Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gold Cap mit Solarzelle laden


von Steffen (Gast)


Lesenswert?

Hallo, ich habe einen Gold Cap (1F 5,5V) den ich mit einer Solarzelle 
laden möchte. Im direkten Sonnenlicht liefert die Solarzelle ca. 5V. 
Soweit kein Problem. Allerdings möchte ich mit dem gespeicherten Strom 
einen MSP430 betreiben. Der darf maximal 3,6V kriegen. Wie mache ich 
das, dass der Kondensator nie mehr als 3,6V hat? Und noch eine weitere 
Frage, wenn es dunkel wird liefert die Solarzelle ja keinen 
Strom/Spannung. Wirkt sie dann wie eine Diode oder entlädt sich der 
Kondensator nachts auch über die Solarzelle?
Die Fragen mögen vielleicht ziemlich banal sein, aber ich stehe noch 
ziemlich am Anfang mit meinen Elektronik Basteleien.

Vielen Dank für eure Hilfe :)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Lege über den Cap eine 3,6 Volt Zenerdiode, damit ist sichergestellt, 
das nicht mehr reinkommt. Denke daran, das Zenerdioden in Sperrichtung 
geschaltet werden, also den Strich (Kathode) an den Pluspol des Caps.

Steffen schrieb:
> Wirkt sie dann wie eine Diode oder entlädt sich der
> Kondensator nachts auch über die Solarzelle?

Schaden tut eine Rückflussdiode sicherlich nicht.

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Matthias Sch. schrieb:
> Lege über den Cap eine 3,6 Volt Zenerdiode, damit ist sichergestellt,
> das nicht mehr reinkommt.

dann lässt man aber einen grosteil der Kapazität ungenutzt. Verwende 
einen Low-Drop spannungsregeler der von 5V auf 3,3V umsetzt. Wenn man 
noch mehr sparen will, müsste man einen Schaltregeler einsetzen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Peter II schrieb:
> Verwende
> einen Low-Drop spannungsregeler der von 5V auf 3,3V umsetzt.

Was meinst du denn, was der Low Drop Regler mit der Differenz macht? Er 
verbrät sie in Wärme. Ist also nicht sinnvoll. Ausserdem geht er dann 
schon bei 4,irgendwas Volt in die Knie am Ausgang.

von Trivix .. (trivix)


Lesenswert?

> Steffen schrieb:
> Schaden tut eine Rückflussdiode sicherlich nicht.

Wenn du nicht willst, das sich der Gold-Cap über die Zelle entläd dann 
ist eine Diode zwingend notwendig! ;)

Sieht man immer gut an den Werbegeschenk-Schlüsselanhänger-LED-Leuchten.
Die Dinger haben keine Diode drin... Läd man Sie auf sind sie am 
nächsten Morgen leer...

von Dietrich L. (dietrichl)


Lesenswert?

Matthias Sch. schrieb:
> Was meinst du denn, was der Low Drop Regler mit der Differenz macht? Er
> verbrät sie in Wärme. Ist also nicht sinnvoll.

Aber doch deutlich besser als mit Zenerdiode: die Spannung am C kann 
beim Laden weiter ansteigen und beim Entladen bleibt die 
Ausgangsspannung hinter dem Regler eine zeitlang konstant und sinkt 
nicht sofort ab.

Gruß Dietrich

von Jörg S. (joerg-s)


Lesenswert?

Dafür kann man man dann "unten" die Drop Spannung nicht mehr nutzen.

Allerdings zieht der MSP ja eh so gut wie nichts, daher ist LDO wohl 
schon ganz gut.
Ein Schaltregler wie TPS61201 wäre optimal.

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

Da bin ich wieder.
Erstmal vielen Dank für die Antworten!
Die Idee mit dem Schaltregler ist sicherlich sehr Interessant. Aber gibt 
des denn auch welche die in beide Richtungen regeln können? Also ein 
Stepup wenn die Spannung im Kondensator unter 3,6V liegt und ein 
Stepdown wenn die Spannung über 3,6V liegt. So könnte ich dann ja 
wirklich alles "rausholen"

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Steffen schrieb:
> Also ein
> Stepup wenn die Spannung im Kondensator unter 3,6V liegt und ein
> Stepdown wenn die Spannung über 3,6V liegt. So könnte ich dann ja
> wirklich alles "rausholen"

ja gibt es. Suche mal bei Linear.

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

Gefunden, aber für mich groben Klotz nicht zu löten.

von Scotty (Gast)


Lesenswert?

Stepup (MCP1640) an einer Solarzelle habe ich auch mal versucht. Ist 
letztlich daran gescheitert, daß bei den kleinen Solarzellen die 
Spannung dramatisch einbricht, sobald man da ein par mA rauszieht. Hat 
also nur bei absolut direkter Sonneneinstrahlung funktioniert.

Würde als LDO einen MCP1700 mit 2.5V nehmen bzw. den 1,8V Typ falls der 
MSP430 das mitmacht. Der LDO hat unter 2 µA Eigenverbrauch.
Dann noch eine Schottky-Diode (z.B. MBR0530) zwischen Solarzelle und 
Gold Cap rein um die Entladung zu verhindern.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?


von Jörg S. (joerg-s)


Lesenswert?

Steffen schrieb:
> Die Idee mit dem Schaltregler ist sicherlich sehr Interessant. Aber gibt
> des denn auch welche die in beide Richtungen regeln können? Also ein
> Stepup wenn die Spannung im Kondensator unter 3,6V liegt und ein
> Stepdown wenn die Spannung über 3,6V liegt. So könnte ich dann ja
> wirklich alles "rausholen"
Genau das macht der TPS61201 Regler :)
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps61201.pdf

QFN Gehäuse ist auf den ersten Blick natürlich erschreckend, aber mit 
passendem Layout und kleiner Lötspitze ist das recht problemlos zu 
löten.
Beitrag "Re: QFN-Gehäuse löten"

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

Also ich wollte eigentlich einen MSP430 nehmen, weil die ja sehr 
stromsparend sind. Wahrscheinlich wirds jetzt doch ein Attiny.Und zwar 
weil der mit 5V läuft und ich alle Teile für einen Stepup auf 5V hier 
zuhause habe. Ich denke so kann ich die Energie im Kondensator am besten 
nutzen, auch wenn der Attiny etwas mehr braucht.
So komme ich um den komplizierteren Buck Boost Converter rum :)

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


Lesenswert?

Steffen schrieb:
> Hallo, ich habe einen Gold Cap (1F 5,5V) den ich mit einer Solarzelle
> laden möchte. Im direkten Sonnenlicht liefert die Solarzelle ca. 5V.


Wahrscheinlich im Leerlauf. Wenn dann kannst du einen LDO nehmen. Der 
begrenzt dann die Spannnung statt Sie zu regeln in dem die Solarzelle 
auf 3,x Volt zusammenbricht. So was ist aber keine MPP Regelung ;-). 
LDOs haben aber einen relativ hohen Eigenverbrauch.


Apropos:
Hat eigentlich schon mal jemand mit den Dingern aus ChinaWare 
Solarlampen was gemacht?

Beispiel:
http://www.radio-ghe.com/0116.DCWandler.htm

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

Schön, dass du das mit den China Dinger ansprichst, habe auch so ein 
1,99 Teil aufgeschraubt hier neben mir liegen. Sieht aber noch weit 
einfacher aus als das aus deinem Link. Besteht aus:
- Solarzelle
- LED
- NI-MH Akku
- IC 0116
- Spule
- An/Aus Schalter

das wars, keine Dioden, Kondensatoren oder sonstwas.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


Lesenswert?

Übrigens: Wenn Du jetzt schon einen ATTiny nimmst, dann häng' ihn besser 
direkt an den GoldCap. Die Dinger laufen nämlich mit 1,8V - 5,5V und Du 
musst dann keinen Strom im Boostregler verbraten. Am besten, Du nimmst 
einen ATMega48PA und lässt ihn mit einem 32kHz Uhrenquarz laufen. Das 
sollte mit einer Kondensatorladung über 10 Stunden laufen - ohne 
Stromsparmodus.

von Peter ⛄ W. (Firma: Huddel und Brassel Ltd.) (jaffel) Benutzerseite


Lesenswert?

Da du sowieso eine Diode in die Leitung legen musst, nimmst du gleich 
zwei in Reihe. 1N4148 z.B. gibt einen Spannungsabfall von ~1,4V. 5V 
-1,4V  passt also.
Wenn du uns jetzt noch den Strom der Solarzelle verraten wuerdest, 
koennte man noch passende Dioden suchen.

Das MSP430 ueber einen 1F GoldCap zu betreiben halte ich aber fuer wenig 
Sinnvoll.

von Jörg S. (joerg-s)


Lesenswert?

Peter W. schrieb:
> 1N4148 z.B. gibt einen Spannungsabfall von ~1,4V. 5V -1,4V  passt also.
Aber nur bei ordentlich Strom (5mA) bei ~0mA ist die Spannung viel 
geringer.


> Das MSP430 ueber einen 1F GoldCap zu betreiben halte ich aber fuer wenig
> Sinnvoll.
Weil?

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Wie hoch ist denn bei so einem Goldcap der Reststrom, bzw. die 
Selbstentladung? Evtl. ist er dadurch deutlich schneller entladen, als 
Dir lieb ist.

von Jörg S. (joerg-s)


Lesenswert?

Laut Panasonic 2000h für entladung von 5,5V auf 1V beim 0,1F Typ. Wenn 
man länger läd wird die Zeit noch länger.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

>Laut Panasonic 2000h für entladung von 5,5V auf 1V beim 0,1F Typ. Wenn
>man länger läd wird die Zeit noch länger.

Das wäre natürlich verwertbar ...

von digitaler fritz (Gast)


Lesenswert?

Im Zweifel Hinz fragen. Er der ist Solarspezialist ueberhaupt !

von Uwe (Gast)


Lesenswert?

Mal dir mal die Entladekurve für den 1F GoldCap auf.
Nun markier dir mal den Bereich den du nutzen willst, also von 3,5V bis 
3,1V oder so. Und wie lange hält der GoldCap dann ???
Jetzt mach das gleiche mal mit dem TPS6120x, also von 5V bis 0,3V.
Der fakto der Dazwischen liegt ist enrgieverschwendung oder auch 
Wirkungsgrad bzw. Effizienz genannnt.

von Jörg S. (joerg-s)


Lesenswert?

Uwe schrieb:
> Nun markier dir mal den Bereich den du nutzen willst, also von 3,5V bis
> 3,1V oder so.
Kommt darauf an was noch so ausser dem µC betrieben werden soll. Der 
ATTiny selbst geht ja von 5,5V bis 1,8V.

von Ludwig (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

falls das Thema noch relevant ist:

Es sollte bei mir eine Mignonzelle durch Goldcap und Solarzellen ersetzt 
werden.

Eine Sperrrdiode in Flussrichtung verhindert, daß der Goldcap (2,3V) 
nachts durch die Solarzelle (6V) entaden wird.

Drei Dioden in Reihe, die parallel zum Goldcap liegen, sorgen dafür, daß 
der Kondensator nicht mehr als 2.1 V von der Solarzelle erhält. Die 
Spannung für den Cap wird über diese drei Dioden abgegrifen. Es ist 
keine Zenerdiode nötig.

Ich betreibe dies Schaltung seit über 20 Jahren in in 
5-Mark-Billig-Lidl-Weckern. Das Ende dieser Geräte wird nun durch 
mechanischen Verschleiß der Gehäuse und Microtaster auf der Platine 
eingeläutet. Die Diodenschaltung am Goldcap funktioiert immer noch, mein 
eigener Wecker hat mich nie im Stich gelassen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.