Hallo ihr lieben,
Vorab möchte ich sagen, dass ich in den Themen nicht gerade der Profi,
ja sogar ein Anfänger bin. Deswegen tut es mir schonmal Leid, wenn ich
dumme Fragen stelle :)
Aber ich hoffe, dass ihr mir weiterhelfen könnt.
Ich habe ein schwerwiegendes Problem, für euch vielleicht ein
leichtwiegendes :)
Ich habe folgendes Produkt vor mir liegen:
http://cds.linear.com/docs/en/demo-board-manual/DC2151AF.PDF .
An die Platine möchte ich ein Energy Harvesting Modul, in dem Fall ein
Piezoelement anschließen, um aus den Vibrationen aus der Umgebung
elektrische Energie zu erzeugen, um damit beispielsweise
Temperatursensoren zu bedienen.
Ich hab das Prinzip des Moduls folgendermaßen verstanden: Wenn erntbare
Energie zur Verfügung steht, soll mein Regulator angehen und mein
Booster aus. Durch eine Kapazität kann ich sozusagen Energie
zwischenspeichern.
Zudem verfügt mein Demo Steckpins, mit dem ich mein UVLO (Undervoltage
Lockout) und meine Ausgangsspannung regulieren kann. Wenn Vin über dem
"UVLO rising" ist, soll mein buck converter zur Verfügung stehen und
wenn Vin unter dem "UVLO falling" ist, steht mein Konverter nicht zur
Verfügung, so wie ich das verstanden habe.
Hinten dran ist ein Akku noch dran. Mit dem Demo könnte ich es aufladen.
Mein Piezoelement: MFC M8528P2
http://images1.hellotrade.com/data2/HG/YU/HTVENDOR-1198281/data2-mu-er-htvendor-1198281-media-images-mfc-flat-250x250.png
+ und - Pol von meinem Piezoelement habe ich wie in dem Datenblatt
beschrieben, an AC1 und AC2 vom Demotool jeweils angeschlossen.
Nach paar Biegungen an dem Piezoband kann ich 1V an dem Vin messen.
http://media.digikey.com/Photos/Linear%20Tech%20Photos/MFG_DC2151A.jpg
Jetzt zu meinem Problem:
An Vout würde ich gerne die geboostete, eingestellte Spannung messen.
Hab jedoch nicht so ganz verstanden, wie ich meine Spannung von Vin
verstärken kann, sodass ich an Vout meine gewünschte verstärkte Spannung
abgreifen kann. :( :(
Ich hoffe, dass sich jemand damit auskennt und mir weiterhelfen kann.
Kann sein, dass ich vielleicht etwas übersehen oder sogar falsch
verstanden habe. Dann korrigiert mich bitte.
Servus,
Als Energy Harvesting Experten würde ich mich jetzt nicht bezeichnen,
allerdings kann ich dir möglicherweise trotzdem weiterhelfen.
Wenn ich das Linear-Datenblatt richtig verstehe, dann wird deine
Wechselspannung von 1V die du anlegst gleichgerichtet, und liegt dann an
VIN an. Problematisch dabei:
"The bridge rectifier has a total drop of about 800mV at typical
piezo-generated currents, but is capable of carrying up to 50mA."
Durch die Brückenschaltung wird die Spannung durch zweimal die
Diodenspannung reduziert, in diesem Fall eben 800mV, das heißt, von
deiner 1V WEchselspannung bleibt so gut wie nix übrig.
"VIN Input Voltage Range 3.0 to 18.0 V"
Laut Datenblatt bräuchtest du also etwa 4V~, damit sich was tut.
Persönlicher Tipp: Um die allgemeine Funktion zu testen, leg doch mal ne
Gleichspannung >3V an VIN, und schaue was am Ausgang anliegt. Die
vorhandene Schnellanleitung sieht dazu auch nicht so schlecht aus.
Hoffe ich konnte dir weiterhelfen, hab nur kurz drübergeschaut, insofern
keine Garantie auf Korrektheit ;)
LG
Tochriso
Vielen Dank für die Antwort Tobi,
hatte bereits versucht 5V Gleichspannung anzulegen. Leider tut sich da
nichts an Vout.
Ich kann nur 2V an BAT_IN messen.
Ich habe ehrlich gesagt die Schnellanleitung "QUICK START PROCEDURE"
nicht so ganz verstanden wofür das nützt. Muss ich diese Schritte exakt
durchführen, damit ich meine Platine richten kann, oder überprüft das
eher die Funktionalität ?
Ich denke, die Anleitung soll helfen, das System schrittweise zu
überprüfen,
aber notwendig ist sie sicherlich nicht.
Die Ferndiagnose ist immer ein bisschen schwierig, ich gehe aber mal
davon aus, dass du bei Bestückung/bauteilen keine fehler gemacht hast.
Mein bester Tipp wäre gerade eine falsche Einstellung des UnderVoltage
Lockout. Auf Seite 14 des Datenblatts findest du die kompletten
Einstellmöglichkeiten.
LG,
Tobi
Undervoltage habe ich eigentlich auf 0 0 0 0 gestellt, damit mein Vin
die Fallinggrenze von 3V übersteigen kann, um bei Vout zu gelangen.
Reintheoretisch müsste das ganze ja eigentlich mit kleineren Spannungen
klappen oder nicht ? Sind ja extra Booster mit drin verbaut.
Energy Harvesting Elemente könnten ja meistens nur Spannungen im mV
Bereich liefern.
Okay, dann kann man das als Fehlerquelle schonmal ausschließen.
Da ich annehme, dass du das ganze machst, um etwas zu lernen: "Booster"
bedeutet, in dem IC ist ein DC/DC-Wandler verbaut, der sowohl aus
kleinen Spannungen große machen kann, als auch umgekehrt. Zum tieferen
Verständnis einfach mal die Begriffe Aufwärtswandler (Boost) und
Abwärtswandler (Buck) googeln. Kleiner Hinweis: Als Buck-Boost werden
häufig Inverswandler bezeichnet, die invertieren die Spannung, das ist
hier aber nicht gemeint!
Nach diesem kleinen Exkurs wirst du feststellen, dass mit diesem Prinzip
die Spannungswandlung im mV-Bereich nicht funktionieren kann, weil da
noch keine Diode leitet. (Genauer gesagt, es müssen drei
Diodenspannungen "überwunden" werden, zwei zur Gleichrichtung, eine im
Aufwärtswandler)
Zur weiteren Vorgehensweise schlage ich dir folgendes vor: Schau mal auf
http://www.linear.com/product/LTC3331, da findest du beispielsweise eine
typische Anwendung. Wenn du von deinem Aufbau einfach mal ein Bild
machst, würde ich mir das ganze auch gerne anschauen, das Thema finde
ich spannend!
LG
Tobi
Kleiner Nachtrag:
Wenn ich das richtig verstanden habe, wird der Aufwärtswandler nur für
die Batterie verwendet, und für die externe Quelle, also bspw. Solar
oder dein Piezoelement nur der Abwärtswandler.
Würde eigentlich bedeuten, deine Eingangsspannung muss größer als die
gewünschte Ausgangsspannung sein.
Könntest also mal probieren, für den Ausgang 5V einzustellen, und 10V am
Eingang anzulegen
Edit: Im Datenblatt des Bauteils findet man sogar direkte Tipps zu
Piezoelementen: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3331fc.pdf
LG
Tobi
