Hallo,
ich suche gerade eine einfache Möglichkeit um eine 12V AC Pumpe (Pool
Kartuschenfilterpumpe) mit einem 50W Solarpanel (Ik=3,4A, Ul=21,7V zu
versorgen, die Spitzenspannung wird irgendwo bei 17,4V liegen). Meine
Idee war daher einfach einen Tiny13 an einen L6203 zu flanschen und mit
einer 37,5kHz PWM eine entsprechende Wechselspannung zu erzeugen.
Nur bevor ich damit anfange, wollte ich mal fragen ob jemand da eine
bessere Idee zu hat (z.B. Bauteile, etc.), oder es so etwas fertig zu
kaufen gibt?
Die Ausgangsspannung ist dabei unkritisch, zu tiefe Eingangsspannungen
fange ich eh ab und nach oben ist es der Pumpe relativ egal.
Das aus 12V DC keine 12V AC werden ist mir dabei klar, brauchte nur
etwas im Titel um von den üblichen Wechselrichter Ideen 12V DC -> 230V
AC abzugrenzen.
Und ja, das es fertig zu kaufende Wechselrichter für 12V -> 230V gibt
und an diese die Pumpe mit Netzteil angeschlossen werden kann ist
bekannt, aber nicht gewollt.
Tim T. schrieb:> Meine> Idee war daher einfach einen Tiny13 an einen L6203 zu flanschen und mit> einer 37,5kHz PWM eine entsprechende Wechselspannung zu erzeugen.
Mach, das funktioniert, so die Sonne ausreichend scheint.
Es gibt auch Lösungen ohne µC, aber die sind ja für dich unnötig.
Tim T. schrieb:> ich suche gerade eine einfache Möglichkeit um eine 12V AC Pumpe (Pool> Kartuschenfilterpumpe) mit einem 50W Solarpanel
Wenn Du Dir eine neue DC-Pumpe kaufst,wird das wesenlich einfacher
und vermutlich auch billiger, als wenn Du einen Umformer brauchst
> (Ik=3,4A, Ul=21,7V zu> versorgen, die Spitzenspannung wird irgendwo bei 17,4V liegen).
Eine 17V Gleichspannung brauchst Du auch, wenn Du mit überschaubaren
Aufwand 12V AC Sinus erzeugen willst. Dein Panel wird diese Spannung
aber vermutlich nur mit geringer Belastung liefern können. Normaler-
weise funktionieren Solarpanels nur dann zuverlässig, wenn man sie
mit Pb oder Li-Akkus verbindet.
> Meine> Idee war daher einfach einen Tiny13 an einen L6203 zu flanschen und mit> einer 37,5kHz PWM eine entsprechende Wechselspannung zu erzeugen.
Vielleicht würde Deine Pumpe auch mit Rechteckspannung arbeiten.
> Das aus 12V DC keine 12V AC werden ist mir dabei klar, brauchte nur> etwas im Titel um von den üblichen Wechselrichter Ideen 12V DC -> 230V> AC abzugrenzen.> Und ja, das es fertig zu kaufende Wechselrichter für 12V -> 230V gibt> und an diese die Pumpe mit Netzteil angeschlossen werden kann ist> bekannt, aber nicht gewollt.
Man kann einen solchen Wandler aber auch so modifizieren, das er
statt 230V 12V erzeugt.
Harald W. schrieb:> Tim T. schrieb:>>> ich suche gerade eine einfache Möglichkeit um eine 12V AC Pumpe (Pool>> Kartuschenfilterpumpe) mit einem 50W Solarpanel>> Wenn Du Dir eine neue DC-Pumpe kaufst,wird das wesenlich einfacher> und vermutlich auch billiger, als wenn Du einen Umformer brauchst
Das Problem daran ist das die Pumpen der üblichen Verdächtigen, für die
man auch überall Ersatzfilter bekommt, alle mit Wechselspannung laufen.
Hab natürlich zuerst getestet ob die nicht auch mit Gleichspannung
arbeiten, wollen sie aber nicht.
>> (Ik=3,4A, Ul=21,7V zu>> versorgen, die Spitzenspannung wird irgendwo bei 17,4V liegen).>> Eine 17V Gleichspannung brauchst Du auch, wenn Du mit überschaubaren> Aufwand 12V AC Sinus erzeugen willst. Dein Panel wird diese Spannung
Ja, Zusammenhang zwischen Scheitelwert und Effektivwert ist bekannt, die
Ansteuerung der H-Brücke ebenfalls.
> aber vermutlich nur mit geringer Belastung liefern können. Normaler-
Die Pumpe ist mit 30W angegeben, sollte also etwa hinhauen.
> weise funktionieren Solarpanels nur dann zuverlässig, wenn man sie> mit Pb oder Li-Akkus verbindet.
Geht mir nur darum, dass ich ohne Netzanschluss mit der Pumpe bei gutem
Wetter das Wasser durch die Solarkollektoren schieben kann, ist also
keine Hochleistungsaufgabe und wenns da etwas langsamer durchläuft, ist
es auch egal.
>>> Meine>> Idee war daher einfach einen Tiny13 an einen L6203 zu flanschen und mit>> einer 37,5kHz PWM eine entsprechende Wechselspannung zu erzeugen.>> Vielleicht würde Deine Pumpe auch mit Rechteckspannung arbeiten.
Ok, würde den L6203 einsparen, aber sonst?
>>> Das aus 12V DC keine 12V AC werden ist mir dabei klar, brauchte nur>> etwas im Titel um von den üblichen Wechselrichter Ideen 12V DC -> 230V>> AC abzugrenzen.>> Und ja, das es fertig zu kaufende Wechselrichter für 12V -> 230V gibt>> und an diese die Pumpe mit Netzteil angeschlossen werden kann ist>> bekannt, aber nicht gewollt.> Man kann einen solchen Wandler aber auch so modifizieren, das er> statt 230V 12V erzeugt.
Hab sogar einen hier rumliegen, nur das Ding ist so dämlich gebaut das
man ihn immer neu einschalten muss wenn die Spannung irgendwo unter 9V
gefallen ist, also für ein autonomes System ungeeignet und ich dachte
mir dafür ne Schaltung fertig zu machen geht schneller/einfacher als an
dem Ding lange rumbasteln.
Tim T. schrieb:> Meine Idee war
Das Problem ist, dass die Spannung des Solarpanels zusammenbricht, wenn
der hohe Anlaufstrom des Mofors gezogen wird.
Zudem ist die Drehtahl des Motors von der Frequenz der Wechselspannjng
abhängig, und damit die Pumpenförderleistung und damit die
Leistungsaufnahme.
Die Pumpe geht also nicht eibfach mit der Drdhtahl runter wenn weniger
Solarleistung zur Verfügung steht.
Es macht also nur Sinn, die Pumoe laufen zh lassen, wenn die
Dolarleistung dafür reicht. Und das ist schwer zu messen ohne Belastung,
die Leerlaufspannung ist eher ein Messwert für die Temperatur.
Also könnte man einen Widerstand dranbauen, dauernd versorgen und die
Spannung messen, reicht die Solarleistung für die Pumpe könnte man die
Pumpe vorsichtig hochfahren durch Erhöhung der mittleren Spannung.
Diese Pumpenmotore sind BLDC mit nur 2 Anschlüssen und 1 Wicklung,
drehen zufällig in eine Richtung und kommen aus dem Tritt wenn die
Frequenz nicht zu Last passt (wie moderne Laugenpumpen).
MaWin schrieb:> Die Pumpe geht also nicht eibfach mit der Drdhtahl runter wenn weniger> Solarleistung zur Verfügung steht.
Kann man dem µC aber beibringen.
Tim T. schrieb:>> Man kann einen solchen Wandler aber auch so modifizieren, das er>> statt 230V 12V erzeugt.>> Hab sogar einen hier rumliegen, nur das Ding ist so dämlich gebaut das> man ihn immer neu einschalten muss wenn die Spannung irgendwo unter 9V> gefallen ist, also für ein autonomes System ungeeignet und ich dachte> mir dafür ne Schaltung fertig zu machen geht schneller/einfacher als an> dem Ding lange rumbasteln.
Den UVLO sollte man eventuell durch anpassen von ein / zwei Widerständen
ändern können.
MaWin schrieb:> Tim T. schrieb:>> Meine Idee war>> Das Problem ist, dass die Spannung des Solarpanels zusammenbricht, wenn> der hohe Anlaufstrom des Mofors gezogen wird.> Zudem ist die Drehtahl des Motors von der Frequenz der Wechselspannjng> abhängig, und damit die Pumpenförderleistung und damit die> Leistungsaufnahme.> Die Pumpe geht also nicht eibfach mit der Drdhtahl runter wenn weniger> Solarleistung zur Verfügung steht.> Es macht also nur Sinn, die Pumoe laufen zh lassen, wenn die> Dolarleistung dafür reicht. Und das ist schwer zu messen ohne Belastung,> die Leerlaufspannung ist eher ein Messwert für die Temperatur.
Naja, stimmt schon, dachte nur das ich erst ab einer gewissen
Leerlaufspannung (irgendwo um 20V) das Ding überhaupt einschalte und
beim Unterschreiten von 17V dann wieder aus. Das Ganze unter
Berücksichtigung der Anlaufphase von 1-2 Sekunden nach dem Einschalten.
> Also könnte man einen Widerstand dranbauen, dauernd versorgen und die> Spannung messen, reicht die Solarleistung für die Pumpe könnte man die> Pumpe vorsichtig hochfahren durch Erhöhung der mittleren Spannung.> Diese Pumpenmotore sind BLDC mit nur 2 Anschlüssen und 1 Wicklung,> drehen zufällig in eine Richtung und kommen aus dem Tritt wenn die> Frequenz nicht zu Last passt (wie moderne Laugenpumpen).
Ok, das es so ein Gemurkse ist, hatte ich nicht gedacht.
Tim T. schrieb:>> Vielleicht würde Deine Pumpe auch mit Rechteckspannung arbeiten.
(Rechteck-Wechsel-Spannung (im Gegensatz zum vorher genannten Sinus))
> Ok, würde den L6203 einsparen, aber sonst?
Das würde vermeiden, aus den 12VDC zwecks Gewinnung eines Sinus (wegen
eben jenes Scheitelfaktors, und dazu noch wegen des Spannungsfalls an
Schalt-Transistoren + Filterung) erst mal min. ca. 18VDC (Voll- bzw. H-
Brücke) oder min. ca. 36VDC (Halbbrücke) machen zu müssen. Oder nicht?
Tim T. schrieb:>> aber vermutlich nur mit geringer Belastung liefern können.>> Die Pumpe ist mit 30W angegeben, sollte also etwa hinhauen.
Hm. Du denkst im Ernst, 30W seien für ein 50Wp PV Modul "geringe Last"?
Tim T. schrieb:> wenns da etwas langsamer durchläuft, ist es auch egal.
Das kann sein, oder auch nicht... aber alles ohne Zusammenhang irgendwie
überhaupt laufen zu lassen, muß trotz der mit Sicherheit vorhandenen
Nachteile dadurch gar nicht unbedingt einfacher realisierbar sein...
Kommt allein die Pumpe ans Modul? Dann könnte folgendes schon etwas
bringen (natürlich mitsamt der von MaWin genannten Erkennung, wann
überhaupt gepumpt werden sollte, bzw. anders gesagt, wann eben sicher
nicht):
Die Pumpennennleistung an die tats. Spitzenleistung des Moduls unter
realen guten Durchschnittsbedingungen anzupassen, und den Durchfluß der
Pumpe (oder auch einfach die Drehzahl) zu regeln.
[Falls beides mit dieser Art Pumpe unmöglich, aber am Ende (nachdem ich
Dich überzeugt habe, meine ich :) erwünscht, dann anderer Typ nötig.]
Und zwar zu regeln nach der aktuellen Einstrahlung des PV Moduls (das
hoffentlich die gleiche Einstrahlung mitkriegt wie die Kollektoren).
[Verhalten evtl. auch ohne Regelschleife/Pumpenmotor erreichbar. Aber
ohne Dein prinzip. Interesse daran bekundet zu haben, ist das egal.]
So würde jedenfalls die aktuelle Pumpen-Leistung an das, was das Modul
auch aktuell grade liefert, angepaßt - und die aktuelle Durchflußmenge
würde auch zur aktuellen Leistung der Kollektoren passen (na ja, fast).
Tim T. schrieb:> Naja, stimmt schon, dachte nur das ich erst ab einer gewissen> Leerlaufspannung (irgendwo um 20V) das Ding überhaupt einschalte und> beim Unterschreiten von 17V dann wieder aus. Das Ganze unter> Berücksichtigung der Anlaufphase von 1-2 Sekunden nach dem Einschalten.>>> Also könnte man einen Widerstand dranbauen, dauernd versorgen und die>> Spannung messen, reicht die Solarleistung für die Pumpe könnte man die>> Pumpe vorsichtig hochfahren durch Erhöhung der mittleren Spannung.>> Diese Pumpenmotore sind BLDC mit nur 2 Anschlüssen und 1 Wicklung,>> drehen zufällig in eine Richtung und kommen aus dem Tritt wenn die>> Frequenz nicht zu Last passt (wie moderne Laugenpumpen).>> Ok, das es so ein Gemurkse ist, hatte ich nicht gedacht.
Solche Arten von Gemurkse, wie Du das nennst, sind nur mit fertig
kaufbaren Teilen vermeidbar (mit MPPT und Zusatzbeschaltung für "vom
Benutzer in Grenzen definierbares, aber jeweils sinnvolles" Verhalten an
PV-Modulen).
Diesen letzten Beitrag habe ich gerade erst entdeckt (über die Vorschau
/ Posting meinerseits). Und, wie gedenkst Du nun vorzugehen? Ist das
Projekt überhaupt noch am Leben?
(Die einfachste Grundlage ist ein solcher Wandler mit MPPT.)
Harald W. schrieb:> Man kann einen solchen Wandler aber auch so modifizieren,> daß er statt 230V 12V erzeugt.
Ob das so sinnvoll ist? Genaugenommen bleibt bis auf die prim.
Schalttransistoren (samt deren Ansteuerung) des 12VDC zu XX0VDC
Gegentakt-Flußwandlers und die Erzeugung des Sinus kaum etwas
unberührt, alles wird auf NV umgerüstet dann.
Und die galvanische Trennung des HF-Trafos ist ja auch unnötig.
(Wer hat schon 12VDC ohne galv. Trennung zur Verfügung/woher?)
Aus Effizienzgründen besser gleich einen synchronen Boost, und
nur die Sinuserzeugung nutzen, könnte klüger sein - aber dabei
bleibt dann sogar noch weniger vom Original übrig...
Diese Dinge sollte man schon wissen vor dieser Entscheidung.
Kannst dir mal den kleinen Wechselrichter von mir anschauen. Ist kein
Tiny13, sondern ein Tiny45/85, aber vllt. hilfts ja:
http://www.schoeldgen.de/avr
Die Schaltung ganz unten. Ich betreibe den Tiny auch mit einem 9V
Solarmodul, aber über einen MC34063 Wandler mit 3,3V. Um zu verhindern,
das er bei Unterspannung Amok läuft, sollte man den Brown-Out Detektor
aktivieren.
Tim T. schrieb:> dachte nur das ich erst ab einer gewissen Leerlaufspannung (irgendwo um> 20V) das Ding überhaupt einschalte und beim Unterschreiten von 17V dann> wieder aus
Mir ist klar, dass du das dachtest.
Weil du eben keine Ahnung von Solarzellen hast.
Mir sind zwar die vielen Tippfehler peinlich, und der Test-Widerstand
muss natürlich abgetrennt werden wenn der Motor eingeschaltet wird, aber
ich habe versucht zu zeigen dass alles deutlich komplizierter ist als du
dir das vorstellst.
quak schrieb:> Tim T. schrieb:>>> Vielleicht würde Deine Pumpe auch mit Rechteckspannung arbeiten.>> (Rechteck-Wechsel-Spannung (im Gegensatz zum vorher genannten Sinus))>>> Ok, würde den L6203 einsparen, aber sonst?>> Das würde vermeiden, aus den 12VDC zwecks Gewinnung eines Sinus (wegen> eben jenes Scheitelfaktors, und dazu noch wegen des Spannungsfalls an> Schalt-Transistoren + Filterung) erst mal min. ca. 18VDC (Voll- bzw. H-> Brücke) oder min. ca. 36VDC (Halbbrücke) machen zu müssen. Oder nicht?
Das schon, ob die Pumpe danach aber überhaupt läuft wird dadurch eher
unwahrscheinlicher, besser wirds nicht.
> Tim T. schrieb:>>> aber vermutlich nur mit geringer Belastung liefern können.>>>> Die Pumpe ist mit 30W angegeben, sollte also etwa hinhauen.>> Hm. Du denkst im Ernst, 30W seien für ein 50Wp PV Modul "geringe Last"?
Nicht geringe Last aber passend.
> Tim T. schrieb:>> wenns da etwas langsamer durchläuft, ist es auch egal.>> Das kann sein, oder auch nicht... aber alles ohne Zusammenhang irgendwie> überhaupt laufen zu lassen, muß trotz der mit Sicherheit vorhandenen> Nachteile dadurch gar nicht unbedingt einfacher realisierbar sein...
Da es ja offensichtlich ein verkappter BLDC ist, ist mir jetzt auch klar
das die Drehzahl und damit auch die Fördermenge sich NICHT alleine
anpassen wird.
> Kommt allein die Pumpe ans Modul? Dann könnte folgendes schon etwas
Ja, nur die Pumpe.
> bringen (natürlich mitsamt der von MaWin genannten Erkennung, wann> überhaupt gepumpt werden sollte, bzw. anders gesagt, wann eben sicher> nicht):>> Die Pumpennennleistung an die tats. Spitzenleistung des Moduls unter> realen guten Durchschnittsbedingungen anzupassen, und den Durchfluß der> Pumpe (oder auch einfach die Drehzahl) zu regeln.
Das ist mir jetzt auch klar, werde mal sehen was ich da an Regelung mit
einbaue. Da die Durchflußmenge von der Drehzahl abhängt, und mir die
exakte Durchflußmenge absolut egal ist, brauche ich also nur die
Drehzahl sprich die Frequenz meines Wechselrichters an die zu Verfügung
stehende Modulleistung anpassen, sollte machbar sein, ob das dann noch
in den Tiny13 passt sei dahingestellt, aber dann wirds eben ein 85er.
> [Falls beides mit dieser Art Pumpe unmöglich, aber am Ende (nachdem ich> Dich überzeugt habe, meine ich :) erwünscht, dann anderer Typ nötig.]>> Und zwar zu regeln nach der aktuellen Einstrahlung des PV Moduls (das> hoffentlich die gleiche Einstrahlung mitkriegt wie die Kollektoren).>> [Verhalten evtl. auch ohne Regelschleife/Pumpenmotor erreichbar. Aber> ohne Dein prinzip. Interesse daran bekundet zu haben, ist das egal.]>> So würde jedenfalls die aktuelle Pumpen-Leistung an das, was das Modul> auch aktuell grade liefert, angepaßt - und die aktuelle Durchflußmenge> würde auch zur aktuellen Leistung der Kollektoren passen (na ja, fast).
Das ist echt absolut egal, wie schnell das Wasser durch die Kollektoren
fließt ist in weiten Grenzen nur minimal ausschlaggebend für die
gelieferte Energie. Bleibt im wesentlichen das Produkt aus
Temperaturerhöhung pro Volumen.
> Solche Arten von Gemurkse, wie Du das nennst, sind nur mit fertig> kaufbaren Teilen vermeidbar (mit MPPT und Zusatzbeschaltung für "vom> Benutzer in Grenzen definierbares, aber jeweils sinnvolles" Verhalten an> PV-Modulen).
Mit Gemurkse meinte ich dabei den Aufbau des Motors und das Wirkprinzip.
> Diesen letzten Beitrag habe ich gerade erst entdeckt (über die Vorschau> / Posting meinerseits). Und, wie gedenkst Du nun vorzugehen? Ist das> Projekt überhaupt noch am Leben?
Klar, da bislang nichts dagegen spricht werde ich es erstmal so aufbauen
und nen 8 Pin Tiny mit nem L6203 benutzen, die Anlaufregelung,
Drehzahlregelung, Spannungs/Strom-Überwachung etc. kann ich dann bei
Bedarf in Software verfeinern.
Matthias S. schrieb:> Kannst dir mal den kleinen Wechselrichter von mir anschauen. Ist kein> Tiny13, sondern ein Tiny45/85, aber vllt. hilfts ja:> http://www.schoeldgen.de/avr
Hab ich mir angesehen, ist im Prinzip ja alles klar, war nur zu faul
selber ne H-Brücke zu bauen. Hab die Software für statische 50Hz bei
37,5kHz auch mal eben zusammen gekloppt, werde wegen der Drehzahlrampe
aber jetzt wohl auf nen DDS Sinus gehen (oder mal sehen wie gut sich der
OSCCAL dafür missbrauchen lässt).
> Die Schaltung ganz unten. Ich betreibe den Tiny auch mit einem 9V> Solarmodul, aber über einen MC34063 Wandler mit 3,3V. Um zu verhindern,> das er bei Unterspannung Amok läuft, sollte man den Brown-Out Detektor> aktivieren.
Da ich grundsätzlich gar nicht so weit runter gehen will, wollte ich
einfach ne Diode und nen entsprechenden Elko vor den 7805 setzen (ja
schon klar nen Stepdown wäre besser aber unnötig) und dazu die
Eingangsspannung per ADC überwachen, sobald ich da Unterspannung für die
Pumpe hab wird die H-Brücke eh stillgelegt. Dazu natürlich noch der
Brownout vom Tiny damit der keinen Mist baut.
MaWin schrieb:> Tim T. schrieb:>> dachte nur das ich erst ab einer gewissen Leerlaufspannung (irgendwo um>> 20V) das Ding überhaupt einschalte und beim Unterschreiten von 17V dann>> wieder aus>> Mir ist klar, dass du das dachtest.>> Weil du eben keine Ahnung von Solarzellen hast.
Die Grundlagen sind noch aus dem Studium bekannt und mir ist klar worauf
du hinaus willst. Ich werde dann wohl die Drehzahl abhängig von der
Eingangsleistung machen, ob ich diese über die Leerlaufspannung oder
über einen Lastwiderstand ermittele muss ich dann sehen, tendiere aber
trotz deiner Bedenken eher zur Leerlaufspannung (hab ja genug
Spielraum).
> Mir sind zwar die vielen Tippfehler peinlich, und der Test-Widerstand> muss natürlich abgetrennt werden wenn der Motor eingeschaltet wird, aber
Ja, den Teil hab ich durchaus verstanden.
> ich habe versucht zu zeigen dass alles deutlich komplizierter ist als du> dir das vorstellst.
Nicht wirklich, nachdem der Aufbau des Motors klar wurde, ergibt sich
der Rest eigentlich zwingend, aber so eine große Sache ist es dann auch
nicht.
hinz schrieb:> Tim T. schrieb:>> Da es ja offensichtlich ein verkappter BLDC ist,>> Dein Pumpenmotor ist ein einfachster Synchronmotor, ganz ohne> Elektronik.
Ja, meinetwegen auch permanenterregter Einphasen-Synchronmotor.
Stimmt passt besser.
