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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Digitaler Wasserpegel mit ATMega8, Solar-Versorgung und GSM-Übertragung


Autor: Jan Petersen (Gast)
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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?

Autor: Jan Petersen (dfc-neo)
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So, jetzt auch ordentlich eingeloggt ;-)

Hier ist mal das erste Schematic als Grob-Entwurf

Autor: R. Freitag (rfr)
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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?

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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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

Autor: Jan Petersen (dfc-neo)
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@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.

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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Hier mal die Seite mit der Stromversorgung. Ist nicht ganz aktuell, 
werde ich aber am Dienstag nachholen.

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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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

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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Oder auch so:

Gruß,
Peter

Autor: Jan Petersen (dfc-neo)
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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

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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> 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

Autor: Jan Petersen (dfc-neo)
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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

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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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

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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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

Autor: Jan Petersen (dfc-neo)
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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

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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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

Autor: Dennis (Gast)
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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!

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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Hallo Dennis,

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

Gruß,
Peter

Autor: Dennis (Gast)
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Hallo Peter,

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

Viele Grüße
Dennis

Autor: Felix (Gast)
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Wir haben mehrer solcher Messstationen in Betrieb um für die 
Höhlenforschung Pegelstände und Niederschlagsmengen zu messen.

Bei meinem Print macht ein MEGA128 über ein Siemensmodul eine kurze 
Modem-Datenverbindung auf eine Einwahlnummer unseres Servers.
Der nimmt die Daten entgegen, speichert sie in eine SQL-Datenbank.
Nach jedem Meldungseingang wird die Internetseite aktualisiert.
Übersicht http://www.zie.ch/AGH/Uebersicht.pdf
und z.B. die Quelle http://www.zie.ch/AGH/SCBB.pdf


Die Modemverbindung ist nur etwa 6 sec. und ist somit billiger als ein 
SMS.
Wärend der Verbindung kann auf der Station noch die Zeit nachgestellt 
werden und ev. das Mess und übermittlungsintervall verändert werden.

Die ersten Elektroniken haben wir 2003 noch mit einem externen GSM-Modul 
gebaut. http://www.hoelloch.org/messstationen
Die neusten Elektroniken sind von Mai 2008. Leider noch nicht 
beschrieben.

Der Stomverbrauch ist sehr gering. Ein 6V 4Ah Akku reicht mehr als ein 
Jahr. (Bei 30min Messintervall und 4x pro Tag übermittlung auf den 
Server.)

Fals von Interesse kann man Print's von uns haben.

Gruss Felix

Autor: Michael (Gast)
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Ein Hallo an die Spezialisten,

wenn ich mich hier mal einklicken darf. Beim Suchen nach
einer Lösugn bin ich auf diese interessante Seite gestoßen,
doch nun zu meiner Problemstellung:
In Zeiten teurer Energie geht bei mir der "Holzklau" um.
Mein bvereits aufgearbeitetes Brennholz für den Ofen
nimmt stark ab, jüngst wurde offenbar bei Nacht und Nebel
mein Dreijahresvorrat bester Buche gestohlen. Da auch
der Holzpreis steigt und mich die ganze sache ärgert suche
ich nach einer Möglichkeit, den Holzlagerplatz per Webcam
zu überwachen - die gegebenenfalls auch (per SMS) Alarm schlägt.
Ein Holzlagerplatz liegt rd. 800 Meter Luftlinie von meinem
Haus. Ursprünglich hatte ich im Sinn, eine "stand alone Cam"  mit
integriertem WLAN zu nehmen. Damit könnte man nach meiner Vorstellung
zu mir nach Hause übertragen, um die Holzfrevler zu erwischen.
Bislang habe ich aber noch keine Cam gefunden, die die Spezifikationen
erfüllt. Es würde auch ausreichen, dass bei Annäherung des Diebes
mehrere Fotos aufgezeichnet und diese vie GSM bzw. GPRS auf einen
Server übertragen werden.
Oder gibt's eurerseits eine andere Lösungsmöglichkeit/Tipps?

mfg Michael

Autor: vielleicht so (Gast)
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>Oder gibt's eurerseits eine andere Lösungsmöglichkeit/Tipps?

In der Tat. Wir kennen die Fotos der Kameras. Unscharf, verwackelt, 
schlechter Kontrast. Ist die Kamera sichtbar, so kann man sie 
abschrauben, blenden, oder den Hut tiefer ins Gesicht ziehen.

Mein Tip : Hol das Holz naeher zum Haus.

Autor: Christian O. (derbrain)
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Hallo Peter,
ich habe ein ähnliches Projekt am Laufen und zerbreche mir schon seit 
langem den Kopf über die Stromversorgung. Befindet sich deine Anlage im 
Freien? Mir macht nämlich die Temperatur sorgen, normale LiIon-Akkus 
mögen ja keine niedrigen Temperaturen, erst recht beim Aufladen (und 
LiPo soll noch schlimmer sein). Der im Siemens MC55 integrierte 
Laderegler schaltet unter 0° gar nicht erst ein. Wie hast du das gelöst?
Reichen die 3,3 V für einen stabilen Betrieb? Ich habe ein wenig Angst 
wegen der im Datenblatt erwähnten Transmit-Bursts von bis zu 2 A, bei 
denen die Spannung nicht um mehr als 0,4 V einbrechen darf.
Und warum hast du ein 17 V Solarmodul genommen? Wie viel Watt liefert 
das denn? Bzw. was glaubst du wie viel reichen würde?
Ich hab den Stromverbrauch meiner Schaltung mit ca. 0,6 Wh pro Tag 
veranschlagt, hältst du das für übertrieben? Größter Verbraucher dürfte 
sowieso das GSM-Modul sein.
Ich hab hier ein Datenblatt mit zu erwartender Ausbeute für ein 0,6 W 
Modul, aufgeteilt nach Monaten. Anscheinend werden die 0,6 W (die ja 
rein rechnerisch in einer Stunde die Energie für einen Tag liefern) aber 
gar nie erreicht. Im Sommer ist mit maximal 2200 Wh pro Tag zu rechnen, 
im Winter nur mit 400, so dass mir dann bald der Saft ausgeht...
Bin grad ziemlich verwirrt, wäre für eine Klärung der Fragen daher echt 
dankbar :)

MfG, Christian

Autor: Christian O. (derbrain)
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Hmm, noch was: warum eine externe Akku-Laderegelung, wenn das Handy 
schon eine hat?
Ich steh jetzt vor 3 Möglichkeiten:

1. TPS61200 liefert 5,5 V an Ladeschaltung, Ladung wird von GSM-Modul 
geregelt
2. TPS61200 liefert irgendwas zwischen 4,5 und 5,5 V (was ist besser?) 
an bq2403xxx (USB oder AC Eingang?), welcher die Ladung regelt
3. TPS61200 liefert 4,2 V direkt an den Akku

In jedem Fall brauch ich aber noch einen weiteren Regler für die 
Anwendung selbst. Ist ein LDO da nicht Verschwendung? Hat ein 
Schaltregler Nachteile?

MfG, Christian

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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Hallo Christian,

ja, meine Anlage steht im Freien. Ich lade den Akku immer dann, wenn die 
Solarzelle genug liefert und der Akku nicht voll ist (<4,2V). Über die 
Temperatur mache ich mir keine Gedanken, wenn der Akku nichts mehr 
liefert, ist eben Feierabend.

Mit den stabilisierten 3,3V versorge ich nur den Microcontroller, das 
S55 und die Kamera hängen direkt am LiPo. Das klappt hervorragend, 
allerdings hat das Handy bei Akkuspannungen unter 3,6V offenbar 
Probleme, brauchbaren GSM-Betrieb zu gewährleisten. Da habe ich dann 
doch häufiger Störungen.

Mein Panel liefert 5W, aber nur Mittags am Äquator bei strahlend blauem 
Himmel! Im Sommer ist das kein Problem, auch der letzte Winter war 
sonnig genug. Aber in diesem Winter haben wir schon so häufig trübes 
Wetter gehabt, dass der Akku (5Ah) vorige Woche praktisch leer war. 
Bedenke, dass Du im Winter selbst bei strahlender Sonne nur ein paar 
wenige Stunden hast, wo die Zelle vielleicht 10-20% liefert. Und bei 
jedem einzelnen Wolkenschatten fährt die Leistung praktisch auf Null 
runter.

Deine Schaltreglerfragen verstehe ich nicht ganz, mach' doch mal ein 
Blockschaltbild.

Gruß,
Peter

Autor: Christian O. (derbrain)
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Hallo Peter,
ich hab mal ein Blockschaltbild angehängt. Es wär praktisch, wenn man 
statt der Solarzelle auch direkt ein Netzteil anstöpseln könnte, damit 
man eventuell ein paar trübe Tage überbrücken kann. Mit dem TPS61200 ist 
man halt auf maximal 5,5V Eingangsspannung beschränkt, also nix mit 
12V-Solarmodulen.

Hinterm TPS61200 kommt eine Laderegelung. Der einfachste Fall wäre, den 
TPS61200 einfach auf 4,2 V einzustellen. Ob das klug ist weiß ich aber 
nicht.

Die zweite Möglichkeit wäre, die integrierte Ladeelektronik des 
GSM-Moduls zu verwenden. Dafür brauchts noch bisschen Hühnerfutter 
dazwischen, der TPS61200 muss auf 5,5 V gestellt werden.

Dritte Möglichkeit, ich nehm wie du einen bq2403xxx. Da stellt sich die 
Frage, ob ich den USB oder den AC (verwirrender Name, ich nehm schon an 
das ist Gleichspannung?) Eingang verwende, zumal die Solarzelle sicher 
nicht mehr als 500 mA hergibt. Hätte der USB-Eingang Nachteile? 
Überhaupt ist das Datenblatt verwirrend, wieso heißt der Ground-Pin 
VSS??? Und wieso ist Vout bei den meisten Versionen 6V? Ein LDO wär zwar 
integriert, aber der arbeitet bei Akkubetrieb nicht, wenn ich das 
richtig verstanden habe.
Als Eingangsspannung (bzw. Ausgang vom TPS61200) könnte man irgendwas 
zwischen 4,5 und 5,5 V nehmen, was wäre denn da am effizientesten?

Hinten dran muss noch mal auf 3,3 V geregelt werden, ist ein weiterer 
TPS61200 da sinnvoll oder sollte ich was anderes nehmen?

Ich dachte dein Solarpanel wäre überdimensioniert? In welchem Winkel 
hast dus denn aufgestellt? Bei meinem war eine Tabelle dabei, wie viel 
Ausbeute man in welchem Monat minimal und maximal pro Tag zu erwarten 
hat. Ich hab mir per Milchmädchenrechnung eine Tabelle gemacht, wonach 
ich mit einem 5 Ah-Akku und Mittelewert aus minimaler und maximaler 
Ausbeute gerade so durchkommen werde. Der Kapazitätsverlust bei 
niedrigen Temperaturen ist dabei außer Acht gelassen, und ich weiß auch 
nicht ob man die x Ah auch tatsächlich aus dem Akku rausbekommt. Woher 
hast du deinen? Gibts dafür Halterungen oder so? Wie viel Energie 
braucht dein System in etwa pro Tag?

Das mit der nicht mehr zuverlässigen Verbindung liegt wahrscheinlich an 
den Peaks während der Übertragung (an die 2 A). Mein Modul verkraftet 
dabei Spannungsabfälle von maximal 0,4 V, die dürfen aber niemals unter 
3,2 V gehn. Bei 3,6 V Akkuspannung bist du da hart an der Grenze. 
Vielleicht hilft ein dicker Kondensator?

Schönen Gruß aus Wien,
Christian

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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Hallo Christian,

das sind ja viele Fragen auf einmal! ;-)

Bei Deinen Überlegungen solltest Du folgendes im Auge behalten: Die 
Solarzelle liefert die maximale Lesitung in ihrem Maximum Power Point 
(MPP). Das ist die Stelle der Kennlinie, wo der entnommene Strom gerade 
so groß ist, dass die Spannung so eben noch nicht zusammenbricht. Ein 
bisschen weiter rechts vom MPP hast Du zwar einen höheren Strom, aber 
keine Spannung mehr, die elektrische Leistung geht gegen Null.

Dummerweise versuchen nun fast alle Spannungsregler, die 
Ausgangsspannung unter allen Umständen stabil zu halten. Liefert nun die 
Solarzelle nicht genügend Strom, bricht ihre Spannung zusammen, ebenso 
die Ausgangsspannung, der Akku wird überhaupt nicht geladen. Viel 
sinnvoller wäre es, die Solarzelle nur mit eben dem Strom zu belasten, 
den sie auch liefern kann, dann würde der Akku wenigstens mit einem 
kleinen Strom weitergeladen. Dazu müßte aber der Regler die 
Eingangsspannung beobachten, und den Ladestrom zurücknehmen, wenn diese 
zusammenzubrechen droht. Genau sowas machen kommerzielle MPP-Regler für 
Solaranlagen. Und glücklicherweise eben auch der BQ2403.

Falls Du Deine Solarzelle (genaugenommen Solarpanel) frei wählen kannst, 
würde ich sie an Deiner Stelle so auslegen, dass sie im MPP etwa 6V 
liefert. Dahinter den BQ mit dem einzelligen LiPo oder LiIon Akku. Der 
Ausgang des BQ versorgt direkt das Modem sowie einen 3,3V LDO-Regler. 
Ein Schaltregler an dieser Stelle macht nur Sinn bei größeren Strömen, 
die aber bei einem Batterieversorgten Gerät tunlichst vermieden werden 
sollten.

So, noch was zu Deinen Fragen:

> Ich dachte dein Solarpanel wäre überdimensioniert?
Ja, im Frühling, Sommer und Herbst schon. Aber bei drei trüben Wochen im 
Winter kannst Du das Panel so groß dimensionieren, wie du willst: Da 
kommt nix mehr. Helfen würde nur ein größerer Akku.

> In welchem Winkel hast dus denn aufgestellt?
Nach Süden mit 45° Neigung. Möglicherweise ist das nicht die optimale 
Lösung, sollte aber für meine Anwendung ausreichen.

> Woher hast du deinen?
Mein Akku ist ein LiIon vom Batt-Mann.

> Gibts dafür Halterungen oder so?
Keine Ahnung. Ich hab Kabel vernünftig angelötet und Schrumpfschlauch 
drumgepackt.

> Wie viel Energie braucht dein System in etwa pro Tag?
Keine Ahnung. Ich habe die Schaltung daraufhin optimiert, dass sie im 
Schlafzustand nur wenige uA verbraucht. Auf den Stromaufnahme des S55 
habe ich sowieso keinen Einfluß.

Vss ist übrigens eine häufig anzutreffende Bezeichnung für die 
Groundpins.

Ich habe auch mal ein Bild meines Aufbaus angehängt.

Gruß,
Peter

Autor: Christian O. (derbrain)
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Hallo Peter,
vielen Dank für deine hilfreichen Antworten! Beim bq2403 bin ich etwas 
skeptisch bezüglich der Effizienz, weil die nirgendwo angegeben ist und 
weil der ja für USB bzw. Netz gedacht ist, wo es jetz nich soo auf jedes 
mA ankommt. Mach ich mir da zu viele Sorgen?
Für den TPS61200 hab ich folgenden Artikel/Schaltung gefunden, damit er 
die Zelle im MPP betreibt:
http://www.elektroniknet.de/home/stromversorgung/f...
Blöd bei dem ist halt die begrenzte Eingangsspannung von 5,5 V, weil 
potentere Solarmodule ja meistens auf mindestens 6 V ausgelegt sind und 
bei voller Bestrahlung der MPP sich nach oben verschiebt. Ich werd mal 
schaun ob der einen großen Bruder mit höherer maximaler Eingangsspannung 
hat. Eine Effizienz von >90% ist schon nicht zu verachten...
Ach ja, die erwähnte Schaltung ist auf einen fixen MPP ausgelegt, was ja 
nur bedingt zutrifft (Temperatur etc.). Wie ist das beim bq2403? Ich seh 
in deiner Schaltung keine Rückkopplung, ist das schon eingebaut und es 
werden nur Einbrüche der Spannung registriert? Wozu dient denn dein 
Stromsensor?
Für mich ist Februar der wichtigste Monat, von daher wäre ein Akku der 
auch um den Gefrierpunkt effizient ist sehr wichtig für mich. Ich hab 
bisher nur die von Saft gefunden, aber keine Bezugsquellen dafür (nur 
für Einwegbatterien).
Falls es dich interessiert, ich hab ein Bild mit der Strahlungsleistung 
nach Monaten und nach Neigungswinkel angehängt. Könnte sein dass ein 
steilerer Winkel bei dir hilft. Allerdings nur bei direkter 
Einstrahlung, bei diffusem Licht ist es sowieso egal. Bei uns ist Jänner 
und/oder Februar oft durchgehend wolkenlos, da sollte doch noch einiges 
drin sein.
Gruß, Christian

Autor: Christian O. (derbrain)
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Sorry, noch eine Frage... ;)
Der bq2403 schaltet ja bei vorhandener Energiequelle (wovon geht der da 
aus? Da ist von Vi(out) und Vi(bat)die Rede, was ist das?) direkt vom 
Eingang zum Ausgang durch und lädt gleichzeitig die Batterie.
Wenn jetzt das Modem bei einem Anruf mehr Strom zieht als die Quelle 
liefern kann, was passiert da? Zusammenbruch der Eingangsspannung -> 
Umschalten auf Batterie?
Danke nochmal!

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