Moin!
Ich habe hier einen TTGO T-OI Mikrocontroller (
https://github.com/LilyGO/LILYGO-T-OI ) mit einer 16340er Zelle
huckepack. Dank Deepsleep komme ich ein paar Tage über die Runden, trotz
WLAN alle 10 Minuten (Unbedingt die rote on-LED entfernen). Jetzt habe
ich festgestellt, dass ich noch eine Solarzelle mit 6V und 2W rumliegen
habe... Etwas Autarkie kann ja nicht Schaden. Mein Ziel also: 5V für den
USB-Anschluss bereitstellen, um tagsüber den Akku zu laden (Controller
ist auf dem Board).
Nun hat das Ding bei praller Sonne locker 11V Leerlaufspannung, also
brauche ich einen ordentlichen Festspannungsregler, der aber auch bei
den 6V Nennspannung noch die 5V ausspuckt.
Könnt ihr mir da was empfehlen? 2W sind jetzt nicht die Welt... aber
Kühlung ist schwierig (ist in einem IP65 Gehäuse).
Gruß Pascal
Wenn ich das Richtig verstehe, wird in dem Thread ein Akku direkt
geladen. Das ist bei mir nicht der Fall.
Außerdem "stielt" mir doch allein die Diode 0,7V... Das ist nciht gut.
Außerdem muss ich da ja doch einiges verbraten... Ich glaube das wird
nicht meine Lösung.
pascalts schrieb:> Wenn ich das Richtig verstehe, wird in dem Thread ein Akku direkt> geladen. Das ist bei mir nicht der Fall.
und darin liegt Dein Problem. Normale Solarmodule können nicht mit
normalen Stepdownwandlern zusammenarbeiten. Das klappt erst dann,
wenn Du einen 6V-Bleiakku parallel schaltest.
pascalts schrieb:> Nun hat das Ding bei praller Sonne locker 11V Leerlaufspannung
Eben, da du aber deinen Akku laden willst und dabei Strom fließt, bricht
die Spannung zusammen. Guck dir mal die Ausgangskennlinie einer
Solarzelle an.
pascalts (Gast) schrieb:
>Wenn ich das Richtig verstehe, wird in dem Thread ein Akku direkt>geladen. Das ist bei mir nicht der Fall.>Außerdem "stielt" mir doch allein die Diode 0,7V... Das ist nciht gut.
Erstens: die Diode ist nicht das Problem, denn Deine Forderung besagte
ja, da0 Du nur bis 6V runtergehen mußt. Auserdem ist das eine
Schottkydiode, die deutlich weniger Uf hat.
Auserdem sagt einem der Sachverstand, daß Du die Diode auch weglassen
kannst, sofern schon der USB-Teil bzw. interne Ladeschaltung den
Rückfluß sperren sollte.
>Außerdem muss ich da ja doch einiges verbraten... Ich glaube das wird>nicht meine Lösung.
Da Du den Akku nicht direkt an der Solarzelle anschließen willst,
sondern erst über USB, der nur 5V haben will, mußt Du den
Energieüberschuß verbraten. Entweder mit einem Längstregler
(überschüssige Spannung wird verbraten), oder einem Parallelregler
(überschüssiger Strom wird verbraten).
Oder wie sonst willst Du die Effizienz erhöhen?
Jens G. schrieb:> Entweder mit einem Längstregler> (überschüssige Spannung wird verbraten), oder einem Parallelregler> (überschüssiger Strom wird verbraten).
Step-Down nicht zu vergessen.
Harald W. schrieb:> Normale Solarmodule können nicht mit normalen Stepdownwandlern> zusammenarbeiten.
Und warum bitte nicht? Meinst du, heutige Solarladeregler benutzen
Linearregler. Ein Filter mit Ladekondensator parallel zum Panel sorgt
dafür, dass die Ladungspulse des Step-Downs die Klemmspannung nur wenig
moduliert.
Wolfgang schrieb:> Step-Down nicht zu vergessen.
Besser doch.
Wolfgang schrieb:> Und warum bitte nicht?
Siehe einen der ca. 100 Threads die sich mit derm groben Unsinn
beschäftigen, hinter eine Stromquelle (Dynamo oder Solarzelle) einen
normalen step down (oder step up) Schaltregler heften zu wollen.
Muss man es in der angeblichen Informationsgesellschaft wirklich jedem
Ahnungslosen einzeln erklären ?
Hallo
MaWin schrieb:> Muss man es in der angeblichen Informationsgesellschaft wirklich jedem> Ahnungslosen einzeln erklären ?
Nein nicht jeden Einzelnen - es wäre aber mal gut in einer
allgemeinverständlichen (!) Sprache und ohne Voraussetzungen von tiefer
gehenden E-Technik Kenntnissen (Ohmsches Gesetz, Strom, Spannung,
Innenwiderstand, Leistung bei Gleichspannung setzte ich mal als die
absoluten und vorhandenen Grundkenntnisse voraus) anhand von
Beispielenzu und textlichen Vorgangsbeschreibungen zu erklären warum das
bei einer Stromquelle so ist - und gerne auch mal warum eine Solarzelle
und noch viel mehr ein Dynamo (Fahrrad, Kleinkraftrad) überhaupt eine
Stromquelle sind - ein "Normalen" Generator kann man ja auch über einen
weiten Bereich belasten ohne das die Ausgangspannung sich stark ändert
(Labor Modelle und Spielzeuge mal ausgenommen ich eine schon die
Größenordnung ab mehreren 100W bis halt zu den "richtigen"
Großgeneratoren im MW Bereich). Was ist jetzt bei einen Dynamo anders -
wo liegen die Ursachen?
Moin!
Puh, ich wollte hier keine Grundsatzdiskussion auslösen... Ich komme
eigentlich eher aus der Software-Ecke, deswegen muss ich bei allem was
Hardware ist immer nachfragen. Ich versuche mal auf ein paar Antworten
einzugehen.
> Da Du den Akku nicht direkt an der Solarzelle anschließen willst,> sondern erst über USB, der nur 5V haben will, mußt Du den> Energieüberschuß verbraten. Entweder mit einem Längstregler> (überschüssige Spannung wird verbraten), oder einem Parallelregler> (überschüssiger Strom wird verbraten).> Oder wie sonst willst Du die Effizienz erhöhen?
Ja, so war mein Gedanke. Kannst du mir ein paar solcher Regler benennen?
Dann kann ich mich durch die Datenblätter wühlen.
> https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking
Das Prinizip ist mir in der Theorie bekannt. Aber soweit ich das
verstehe, habe ich da am "Ende" keine feste Spannung...
Gerald K. schrieb:> Wie wird der 1640er vor überladung geschützt?>> Oder hat der Akku eine internen Schutz gegen Überladung und> Tiefentladung, wie [...]
Der Akku hängt bereits hinter einem Ladecontroller. Datenblatt
Mikrocontroller:
https://github.com/LilyGO/LILYGO-T-OI/blob/master/t-oi.pdf Bereich CHG
Es handelt sich um einen TP4054. Dieser verträgt zwar theoretisch bis zu
6V am Eingang, aber wegen der - sagen wir ungewöhnlichen - Umsetzung
kann ich nicht mehr als 5V auf den TP4045 geben, da eine Verbindung
zwische V_usb, V_in des TP4045 und dem "5V"-Pin besteht. Wenn keine
Ladespannung an V_in bzw. V_usb anliegt, wird V_batt an 5V geschaltet.
Mein Gedanke war daher als erstes mittels eines wie auch immer gearteten
Spannungsreglers meine 5V für V_usb bereit zu stellen. Natürlich weiß
ich, dass eine Solarzelle seltenst ihre P_max bietet.
Wenn ich das richtig verstanden habe, kann ich keinen DC/DC Wandler
nutzen, weil "davor" ein elektrischer Speicher wie eine Bleiakku sein
müsste. Das würde allerdings mein Projekt auf 2 Akkus "aufblasen" und
wäre nicht gewünscht. Ginge das eventuell auch mit einem kräftigen
Kondensator?
Andere Idee: Ich habe gerade im Datenblatt des TP4054 gelesen, dass eine
Stromrückflusssperre verbaut ist und er bei Unterspannung mit einer
Hysterese zu- und abschaltet. Eventuell könnte ich mit einer Z-Diode
(wegen der hohen Leistung eher mehrere) die Spannung auf 5.1V begrenzen.
Die 100mV mehr würde der 5V Strang überstehen. Natürlich verbruzzele ich
dann die Energie auch wieder... Wenn die Solarzelle eine Spannung unter
V_batt liefert geht der TP4045 ins Standby - das wäre ok. Komme ich über
5.1 V "verbrennt" die Z-Diode Energie. Ich glaube aber, dass das eine
sehr unschönde Art ist, eine Solarzelle mit U_nenn auf 5V zu "prügeln".
Gruß Pascal
pascalts schrieb:> Ich glaube aber, dass das eine sehr unschönde Art ist, eine Solarzelle> mit U_nenn auf 5V zu "prügeln".
Nein, das ist der richtige Weg. Denn so wird nur Leistung vernichtet und
Verlust produziert, wenn man Leistung im Überfluss hat. Nimm aber EINE
Z-Diode, die gibt es mit 3W und 5W. Denn Parallelschaltung ist doof, und
Reihenschaltung erfordert Z-Dioden unter 5V und die sind schlecht.
pascalts schrieb:> Wenn ich das richtig verstanden habe, kann ich keinen DC/DC Wandler> nutzen, weil "davor" ein elektrischer Speicher wie eine Bleiakku sein> müsste. Das würde allerdings mein Projekt auf 2 Akkus "aufblasen" und> wäre nicht gewünscht. Ginge das eventuell auch mit einem kräftigen> Kondensator?
Ein "normaler" DC/DC regelt nur die Asugangsspannung. Wenn du zu viel
Strom aus einer Soalrzelle ziehst, bricht die Spannung ein und der
Regler zieht noch mehr Strom (Schaltregler vorausgesetzt).
Daher MPP(T) Regler mit Akku dran. Wobei es deutlich einfacher wäre den
MPP Regler direkt an deinen Akku anzuschließen und die 5V zu
überspringen.
> Andere Idee: Ich habe gerade im Datenblatt des TP4054 gelesen, dass eine> Stromrückflusssperre verbaut ist und er bei Unterspannung mit einer> Hysterese zu- und abschaltet.
DIe UVP ist bei ca. 3.6V. Was passiert wenn das Solarpanel mehr
Leerlaufspannung hat aber nicht genügentd Strom liefert, und der Akku
unter 3.6V hat?
4054 zieht zu viel Strom -> Spannung der Solarzelle sinkt (auf
Akkuspannung + Dropout) -> 4054 schaltet ab -> Spannung an der
Solarzelle steigt -> 4054 zieht wieder zu viel Strom ...
Wenn das kein Problem ist kannst du das so machen. Ich würde aber
annehmen dass das Umschalten des 5V Strangs auf V_batt zu viel Strom
verbraucht (wird der µC jedesmal geweckt?), je nachdem wie schnell das
oszilliert.
> Eventuell könnte ich mit einer Z-Diode> (wegen der hohen Leistung eher mehrere) die Spannung auf 5.1V begrenzen.> Die 100mV mehr würde der 5V Strang überstehen. Natürlich verbruzzele ich> dann die Energie auch wieder...
Das war der erste Vorschlag, nur ist ein echter Regler deutlich besser
als eine Zener. DIe 5.1V sind Stromabhängig, das können auch mal ein
paar 100mV mehr werden.
> Wenn die Solarzelle eine Spannung unter> V_batt liefert geht der TP4045 ins Standby - das wäre ok. Komme ich über> 5.1 V "verbrennt" die Z-Diode Energie. Ich glaube aber, dass das eine> sehr unschönde Art ist, eine Solarzelle mit U_nenn auf 5V zu "prügeln".
Parallelregler sind für (kleine) Solarzellen völlig in Ordnung.
K. S. schrieb:> 4054 zieht zu viel Strom -> Spannung der Solarzelle sinkt (auf> Akkuspannung + Dropout) -> 4054 schaltet ab -> Spannung an der> Solarzelle steigt -> 4054 zieht wieder zu viel Strom ...> Wenn das kein Problem ist kannst du das so machen.
Ein mal und nie wieder, nicht für Solarzellen geeignet! Ist bei mir nach
einigen Zyklen (Tagen), mit Pauken und Trompeten abgeraucht!
K. S. schrieb:> 4054 zieht zu viel Strom -> Spannung der Solarzelle sinkt (auf> Akkuspannung + Dropout) -> 4054 schaltet ab -> Spannung an der> Solarzelle steigt -> 4054 zieht wieder zu viel Strom
Bloss erfolgt das dummerweise trotz Eingangselko auf der Platine so
schnell, dass niemals eine stabile Regelung erzielt wird. Es haut ihm
sozusagen mitten im Puls die Eingangsspannung um die Ohren. Man müsste
mindestens einen grossen Elko an die Solarzelle vorschalten, sagen wir
10000uF und aufwärts. Das wirkt dann quasi wie ein kleiner Akku.
Auf der 5V Schiene würde das Modul permanent zwischen Laden und wieder
Betrieb aus der Zelle oszillieren, da die Zelle konstant zu wenig
liefert. Die zuverlässige Lösung wäre daher die Ausgangsspannung auf 4V
zu Regeln und dem Akku zuzuführen.
Im Prinzip wird so ein ähnlicher Regeler benötig:
LDK130 adjustable
MCP 1703 adjustable
Dieter schrieb:> liefert. Die zuverlässige Lösung wäre daher die Ausgangsspannung auf 4V> zu Regeln und dem Akku zuzuführen.
Dann aber bitte keinen Schaltregler, denn, wie bereits gesagt,
funktioniert der nicht an Solarzellen. Den Grund dafür findet man
in den mindestens hundert Beiträgen zu diesem Thema hier im Forum.
Was fürn Schaltregler überhaupt? Der TP4054 ist ein Linearregler,
schlicht CC/CV-Lader.
Die Frage wäre hier eher, wozu man je 2 Spannungs- und Strombegrenzer
hintereinander schalten wollte, indem erst die Spannung auf 5.1V, dann
auf 4.2V begrenzt wird und der Strom von 300mA (geschätzter Max.strom
des Panels) auf 400mA (TP4054) begrenzt wird.
Da kann man zumindest einen davon weglassen.
batman schrieb:> Die Frage wäre hier eher, wozu man je 2 Spannungs- und Strombegrenzer> hintereinander schalten wollte, indem erst die Spannung auf 5.1V, dann> auf 4.2V begrenzt wird
Weil der 4.2V Regler maximal 6V (absolute maximum rating) verträgt, ohne
Schutz aber 11V bekommen würde.
So, hat jetzt auch der Letzte keine Fragen mehr ?
Okay,
ich danke euch erstmal. Ich werde mal schauen, was ich von euren
Vorschlägen umsetzen kann. Wenn ich ein Ergebnis habe, werde ich mich
nochmals melden.
Mehrfach kam die Frage auf, warum ich denn unbedingt die 5V "vor" meinem
Akku und den 3V3 des ESP haben möchte (Doppelte Spannungsregelung). Die
Antwort ist recht simpel: Auf dem Pinout des Boards sind 5V und 3V3. Um
eventuell auch mal 5V Hardware nutzen zu können, möchte ich diese
Schiene einfach erhalten (auch wenn im reinen Akkubetrieb Da nur die
Akku-Spannung anliegt).
MfG
Pascal
