Moin,
Für unserern Kajakverein hier in Trondheim wolllen wir (bzw ich) einen
Pegelmesser bauen damit wir jederzeit informiert sind ob es sich lohnt
die Boote raus zu holen und los zu fahren.

Das Gerät muss komplett ohne Kabelverbindung auskommen. Daher habe ich
das grob so geplant:

- Zur Kommunikation wird ein altes Handy (Siemens S25 o.ä.) verwendet.
Mit einer PrePaid-Karte welche über das Internet aufgeladen werden kann
ist das relativ günstig.

- Das Handy bietet eine Stromversorgung für Zubehör über den Stecker,
3,0V-3,9V und max 100mA (siehe http://www.nobbi.com/phones.htm). Die
100mA sollten locker reichen um den AVR und die restlichen Bauteile zu
betreiben.

- Der Handyakku wird über eine einfache Solarzelle aufgeladen. Der
Sunsei Solar Charger SE-400
(http://www.solarcharger.com/Sunsei-Solar-Charger-S...)
liefert 400mA bei 15V, ist Wetterfest und mit 99$ relativ günstig.  Das
normale Steckernetzeil des S25 liefert 6,6V und max. 1A, das heißt mit
einem Linearregler o.ä. kann die Solarzelle wie das NT betrieben werden.
Eventuell muss man eine Abschaltung einbauen wenn sie Zelle zu wenige
Power liefert (Nachts), weiß nicht was der Akku dann macht wenn die
Spannung zu niedrig wird.

- Den Messaufbau selber habe ich von dieser Seite:
http://njhurst.com/electronics/watersensor/new/ Statt dem PIC nehme ich
den Mega8, weil ich damit etwas vertrauter bin. Die RS232-SChnittstelle
wird einfach weggelassen, zur Steuerung des Handys über die AT-Kommandos
reicht das normale USART-Interface des Mega aus.

Soweit die Idee. Wenn es weiter geht werde ich das hier auch
weiterführen. Aber erstmal will ich gerne wissen was die Profis hier
dazu sagen ;-) Ist das so machbar? Hab auch gleich noch ein paar Fragen
dazu:

- Auf der Seite steht dass der CCP-Eingang des PIC verwendet wird. Beim
Mega8 ist das dann der ICP-Pin, oder liege ich da falsch?

- Wie sieht es mit dem Anschluss der Solarzelle aus, gibt es da evtl.
eine elegantere Lösung als meinen Vorschlag?

So, jetzt auch ordentlich eingeloggt ;-)

Hier ist mal das erste Schematic als Grob-Entwurf

Also, du misst, ob der Wasserstand einen bestimmten Mindeststand hat und
die Temperatur. Wäre das nicht besser, ein javafähiges Handy zu
verwenden und das per JavaME zu programmieren?

Hai Jan,

ich habe da etwas Ähnliches für eine autarke Webcam entwickelt. Um einen
Mega128 herum habe ich eine Solarzelle, einen LiIon Akku, eine Kamera
MCA25, einen Netzwerkcontroller, ein Character-LCD und ein Siemens S55
gebaut.

Die Solarzelle liefert bis zu 22V, die über einen StepDown-Regler auf
etwa 1/3 heruntergeteilt wird. Dahinter sitzt ein Power-Management-IC
BQ2403 von Texas, welcher die Ladung des einzelligen Akkus übernimmt und
bei Dunkelheit umschaltet.

Der Mega128 wird über einen TPS77733 mit 3,3V versorgt, das Handy hat
keinen eigenen Akku mehr und wird deshalb direkt (über den BQ2403) aus
dem Akku versorgt.

Als Software läuft ein uip-TCP-Stack, ein FTP-Client überträgt
nacheinander ein Bild von der Kamera und eine Textdatei mit Messdaten
auf einen FTP-Server. Der Betrieb ist dank des 24ct/MB Datentarifes von
Simyo recht preiswert: Ein Bild kostet so etwa 1,5ct.

Das Ganze läüft sein 10 Monaten völlig autark und störungsfrei, die
GPRS-Übertragung ist grauenhaft langsam und die Solarzelle habe ich (aus
Unkenntnis über die zu erwartende "Stromernte") hoffnungslos
überdimensioniert.

Ich habe das Projekt leider noch nirgends veröffentlicht, vielleicht
hole ich das im nächsten Winter mal nach.

Gruß,
Peter

@Robert
Da habe ich mich etwas falsch ausgedrückt. Es soll nicht nur ein
Mindestpegel sonder der aktuelle Wasserstand gemessen werden. Das soll
im uC gespeichert werden, so dass man auch die Entwicklung nachverfolgen
kann. Zum Abrufen gibt es dann zwei Möglichkeiten. Entweder eine SMS
hinschicken und man bekommt die Werte der letzten x Stunden zurück (x
hängt davon ab wieviel Daten in die SMS passen. Und dann soll evtl. noch
regelmässig eine SMS mit den Daten verschickt werden die dann irgendwie
im Internet dargestellt und gespeichert werden.

@Peter
Das klingt ganz schön nach High-Tech bei dir ;-) Wenn du bei Gelegenheit
ein Schematic von der Spannungsversorgung hättest wäre das genial. Den
Rest muss ich mir mal genauer anschauen wenn ich mehr Zeit habe.

Hier mal die Seite mit der Stromversorgung. Ist nicht ganz aktuell,
werde ich aber am Dienstag nachholen.

Die Messdaten werden wie gesagt als Textdatei zum FTP-Server übertragen.
Dort liegen sie dann so herum und können mit ein paar PHP-Zeilen und
einer Grafikbibliothek sehr schön dargestellt und mit jedem beliebigen
Browser abgerufen werden. Ist kein großer Aufwand und funktioniert
tadellos.

Peter

Oder auch so:

Gruß,
Peter

Moin Peter!
Danke erstmal für die Schaltung. Das sieht auf jeden Fall ein bisschen
besser durchdachter aus als bei mir ;-) Vor allem der BQ2403 ist ja
genial, wusste gar nicht das es sowas zu erschwinglichen Preisen gibt.
Ich hatte zwar gehofft mit wenig Verkabelung und Lochraster durch zu
kommen, da ich keine Möglichkeit zum Ätzen hier habe...
Wenn ich das richtig verstanden habe meldest du dich mit dem handy über
GPRS an dem FTP-Server an und speicherst die Daten einfach dort ab?
Diese Möglichkeit habe ich gar nicht bedacht. Vielleicht auch weil ich
bis jetzt nur so uralt-Handys besitze ;-)
Sieht aus als muss ich meine Planung ein bisschen abändern.

Viele Grüße
Jan

> da ich keine Möglichkeit zum Ätzen hier habe...

Also selber Ätzen mache ich schon ewig lange nicht mehr. Bei den
PCB-Pools bekommt man heutzutage eine durchkontaktierte
Feinstleiterplatte zu einem fairen Preis. Auch das Löten eines
QFN-Packages ist kein Problem, wenn man eine ruhige Hand und einen
regelbaren Heissluftfön hat.

> Wenn ich das richtig verstanden habe meldest du dich mit dem handy über
> GPRS an dem FTP-Server an und speicherst die Daten einfach dort ab?

Ja genauso mache ich das. Den FTP-Clienten zu programmieren war ein
bisschen mühselig, auch hat mich die Anpassung des PPP-Protokolls an
meine Hardware einige Nerven gekostet, aber dafür läuft es jetzt
zuverlässig, sogar dann, wenn die GPRS-Verbindung häufiger mal wieder
"einfriert".

Sach Bescheid, wenn Du was brauchst.

Gruß,
Peter

Moin Peter,

wenn du nichts dagegen hast würde ich ganz gerne deine Schaltung
verwenden. Da weiß ich dass es läuft und muss nicht so viel
rumprobieren. Den eigentlichen Pegel schafft der mega128 ja sicherlich
auch noch und die Kamera kann ich weglassen. Für was hast du den
Netzwerkkontroller drin? Kommt der noch zwischen Handy und Mega128 oder
ist der ein Extra für Nutzung ohne Handy?
Wenn du noch andere Teile der Schaltungen in digitaler Form hast wäre
ich dir natürlich äusserst dankbar wenn du mir die zukommen lassen
könntest! :-)

Schon mal vielen Dank!
Jan

Der Netwerkcontroller dient dazu, in einem speziellen
Service-Betriebsmodus einen Laptop anzuklemmen und über den simplen
HTML-Server des uip-Stacks das Bild der Kamera zwecks Ausrichtung zu
sehen. Kannst Du also wechlassen.

Der aktuelle komplette Schaltplan kommt morgen, ich hatte noch ein paar
Bauteilwerte geändert.

Gruß,
Peter

So, hier kommt der aktuelle Schaltplan. Auf Seite 4 sind lediglich
Zusatzmodule für die Kamera und für eine externen Temperaturmessung. Den
18V-Regler hinter der Solarzelle habe ich nachträglich eingebaut, weil
der 555 nur für 18V spezifiziert ist und die Solarzelle locker 22V
schafft. Die ganze Schaltung ist sowas ähnliches wie ein "Maximum Power
Point Tracker", will heissen, der BQ2403 zieht nur soviel Strom zum
Laden des Akkus, dass er am Eingang AC nicht unter etwa 6V fällt. Damit
bleibt die Solarzelle bei etwa 17V, also immer in der Nähe ihres MPPs.

Das Handy habe ich von seinem Akku samt Federkontakten befreit und auf
die Platine zwei Drähte zur Stromversorgung gelötet. Ein low-ESR Tantal
mit einigen 100uF sorgt an dieser Stelle für die nötige Pufferung.

Der Transistor T4 kann das Handy einschalten, indem er die Power-Taste
simuliert. Allerdings ist es nicht einfach, den passenden Draht auf der
Tastatur-Platine anzulöten. Mittlerweile schalte ich das Handy auch
nicht mehr über Nacht ab, die Stromersparnis war eh nur minimal.

Der Rest vom Schaltplan sollte eigentlich klar sein, falls nicht, bitte
fragen.

Gruß,
Peter

Moin Peter!
Die wichtigesten Bauteile habe ich mittlerweile :-)
Ich hab noch eine Frage zur Beschaltung der Solarzelle. Du hast da
diesen 3:1 Tiefsetzer eingebaut, das heißt der Trafo ist 3:1? Muss man
für den Trafo etwas beachten?
Oder kann man diesen teil vielleicht auch weglassen und stattdessen
einen 7815 einbauen und direkt an den BQ2403 gehen?

Viele Grüße
Jan

Hallo Jan,

mit einem Längsregler wie ein 78xx hast Du zwei entscheidende Nachteile.
Zum einen wird die Spannungsdifferenz zwischen Solarpanel und
Microkontroller sinnlos als Wärme verheizt. Bei meinem 18V-Solarpanel
wären das immerhin 66% der nutzbaren Solarenergie! Zum anderen wird das
Panel bei schwacher Beleuchtung durch den Längsregler gnadenlos bis auf
die minimale Eingangsspannung des 78xx heruntergezogen, wodurch es weit
von seinem "Maximum Power Point" (MPP) entfernt betrieben wird.

Aus diesem Gründen habe ich einen ungeregelten(!) 3:1 Stepdown-Switcher
aufgebaut. Der BQ zieht gerade soviel Strom aus dem Panel, dass dieses
immer bei ca. 17V und somit in seinem MPP bleibt. Durch den Stepdown
wird auch nichts verheizt, man kann also das Maximum an Energie aus dem
Solarpanel holen.

Wenn Du allerdings keinen Wert auf maximale "Stromernte" legst, weil
Dein Solarpanel sowieso überdimensioniert ist und Deine Schaltung nur
sehr wenig Strom braucht, kannst Du selbstverständlich auch mit
Längsreglern arbeiten.

Gruß,
Peter

Hallo Peter,

in Deinem Plan hast Du auf Seite 3 einen Stromsensor verwendet, (direkt
nach dem Tiefsetzer). Kannst Du mir sagen um welchen Typ es sich
handelt? Ist das so etwas wie ein INA128? Brauche da noch einen schönen
Stromsensor für ein anderes Projekt, würde mir sonst einen als
Differenzverstärker basteln, aber wenn es was fertiges für die High side
gibt... Sonst eine schöne Schaltung, steckt bestimmt eine Menge Arbeit
drin!

Hallo Dennis,

das ist ein MAX4372, den gibt es mit unterschiedlichen
Verstärkungsfaktoren. Einfach einen niederohmigen Wirderstand dazu und
fertig.

Gruß,
Peter

Hallo Peter,

herzlichen Dank für die schnelle Antwort. Werde mir sofort mal das
Datenblatt ansehen...

Viele Grüße
Dennis