Ich seh vor lauter Bäumen den Wald nicht mehr. Vllt. hat ja einer von
euch den nötigen Denkanstoß für mich?!
Folgende Problemstellung:
Ein Energiespeicher(Kondensator) soll über ein (kleines) Solarmodul
geladen werden. Ein Verbraucher (Prozessor) soll allerdings erst dann
eingeschaltet werden, wenn auch wirklich genug Sonnenenergie im
Kondensator gesammelt wurde. Denn ansonsten würde der Prozessor
eventuell hochfahren und gleich wieder unsanft durch Einbruch der
Spannug ausgeschaltet werden. Ein in jedem Fall sauberer Betrieb des
Prozessors muss gewährleistet sein.
Außer dem Solarmodul ist keine Spannungsquelle verfügbar. Deshalb ist
aus meiner Sicht die Versorgung von ICs, die die Spannung/Energie im
Kondensator detektieren könnten schwierig. Ich denke, dass eine rein
diskrete Lösung, vorallem beim Anlaufen der Schaltung vom Punkt Null
aus, von Vorteil sein könnte.
Hat jemdand vielleicht eine gute Idee, wie ich prinzipiell oder auch
konkret die Schaltung angehen könnte?!
Oder sieht jemand einen anderen Lösungsweg?
Bin für jede geistige Anregung offen ;-)
Wenn in meiner Beschreibung noch etwas unklar ist, ergänze ich dies
natürlich noch.
MfG
Ich werf mal den LTC1540 in den Raum.
Unter 1,6V verhält der sich allerdings manchmal nicht so wie gewünscht
(Ausgang driftet hoch). Das lässt sich allerdings mit zusätzlichen
Bauteilen in den Griff kriegen.
Alternativ das ganze mit Software erschlagen. Beim Start erst die
Spannung messen und je nach Ergebnis weiter anlaufen oder wieder
schlafen legen.
Schonmal danke für die Antworten.
Den Kondensator hätte ich so in die Größenordnung von um die 100mF
gelegt.
Der LTC1540 ist schon nicht schlecht. Braucht ja wirklich wenig Strom
für sich selbst. Allerdings wird dessen Spannungsversorgung schwierig.
Er braucht ja laut Datenblatt mind. 2V. Und ich denke, dass undefinierte
Zustände bei Spannungen unter 2V, was denke ich durchaus vorkommen kann,
sehr ungünstig sind. Werd ihn mir nochmal genauer anschauen ;-)
Aber unsicher bin ich mir vorallem bei folgendem Punkt:
Wenn ich (mit einem Komperator, Schmitt-Trigger oder sonst wie) eine
gewisse Spannung im unbelasteten Kondensator messe und darauf hin den
Verbraucher zu-/anschalte, wie kann ich da sicher gehen, dass die
Energie im Kondensator wirklich ausreicht und die Spannung nicht gleich
wieder einbricht?
Wichtig ist eben, dass der Prozessor immer definierte Betriebszustände
vorweist, also v.a. nie wegen mangelnder Spannungsversorgung abstürzt.
Ideen?
MfG
Christian schrieb:> eine> gewisse Spannung im unbelasteten Kondensator messe und darauf hin den> Verbraucher zu-/anschalte, wie kann ich da sicher gehen, dass die> Energie im Kondensator wirklich ausreicht und die Spannung nicht gleich> wieder einbricht?
rechnen!
du musst einfach wissen welchen strom deine Schaltung braucht. Die
spannung im Kondensator steht im direkten bezug zur Energie die in ihm
gepspeichert ist. eventuell noch den Innenwiderstand dazunehmen dann
hast du alles was mach braucht.
Den Ladezustand sieht man an der Spannung. Wenn deine Schaltung bei 3V
arbeitet und bei 2V aufhören soll dann benutzt du nur die Energie die in
diesem Spannungshub von 1V "drin" sind. Deshalb benutzt man
Spannungswandler die mit möglichst kleiner Eingangsspanung auskommen und
auch bei höheren Spannungen eine konstante ausgangsspannung liefern.
Damit kann man den Kondensator möglichst gut nutzen. Und an der
Spannungshöhe kann man nun direkt den Ladezustand ablesen.
Q=C*U
@ Christian (Gast)
>geladen werden. Ein Verbraucher (Prozessor) soll allerdings erst dann>eingeschaltet werden, wenn auch wirklich genug Sonnenenergie im>Kondensator gesammelt wurde.
Also die Spannung hoch genug ist.
> Denn ansonsten würde der Prozessor>eventuell hochfahren und gleich wieder unsanft durch Einbruch der>Spannug ausgeschaltet werden. Ein in jedem Fall sauberer Betrieb des>Prozessors muss gewährleistet sein.
Jo, das macht ein voltage supervisor, teilweise auch Brown Out Detektior
genannt. Gibt es fix und fertig mit µA Stromverbrauch bei Maxim & Co.
Der schaltet die Stromversorgung für deinen Prozessor, ggf. mit Hilfe
eines kleinen MOSFETs.
>aus meiner Sicht die Versorgung von ICs, die die Spannung/Energie im>Kondensator detektieren könnten schwierig.
Nö.
> Ich denke, dass eine rein>diskrete Lösung, vorallem beim Anlaufen der Schaltung vom Punkt Null>aus, von Vorteil sein könnte.
Falsch.
MfG
Falk
@Falk:
Worin genau siehst du den Nachteil einer diskreten Lösung?
Stromverbrauch und Wirkungsgrad?
Hab ich bei ICs nicht dann noch zusätzlich das Problem, dass ich auch
noch deren Versorgungsspannung garantieren muss, da ich sonst dort
wieder undefinierte Schaltzustände erwarten muss?
@all:
Danke für die Antworten. Ich glaube ein paar Bäume in meinem Kopf
gefällt zu haben und endlich den Wald wieder zu erkennen ;-)
Sollte jedoch jemand noch nen guten Einfall haben, wie zB. einen IC den
er empfehlen kann, dann nur raus damit.
MfG
@ Christian (Gast)
>Worin genau siehst du den Nachteil einer diskreten Lösung?
Stromverbrauch, Bauteilaufwand, Platz, Kosten, Entwicklungsaufwand.
>Hab ich bei ICs nicht dann noch zusätzlich das Problem, dass ich auch>noch deren Versorgungsspannung garantieren muss,
???
Dein supervisor schaltet bei einer definierten Spannung ein, dann können
deine ICs normal mit solider Spannung arbeiten. Sinkt sie zu stark,
schaltet der IC wieder aus.
>Sollte jedoch jemand noch nen guten Einfall haben, wie zB. einen IC den>er empfehlen kann, dann nur raus damit.
Auf die Schnelle. MAX810 + BSS84.
Was für ein Controller überhaupt?
Die AVRs z.B. haben bereits ne Brown-Out-Detection und laufen teils
zwischen 1,8 und 5,5V, können also viel Hub vertragen und den
Kondensator gut nutzen.
Oder ist wegen irgendwas stabile Spannung gefordert?
@ Floh (Gast)
>Die AVRs z.B. haben bereits ne Brown-Out-Detection und laufen teils>zwischen 1,8 und 5,5V, können also viel Hub vertragen und den>Kondensator gut nutzen.
Ist richtig, aber wir hatten schon mal einen Thread, und da war das
Problem, dass der uC unterhalb der Nennspannung viel Strom gezogen hat,
auch wenn er aus war.
LTC2934 braucht nur 500nA, die 17µA (bis 100µA max.) vom MAX810 finde
ich schon ordentlich Holz.
Zumindest bei Linear ist die Energy Harvesting Sektion ganz interessant,
für alles was wenig Strom brauchen soll. So einen Bereich gibts bestimmt
auch von anderen Herstellern.
OT: Was braucht eigentlich ein µC im Reset an Strom? Clocks sollten ja
aus sein. Ich finde das gerade, zumindest im MSP430 Datenblatt nicht...
Dr.Schäfer schrieb:> OT: Was braucht eigentlich ein µC im Reset an Strom?
Steht im Datenblatt.
> Ich finde das gerade, zumindest im MSP430 Datenblatt nicht...
In welchem Datenblatt welches MSP430?
Lothar Miller schrieb:> In welchem Datenblatt welches MSP430?
Ich hab hier unter anderen z.B. den MSP430F2274. Auf Seite 26 im
(kurzen) Datenblatt (MSP430F22x2, MSP430F22x4 Mixed Signal
Microcontroller (Rev. F), msp430f2274.pdf) stehen die Ströme für die
diversen LPMs, aber zum Reset kann ich nichts finden...
Das Family User Guide habe ich auch gerade mal überflogen und nach "µA"
durchsucht, aber bei knapp 700 Seiten kann ich da gerne was übersehen
haben.
Dr.Schäfer schrieb:> OT: Was braucht eigentlich ein µC im Reset an Strom? Clocks sollten ja> aus sein. Ich finde das gerade, zumindest im MSP430 Datenblatt nicht...
Darüber schweigen sich die meisten Datenblätter aus. Bei AVRs zumindest
ist es so, dass die Portpins hochohmig werden, wenn der Controller im
Reset ist. Ich denke, das wird bei vielen Controllern ähnlich sein. Wenn
die Pins nun aber hochohmig sind, fangen sie an zu floaten. Wenn die
Spannung an den Pins in Richtung VCC/2 läuft, nehmen die Eingangstreiber
einen nennenswerten Strom auf. Dieser kann sich in den Bereich von
einigen mA bis zu einigen 10mA bewegen (abhängig vom Controller und
dessen Pinanzahl). Es hilft also nur das vollständige Abschalten des
Controllers. Sleep-Modes helfen hier nur wenig, da die Controller, wenn
der Kondensator doch mal leer war, beim Anfahren der Betriebsspannung
recht viel Strom ziehen, auch so einige mA. Daher kommt eine
leergenuckelte Schaltung nicht mehr in die Gänge. Es sei denn, der
Harvester kann diese paar mA beim Startup liefern.
Derweil stricke ich mir gerade eine Harvester-Schaltung aus 2 FETs
zusammen, die den Speicherkondensator erst bei ca. 9V für eine
festgelegte Zeit auf die Last schalten, mit ´ner LED klappt´s schon.
Energielieferant ist ein Drehstromkabel, welches ein paar Meter aufputz
verläuft. Dagegen liegt ein isolierter Draht, welcher zum Harvester
führt. Der Gegenpol ist Erde. Die kapazitiv eingekoppelte
Wechselspannung wird gleichgerichtet und läd einen 100µF-Kondensator in
etwa 3 Minuten auf die geforderten 9V. Energie für lau ;-)
Ich weiß, dass der Beitrag schon älter ist, aber ich bin gerade drüber
gestolpert.
