Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsversorgung Outdoor (Füllstand Zisterne)


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von Christian S. (solder)


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Hallo,

ursprünglich wollte ich für das Projekt eine 9V Batterie nehmen. Diese 
wäre dann nur für die Messung per Taster belastet worden. Das Ergebnis 
hätte ich gleich an der LED-Anzeige abgelesen. Dazu hätte ich das 
Messmodul in der Zisterne installiert und das Anzeigemodul in der Hütte 
vom Carport (draußen, aber eigentlich trocken). Beide mit ATTiny 2313, 
Übertragung per RS232. Dann bekam ich jedoch den ESP8266 in die 
Finger...

Nun dachte ich, ich könnte doch die Daten öfter übertragen und sehe 
dabei, wie sich die Zisterne füllt und leert und wo ich schon mal dabei 
bin, kann ich auch noch mit einem DHT22 Temperatur und Luftfeuchtigkeit 
messen. Spannungsversorgung mit 9V Batterie ist dafür aber nicht zu 
gebrauchen.

In Frage käme noch 3xAA und einen ATTiny (Sleep Mode nur mit 
Watchdog)zum Aufwecken der anderen Komponenten (z.B. alle 10min). 
Spannung an die Zisterne könnte ich per Step-Up-Wandler schicken. Den 
ESP8266 könnte ich aber dennoch nicht direkt an die Batterie anschließen 
oder doch? Oder mit an den Step-Up und dann wieder runter auf 3,3V? 
Klingt aber auch nicht so toll. Also, falls Batterie, wie betreibe ich 
den ESP8266 so, dass die Batterie optimal ausgenutzt wird?

Alternative ist ein Netzteil. Aber wie sieht es mit dem Verbrauch in 
Ruhe aus? Einen Hi-Link AC/DC-Wandler (5V/3W) (Schaltnetzteil) wollte 
ich wegen der Umweltbedingungen lieber nicht einsetzen.
Wie sieht es mit einem konventionellen Trafo aus, z.B. Reichelt 387.09-1 
(3,6VA,9V/400mA)? Hat schon mal jemand die Leistungsaufnahme im Leerlauf 
gemessen? Der "EI30/23 109" mit 2,8VA wäre Kurzschlussfest (für den Fall 
der Fälle), hat aber evtl. schon zu wenig Strom (311mA). Hier habe ich 
0,9W Verlustleistung im Leerlauf im DB gefunden. Das wäre akzeptabel.
In einem IP 54/65-Gehäuse müsste der sich ja sicher betreiben lassen.

Bei einer Versorgung mit Netzteil könnte ich dann wohl auch auf den 
ATTiny auf der Anzeige-Seite zum Aufwecken verzichten. Das kann dann der 
ESP8266 mit erledigen. Die Anzeige lass' ich dann auch weg. Hab' die 
Daten sowieso im PC.

In der Kostenabschätzung komme ich auf ca. 2,50€/a für Strom. D.h. ein 
Batteriesatz 3xAA müsste ca. 1/2 Jahr halten.

Christian

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Christian S. schrieb:
> Dazu hätte ich das Messmodul in der Zisterne installiert

Was für ein Messmodul verwendest du da?

Christian S. schrieb:
> Alternative ist ein Netzteil. Aber wie sieht es mit dem Verbrauch in
> Ruhe aus? Einen Hi-Link AC/DC-Wandler (5V/3W) (Schaltnetzteil) wollte
> ich wegen der Umweltbedingungen lieber nicht einsetzen.

Wie wäre es mit einem USB Netzteil eines alten Handys. Die Dinger sind 
doch immer öfter übrig, man könnte also ein oder zwei in Reserve haben. 
Die sollten eine Ruheverlustleistung von deutlich unter 1W haben und 
sind doch meist komplett geschlossen.
Ich würde nur dafür sorgen dass im Falle eines Falles da nichts 
brennbares direkt daneben/darunter steht.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

ESP8266, 3x AA oder Li-IO-Zelle. Spannungsregler MCP1703 oder 
vergleichbar (geringer LowDrop, geringer Eingenverbauch).

Wie oft willst Du messen? ESP wecken, messen und Daten raus und wieder 
schlafen schicken, passiert normalerweise in weniger als 500ms.
Mein Testsensor mit BME280 und BH1750FVI läuft seit ca. 10 Tagen an 
einer 18650. Spannung am Anfang 4,12V, zur Zeit 3,82V. Spannungsangaben 
können etwas abweichen, die schickt mir der ESP8266 mit und ich habe den 
Korrekturwert nur schnell durch Vergleich mit meinem Baumarktmultimeter 
gesetzt...

Datenübertragung als MQTT-Client, ein Mosquitto-Broker läuft hier 
ohnehin auf einem RasPi.

Gruß aus Berlin
Michael

von Christian S. (solder)


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Udo S. schrieb:

>
> Was für ein Messmodul verwendest du da?

Das hier:
Ebay-Artikel Nr. 322144472293

Ich weiß, es gibt Diskussionen wegen der Verwendbarkeit in feuchter 
Luft. Ich werd's einfach probieren.

> Wie wäre es mit einem USB Netzteil eines alten Handys. Die Dinger sind
> doch immer öfter übrig, man könnte also ein oder zwei in Reserve haben.
> Die sollten eine Ruheverlustleistung von deutlich unter 1W haben und
> sind doch meist komplett geschlossen.

Bisher haben wir soetwas nicht übrig. Ich könnte auch ein neues kaufen. 
Kosten ja nicht so viel. Allerdings meine ich, dass da immer ein Zettel 
dabei ist, der auf Verwendung in Innenräumen hinweist. Insofern würde 
ich das dauerhaft nicht draußen verwenden wollen.

> Ich würde nur dafür sorgen dass im Falle eines Falles da nichts
> brennbares direkt daneben/darunter steht.

wird schwierig in einem Carport aus Holz ;-)

von MaWin (Gast)


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Tja, Microleistungstechnik zur Batterieversorgung beherrschen viele 
(Chinesen), der Trick ist die Schaltung möglichst stromsparend schlafen 
zu legen und nur kurz selten aufwachen zu lassen. Alles was mehr als 
Mikroampete braucht muss in der Schlafphase abgeklemmt sein, dann tut es 
auch eine Batterie. Spannungsregler die ohne Last nicht mal 1uA brauchen 
gibt es inzwischen sogar bei Reichelt, der 9V Block geht also. Noch 
besser wenn die Bauteile im ganzen Spannungsbereich einer sich 
entladenden Batterie funktionieren und man ohne Regler auskommt (wegen 
8266 nicht).

von RFZ (Gast)


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Grüße,
ich hab zuhause mehrere Sensoren basierend auf einem DHT22 
Temp/Luftfeuchtesensor, Arduino Pro Mini 3.3V 8MHz aus China und 
NRF24L01 Modul zur Funkübertragung. Betrieben werden die mit je einer 
18650 Li-Ion Zelle aus alten Notebook-Akkus. Alle 5min wachen sie kurz 
per Watchdog auf und senden ihre Daten. Die Power-LED auf den Arduinos 
hab ich getrennt, sonst ist nichts angepasst worden.
Meine ältesten Sensoren laufen jetzt 19 Monate und kommen damit langsam 
an ihre Grenze. 3,6V haben die Zellen aktuell, der LDO liefert aber 
immernoch stabile 3,3V Versorgungsspannung. Sobald die 
Versorgungsspannung unter 2,9V fällt, tausche ich die Akkus aus. Die 
Geräte melden eigenständig die Versorgungsspannung (nicht die 
Batteriespannung).
Den ESP8266 nutze ich dagegen am Netzteil, er empfängt die Daten mit 
einem NRF24L01 und schreibt sie in meine Datenbank. Für Batteriebetrieb 
nutzt mir der dann leider doch zuviel Strom.

von Christian S. (solder)


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@MaWin: Ja, das mit dem LDO wäre eine Möglichkeit. Die 9V Blöcke haben 
aber keine hohe Kapazität, so dass ich denke, dass der ESP die schnell 
leer macht, auch wenn er immer nur kurz aktiv ist.

@RFZ: Ich habe keine solche Li-Zellen und auch keinen Lader dafür. 
Trotzdem interessant. Ich möchte aber gern den ESP nehmen um die Daten 
direkt in den Server einzuspeisen. Wenn ich deine Anordnung richtig 
verstehe, nutzt du einen netzgespeisten Datensammler, der dann per 
ESP8266 die Daten übermittelt.

Ich werde mal Versuche am Breadboard machen und nachmessen. Bisher sind 
die einzelnen Baugruppen fest versogt. Vielleicht geht es doch mit 
Batterie. Nur, auf häufigen Wechsel habe ich dann auch wieder keine 
Lust.

von Christian S. (solder)


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Die Option, die Schaltung per Li-Ion-Zelle zu versorgen ist doch recht 
interessant, da ich hier noch ein Akkupack zum Ausschlachten hatte (1 
Paar war tot, der Rest, mal sehen - kostet ja nichts). Ich würde dabei 
einen ATTiny13A zum Aufwecken verwenden.

Aber: Wie schalte ich möglichst ohne Spannungsverlust den Rest dazu? Den 
ESP8266 möchte ich direkt per LDO an die Zelle anschließen. Dazu würde 
ich einen mit sehr geringem Spannungsabfall verweden. Der Meßteil in der 
Zisterne bekommt seine Spannung per Step-Up-Wandler. Ich schätze, dass 
in dem Moment mindestens 500mA fließen, die also geschaltet werden 
müssten. Aus der MOSFET-Übersicht habe ich den IRLML2244 herausgesucht, 
der sich eignen sollte und den ich auch einfach bei Reichelt beziehen 
könnte. Oder?

Gibt es für die LDOs auch solch eine Übersicht (und ich habe sie nur 
nicht gefunden)?

Solder

: Bearbeitet durch User

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