit, um sich ins WLAN einzuloggen jetzt 
ca. 5s (Neustart) statt vorher 2.5s (Deep sleep) beträgt.
Kann jemand dieses Verhalten bestätigen?

Wenn das so ist, macht das Ab- und Einschalten der Vcc für den ESP
mit einem Tiny keinen Sinn. Da brauchen die 2.5s On Zeit für den ESP 
mehr Strom als ich mit dem Abschalten des ESP sparen kann.
Wäre dann noch die Variante, den ESP in den Sleep zu schicken, die Vcc 
anzulassen und mit RST durch den Tiny wieder aufzuwecken.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Deep sleep jetzt 10-20uA. Soweit super.
> Aaaber: Ich stelle fest das die Zeit, um sich ins WLAN einzuloggen jetzt
> ca. 5s (Neustart) statt vorher 2.5s (Deep sleep) beträgt.
> Kann jemand dieses Verhalten bestätigen?

habe ich nie getestet bzw. darauf geachtet.
Allerdings erscheinen mir Deine 2,5s aus DeepSleep auch relativ lang, 
das müßte ich direkt mal überprüfen.
Meine MEssung im laufenden Programm, also ab Anfang setup() bis Start 
sleep() liegt bei 1,6...2s incl. Messung und Datenschicken.
Im WLan ist er nach ca. 0,3..0,5s.
Feste IP usw. natürlich damit er nicht mit DHCP rumtrödelt.
PS: muß wohl mal eine Kapazitätsmessung meiner 600mAh China-Zellen 
machen.
Meine Schätzung nach Laufzeit landet eher bei 400...450mAh.

Auch angekommen und noch nicht getestet:
https://www.ebay.de/itm/Pololu-3-3V-Step-Up-Spannungsregler-U1V10F3-2563/272202544434?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m2749.l2649

Die Daten des IC TPS61202 sehen interessant aus.

Gruß aus Berlin
Michael

von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> Meine MEssung im laufenden Programm, also ab Anfang setup() bis Start
> sleep() liegt bei 1,6...2s incl. Messung und Datenschicken.

So in etwa. Den Timer vor dem Verbinden ausgelesen und kurz vor dem 
Sleep wieder ausgelesen.
Mit fester IP hatte ich es mal kurz getestet und keinen signifikanten 
Unterschied feststellen können.
Ich werde aber mal mit einem anderen ESP eine Versuchsanordnung aufbauen 
und das mal näher untersuchen.

Michael U. schrieb:
> Auch angekommen und noch nicht getestet:
> Ebay-Artikel Nr. 272202544434
>
> Die Daten des IC TPS61202 sehen interessant aus.

Da fehlt mir jetzt der Zusammenhang. Willst Du jetzt auf 1.5V Zellen 
umsteigen?

: Bearbeitet durch User
von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Da fehlt mir jetzt der Zusammenhang. Willst Du jetzt auf 1.5V Zellen
> umsteigen?

den löte ich mal an meine China-Solarzelle und schau mal, was da am 
Ausgang bei meinen Lichtverhältnissen passiert. Immer schön dem 
Threadtitel folgend. ;-)

Gruß aus Berlin
Michael

von Dirk D. (onemintyulep)


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Michael U. schrieb:
> den löte ich mal an meine China-Solarzelle und schau mal, was da am
> Ausgang bei meinen Lichtverhältnissen passiert.

Solarzellen sind Stromquellen. Es bringt nichts die Hochzuwandeln. Die 
Vmpp muss zu deinem Bedarf passen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Das stimmt. Meine Sharp Zelle passt ideal zu LiIon und lädt bei mäßiger 
Sonneneinstrahlung mit 50mA (gemessen) bei 41x68mm Größe. Da gibt es 
nichts zu regeln. Man muß nur auf die richtige Spannung der Solarzelle 
achten (1-2V mehr Leerlaufspannung)

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

diese Erkenntnisse waren mir nach der Idee dann auch gekommen und ich 
habe es gleich wieder verworfen...

Gruß aus Berlin
Michael

von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> Hallo,
>
> Andreas B. schrieb:
>> Deep sleep jetzt 10-20uA. Soweit super.
>> Aaaber: Ich stelle fest das die Zeit, um sich ins WLAN einzuloggen jetzt
>> ca. 5s (Neustart) statt vorher 2.5s (Deep sleep) beträgt.
>> Kann jemand dieses Verhalten bestätigen?
>
> habe ich nie getestet bzw. darauf geachtet.
> Allerdings erscheinen mir Deine 2,5s aus DeepSleep auch relativ lang,
> das müßte ich direkt mal überprüfen.
> Meine MEssung im laufenden Programm, also ab Anfang setup() bis Start
> sleep() liegt bei 1,6...2s incl. Messung und Datenschicken.
> Im WLan ist er nach ca. 0,3..0,5s.
> Feste IP usw. natürlich damit er nicht mit DHCP rumtrödelt.

Ich habe jetzt nochmal Tests gemacht und mal etwas genauere Timestamps 
in die SW reingemacht (Arduino):
Es ist defintiv so, daß ein Neustart (mit DHCP) 3-5s zum Einloggen in 
das WLAN benötigt.
Jetzt kommt aber der Hammer: Nach einem deep sleep sind es nur 1ms!! Das 
unabhängig davon, ob der deep sleep nun 10s oder 40min gedauert hat.
Das heißt mit anderen Worten: Ein deep sleep ist mitnichten einem 
Neustart gleichzusetzen.
Die andere Erkenntnis ist, daß es (zumindest in der Arduino Umgebung) es 
egal ist, ob man die CPU auf 80 oder 160MHz setzt. Gleiches für den 
Flash 40 oder 80MHz. Kein Einfluß auf Geschwindigkeit oder 
Stromverbrauch. Scheint bei Arduino nur ein Dummy zu sein.

Ich werde jetzt also das Konzept dahingehend ändern, daß der ESP immer 
in den deep sleep versetzt wird, der Spannungsregler eingeschaltet 
bleibt und der ESP via Tiny und Reset (der offensichtlich kein Kaltstart 
ist), aufgeweckt wird.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Die andere Erkenntnis ist, daß es (zumindest in der Arduino Umgebung) es
> egal ist, ob man die CPU auf 80 oder 160MHz setzt. Gleiches für den
> Flash 40 oder 80MHz. Kein Einfluß auf Geschwindigkeit oder
> Stromverbrauch. Scheint bei Arduino nur ein Dummy zu sein.

CPU kann ich nicht bestätigen was die Geschwindigkeit angeht, 
Stromverbrauch habe ich nicht beachtet. Allerdings haben die 160MHz nur 
in sehr speziellen Fällen einen wirklichen Einfluß.
2 Beispiele: MP3-Softwaredecoder der Audio-Lib braucht die 160MHz 
wirklich um nicht zu stottern.
Bei meinem Bekannten: BPM-Bild vom Webserver geholt und direkt ins 
Display geschoben (u.a. seine Cover-Anzeige) ist bei 160MHz ca. 30% 
schneller.
Hier wird nicht gerechnet, da aber das Display mit 40 MHz SPI-Clock 
angebunden ist, scheint hier schon die Kopiergeschwindigkeit intern vom 
TCP-Buffer eine merkliche Rolle zu spielen.

Ich habe die Flash und CPU-Geschwindigkeit aus ähnlichen Zweifeln zur 
Laufzeit mal ausgelesen gehabt, die ArduinoIDE setzt die tatsächlich.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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OK, dann scheint man es nur bei rechenintensiven Anwendungen zu 
bemerken. Bei diesem Loganwendungen wartet er ja meistens auf irgend 
etwas (Sensor/serielle Schnittstelle ect). Das Warten geht dann halt 
etwas schneller. ;-)

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Das Warten geht dann halt
> etwas schneller. ;-)

vielleicht schafft er dann endlich die Endlosschleife in 10s... ;-)

Andreas B. schrieb:
> Jetzt kommt aber der Hammer: Nach einem deep sleep sind es nur 1ms!! Das
> unabhängig davon, ob der deep sleep nun 10s oder 40min gedauert hat.
> Das heißt mit anderen Worten: Ein deep sleep ist mitnichten einem
> Neustart gleichzusetzen.

Ganz bin ich durch die interne Reconnect-Geschichte auch nicht 
durchgestiegen. Im default speichert er bei einem erfolgreichen Connect 
die Daten des Netzes im Flash.
Bei Start/Reset/?? holt er sehr früh diese Daten und versucht einen 
Connect wenn man AutoReconnect nicht verboten hat.
Er ist dann wirklich meist schon im WLAN bevor man überhaupt in setup() 
angekommen ist...
Problematisch ist aber wohl, daß einige interne Geschichten da nicht 
100% sauber sind, er meldet bei DHCP dann gern WLAN_CONNECTED, hat aber 
noch keine IP. Dann flog unter ungünstigen Umständen mein MQTT auf die 
Nase, der machte connect, das lief aber nicht durch und er versuchte es 
nicht wieder.
Hat meine Schaltleiste gern hinbekommen, daß nach einer Störung im WLAN 
der ESP da war, der MQTT aber nicht...
Inzwischen habe ich da aber ein Konstrukt im Netz gefunden, das jetzt 
seit Wochen absolut stabil ist.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Da der Stromverbrauch nicht davon abhängt, ob er schon eingeloggt ist 
oder nicht, logge ich mich zuerst ein, frage dann die Sensoren ab 
(dauert >1s) und schicke dann die Message via MQTT.
Evt. ist mir das deshalb noch nicht aufgefallen.

von Jobst Q. (joquis)


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batman schrieb:
> Ein Aspekt fehlt mir da noch: Z-Diode, TL431 u.a. analoges Zeug
> implementieren unweigerlich das CV-Ladeverfahren, was der Lebensdauer
> der Li-Akkus zuliebe inzwischen gemieden wird (permanent hohe Spannungen
> bei kleinsten Ströme blabla).

Permanent hohe Spannungen hast du nur, wenn zuviel Sonne ist und eine 
(zu) große Solarzelle. Wer Wert auf Lebensdauer legt, begnügt sich eben 
mit weniger Spannung (3,5V bei LiFePO4, 4,0 -4,1V bei anderen LiIon).

Mit Solarzellen ist es ja garnicht notwendig, Akkus randvoll zu laden.

von Andreas B. (bitverdreher)


Angehängte Dateien:

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Jobst Q. schrieb:
>
> Mit Solarzellen ist es ja garnicht notwendig, Akkus randvoll zu laden.

Würde ich jetzt so nicht unbedingt sagen. Es kommt halt darauf an, wie 
lange der Logger bei dunklem grauen Herbstwetter durchhalten soll.
Aber prinzipiell hast Du schon recht. Besser 10% größere Akkus und eine 
erheblich längerer Lebensdauer durch Laden auf max. 4.1V oder sogar nur 
4V.

Hier mal ein Bildchen wie das Teil jetzt aussieht. (der p-Mos zur 
Energievernichtung liegt noch in China). Der BMP kommt in das Gehäuse 
(mißt nur den Druck).
Sleep Stromverbrauch ist jetzt 80uA. Gegenüber den 300uA mit dem TL431 
ist das jetzt nicht die Welt. Aber wenn er an ist braucht er ca. 2.5s 
lang ca. 80mA alle 10min, macht also ca. 350uA Average. Prozentual gibt 
das dan schon was her.
Ich habe jetzt die SW so modifiziert, daß der Tiny nur noch die Ladung 
begrenzt wenn er auf >4.1V kommt (100mV Hysterese) und bei <3.5V die 
Spannungsversorgung für den ESP abschaltet (300mV Hysterese).
Das Aufwachen und die Sleepzeit handelt der ESP jetzt wie gehabt 
alleine. (GPIO16 vom Tiny getrennt und mit RST des ESP verbunden).

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Da der Stromverbrauch nicht davon abhängt, ob er schon eingeloggt ist
> oder nicht, logge ich mich zuerst ein, frage dann die Sensoren ab
> (dauert >1s) und schicke dann die Message via MQTT.
> Evt. ist mir das deshalb noch nicht aufgefallen.

mache ich beim Sensor ja auch so. Das Problem fiel mir auf, weil meine 
Schaltsteckdosen über MQTT manchmal nicht erreichbar waren während die 
WeMo-Emulation mit Alexa geschaltet hat. Also war er im WLAN.
Hier sind diverse recht starke WLAN in unbmittelbarere Umgebung, da 
passiert es manchmal daß der ESP rausfliegt. Meine ursprüngliche Abrage 
und reconnect hat dann eben henau diesen Zustand hinterlassen... 
Passierte auch bei 2 Uhren die die zeit alle Stunde per NTP 
syncronisieren. Irgendwann liefen die etwas falsch weil sie keine 
NTP-Abfrage mehr duch bekamen.
Ich mag keine manchmal unzuverlässigen Gerätschaften wenn kein für mich 
erkennbarer Grund vorliegt. ;-)

Gruß aus Berlin
Michael

von G. H. (schufti)


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Hi,
du kannst einfach die millis() am Anfang in setup() ausgeben, dann 
siehst du wie lange er für das automatische Einloggen ins WLAN gebraucht 
hat.
Ein Unterschied scheint auch darin zu liegen, dass er bei 
wifi.consistent(true) auch MAC und Kanal abspeichert und somit nicht auf 
die Suche nach dem AP gehen muß. Bei mir halbiert sich die "Wachzeit" 
zwischen "vollautomatisch, fixe IP" und "wifi.begin()und DHCP" inkl. 
Datenübertragung von 5 auf ca 2.5s.

Ich habe allerdings noch nicht getestet was passiert wenn ich während 
dem ds de AP auf einen anderen Kanal lege ...

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> und bei <3.5V die
> Spannungsversorgung für den ESP abschaltet (300mV Hysterese).

die 3,5V sind aber jetzt Deinem Akku usw. geschuldet?
Der ESP streikt real bei ca. 2,6V, offiziell 3,0V - 3,6V.

Gruß aus Berlin
Michael

von Andreas B. (bitverdreher)


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Michael U. schrieb:
> Hallo,
>
> Andreas B. schrieb:
>> und bei <3.5V die
>> Spannungsversorgung für den ESP abschaltet (300mV Hysterese).
>
> die 3,5V sind aber jetzt Deinem Akku usw. geschuldet?
> Der ESP streikt real bei ca. 2,6V, offiziell 3,0V - 3,6V.
>
Ja, unter 3,5V sinkt die Spannung sehr schnell ab. Da kommt nicht mehr 
viel. Aber man könnte schon noch etwas runtergehen.

Und noch was:
Michael U. schrieb:
> vielleicht schafft er dann endlich die Endlosschleife in 10s... ;-)
Das ist nur Chuck Norris vorbehalten.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Andreas B. schrieb:
> Michael U. schrieb:
>> vielleicht schafft er dann endlich die Endlosschleife in 10s... ;-)
> Das ist nur Chuck Norris vorbehalten.

Stimmt, Chuck Norris kennt ja auch die letzte Ziffer von Pi.

Gruß aus Berlin
Michael

von Jobst Q. (joquis)


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Andreas B. schrieb:
> Gegenüber den 300uA mit dem TL431
> ist das jetzt nicht die Welt.

Der Referenzstrom ist mit 4µA angegeben.

Wenn man die Kathode des TL431 auf der Solarseite der Schutzdiode 
anbringt, wird der Akku dauerhaft nur noch mit dem Strom des 
Spannungseinstellers belastet.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Da kommen noch die 30uA des verwendeten Spannungsreglers hinzu. Aber 
trotzdem: Die Idee ist gut. Das werde ich bei der TL431 Version mal 
machen.

: Bearbeitet durch User
von ich (Gast)


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Darf man fragen was das für eine Solarmodul ist? Das schaut sauber 
verarbeitet aus.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Schon mehrfach hier im Thread erwähnt: Sharp LR0GC02, 41x68x0,8mm
Kostet 250 Yen in der japanischen Apotheke (Akizukidenshi).

Gerade gesehen: Bei Future-electronics wollen die fast 17$ dafür. Da 
nehme ich das mit der Apotheke zurück. ;-)

von 900ss (900ss)


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Andreas B. schrieb:
> in der japanischen Apotheke (Akizukidenshi).

Dafür kann ich bei Futureelectronics bestellen uns bekomme dann auch 
eine Solarzelle.
Bei Akizukidenshi wäre das eine Wundertüte,  ich kann kein Japanisch. ;)
Eine englische Seite konnte ich nicht entdecken.

Edit: bei Futureelectronics ist Lagerbestand 0, min. order qty.  200 :-(

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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900ss D. schrieb:
> Bei Akizukidenshi wäre das eine Wundertüte,  ich kann kein Japanisch. ;)
> Eine englische Seite konnte ich nicht entdecken.

Ich glaube auch nicht, daß die ins Ausland liefern. Ich gehe da meist 
direkt hin, wenn ich in Tokyo bin. Bestellt habe ich da aber auch schon 
(Dank Google translate geht das schon ;-) )
Kannst ja mal bei der europäischen Vertretung von Sharp in München 
fragen, wo man die Module in EUR bekommt.

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