Hallo zusammen,
Ich studiere Wirtschaftsingenieurwesen und muss derzeit eine
Wetterstation bauen. Sie besteht aus einem NodeMCU, DHT22, DS18B20,
MPL3115A2 und einer RGB-LED und einem Taster. Nun muss ich den
Gesamtstrom berechnen um zu schauen, wie lange meine Powerbank mit
2000mAh hält.
Ich danke euch schon jetzt für eure Unterstützung :)
Viele Grüße,
Melina
Melinamellmel schrieb:> Und woher bekomme ich die Daten?
Insbesondere die Stromaufnahme vom NodeMCU hängt stark von deinem
Programm ab. Das wird dir aus dem Stehgreif keiner sagen können.
Wolfgang schrieb:> Insbesondere die Stromaufnahme vom NodeMCU hängt stark von deinem> Programm ab. Das wird dir aus dem Stehgreif keiner sagen können.
Denk in Playstation Dimensionen, so exakt wird das wohl keiner von einem
WiIng verlangen, es wird wohl nur darum gehen eine Abschätzung zu
treffen ob man das Projekt auch so umsetzen kann; traurigerweise hat sie
so wenig Ahnung von der Materie das nichtmal dafür das Handwerkszeug
vorhanden ist...
Tim T. schrieb:> Denk in Playstation Dimensionen, so exakt wird das wohl keiner von einem> WiIng verlangen, es wird wohl nur darum gehen eine Abschätzung zu> treffen ob man das Projekt auch so umsetzen kann;
Die Stromaufname des ESP8266 geht beim Senden mal eben auf 320mA hoch
und im Deep Sleep liegt sie bei vielleicht 20uA. Das sind mal eben gut
vier Zehnerpotenzen. Um "exakt" geht es da erstmal noch überhaupt nicht
;-)
Je nach Programmierung zwischen einigen Stunden und einigen Monaten.
Um das genauer zu sagen, müsste man wissen, wie oft und wie lange welche
Bauteile in welchem Betriebszustand sind und wieviel Strom sie dabei
jeweils aufnehmen.
Um das mal kurz zu erläutern: Ich habe bisher weder eine E-Technik- noch
eine Programmiervorlesung gehabt. Wir sollen uns das ganze selber
erschließen, da wir so angeblich am meisten lernen. Von daher stelle ich
hier die Frage und erhoffe mir auch ein wenig Verständnis dafür, dass
ich derzeit noch sehr wenig Ahnung von der Materie habe..
Melinamellmel schrieb:> Wir sollen uns das ganze selber> erschließen, da wir so angeblich am meisten lernen.
Dem stimme ich als Student auch zu, Frontalunterricht bringt einen im
besten Fall durch die Prüfung, mehr nicht.
Selber tüfteln macht, etwas Geduld und Interesse vorausgesetzt mehr
Spaß.
Melinamellmel schrieb:> erhoffe mir auch ein wenig Verständnis dafür,...
Wenn du die vielen, von ihrem eigenen Leben gefrusteten Trolle die
leider in diesem Forum ihr Dasein fristen ignorieren kannst, kein
Problem :)
DMM schrieb:> Aufbauen und messen?
Erfüllt selten die Aufgabenstellung
Melinamellmel schrieb:> berechnen
Davon abgesehen sollte die Berechnung auch kein so großes Problem sein,
zumindest ein grober Überschlag
1. Für das Forum die feuerfeste Unterwäsche anziehen
2. Den Stromverbrauch kann man nur ganz schlecht berechnen, da er
maßgeblich vom Programm das läuft abhängt - messen ist viel einfacher.
Wenn dafür Laborequipment zur Verfügung steht um so besser, sonst tut es
ein präziser Coulomb Counter. Ich war ziemlich zufrieden mit dem DS2740
und für erste Gehversuche damit hat ELV einen fast-fertig-Bausatz namens
GZM500...
https://www.elv.de/elv-gleichstromzaehlermodul-gzm-500-akku-monitor-mit-ds-chip-komplettbausatz.html
3. Mehr damit beschäftigen und im Zweiffel im nächster Hackerspace,
Maker-wieauchimmer oder AFU-Verein vorbeigehen?
Melinamellmel schrieb:> Wir sollen uns das ganze selber> erschließen, da wir so angeblich am meisten lernen. Von daher stelle ich> hier die Frage und erhoffe mir auch ein wenig Verständnis dafür, dass> ich derzeit noch sehr wenig Ahnung von der Materie habe..
Um Ahnung gehts da auch garnicht, nur ums logische denken. Noch so ein
paar Aufgaben: Sie haben heute 1000 Apple Aktien gekauft. Berechnen sie,
wann sie Millionär sind. Oder: Sie haben heute ihre S-Klasse
vollgetankt. Berechnen sie, wann der Tank leer ist, wenn sie die
Klimaanlage nicht nutzen, aber das Soundsystem.
Von einem Ing. erwarte ich, daß er übergeordnete Zusammenhänge versteht.
Den wirklichen Stromverbrauch kann nachher dann der Lehrling messen,
wenn der Ing ihm sagt, auf was er besonders achten muß.
Balo schrieb:> :-)>> Mal selber arbeiten?
Hast du den Beitrag nicht gelesen?
Er studiert Wirtschaftsingenieurwesen. Der ganze Kern dieses Studiums
ist doch, andere für sich arbeiten zu lassen. Für möglichst wenig
Gegenleistung.
Naja, generell geht man wie folgt vor:
Man überlegt, für welchen Betriebszustand der Stromverbrauch interessant
ist.
Dann geht man her, und sucht sich die typ. und max. Werte aus dem
Datenblatt.
Hat man mehrere Betriebszustände, muss man sich halt ansehen, welcher
wie lange aktiv ist, berechnet das für jeden und gewichtet die Werte
entsprechend.
Ich vermute, dass das bei einer Wetterstation besonders wichtig ist.
Der typ. Wert sagt, wie lange das normalerweise laufen wird. Der Max.
Wert bestimmt, wie lange das minimal laufen wird.
All das ist einfache Prozentrechnung und Addititon.
dercr schrieb:> Davon abgesehen sollte die Berechnung auch kein so großes> Problem sein, zumindest ein grober Überschlag
Genau deswegen meine Frage->
Richard B. schrieb:> Semester?
Hi,
der größte Ungenauigkeitsfaktor bei dieser Geschichte dürfte sowieso die
Powerbank sein. Angegeben mit chinesischen 2000mAh sind das dann
vermutlich 1200mAh (nur mal so geschätzt) in der Realität. Um das Messen
wird Du wohl nicht herumkommen.
Gruß
Andreas
Hallo,
die Aufgabe, die du dir gestellt hast, ist garnicht so einfach, wie man
anfänglich denkt.
Um auf den Gesamtstrom deiner Platine zu kommen, musst du die Ströme der
einzelnen Komponenten addieren. Die einzelnen Ströme dazu findest du im
Datenblatt des Bauteils.
Das Problem ist, dass der Stromverbrauch nicht konstant ist. Als
Beispiel aus dem Datenblatt des dht22:
Current supply:
Measuring 1-1.5 mA
Stand-by 40-50 uA
Der tatsächliche Stromverbrauch bestimmt sich jetzt dadurch, wie oft du
misst. Wenn du einmal pro Minute für eine Sekunde misst, würde das
Bauteil in einer Stunde die Batterie um folgende Kapazität entladen:
Der erste Teil der Gleichung sind die "Standby-Verluste", die in 59/60
Sekunden auftreten(dann, wenn nicht gemessen wird). Der zweite Teil sind
die Verluste, die während der Messung(1 Sekunde pro 60 Sekunden)
auftreten.
Laut dieser Näherung entlädt das Gerät den Akku pro Stunde um 0,085mAh.
Eine solche Rechnung musst du mithilfe der Datenblattangaben für alle
Bauteile durchführen und die Ergebnisse dann addieren. Mit dem Ergebnis
kannst du dann abschätzen, wie lange deine Powerbank hält.
Andreas B. schrieb:> Hi,> der größte Ungenauigkeitsfaktor bei dieser Geschichte dürfte sowieso die> Powerbank sein. Angegeben mit chinesischen 2000mAh sind das dann> vermutlich 1200mAh (nur mal so geschätzt) in der Realität. Um das Messen> wird Du wohl nicht herumkommen.>> Gruß> Andreas
Hauptsache mal wieder eine unstrittige Angabe hinterfragen und nichts
zur Fragestellung beitragen.
Richard B. schrieb:> Genau deswegen meine Frage->>> Richard B. schrieb:>> Semester?
Interessiert mich der Neugier wegen zwar auch, aber inwiefern ist das
für die Berechnung relevant?
Steakholder schrieb:> Der ganze Kern dieses Studiums> ist doch, andere für sich arbeiten zu lassen. Für möglichst wenig> Gegenleistung.
(Vorsicht, Humor) Eigentlich ist der Kern des Studiums, möglichst
niemanden arbeiten zu lassen, denn Personal ist teuer.
dercr schrieb:> Andreas B. schrieb:>> Hi,>> der größte Ungenauigkeitsfaktor bei dieser Geschichte dürfte sowieso die>> Powerbank sein. Angegeben mit chinesischen 2000mAh sind das dann>> vermutlich 1200mAh (nur mal so geschätzt) in der Realität. Um das Messen>> wird Du wohl nicht herumkommen.>>>> Gruß>> Andreas>> Hauptsache mal wieder eine unstrittige Angabe hinterfragen und nichts> zur Fragestellung beitragen.>
Du hast mal gängige Powerbanks nachgemessen? Und weißt daß sich die
Kapazitätsangaben i.A. auf die LiIon Batterie beziehen und nicht auf den
5V Ausgang? Vom Wirkungsgrad des Spannungswandlers 3,7 auf 5V und zurück
auf die 3.3V des ESP mal ganz abgesehen.
Und jetzt kannst Du nochmal überlegen ob diese Antwort nicht doch
hilfreich ist.
Da sind einfach zu viele Unsicherheitsfaktoren drin (die anderen wurden
ja schon genannt), um da genaue Angaben machen zu können. Auch die
Entfernung zum WLAN Router spielt eine erhebliche Rolle beim
Stromverbrauch des ESP.
Ich bleibe dabei: Ohne Nachmessen (sowohl des
Durchschnittstromverbrauches als auch der tatsächlichen Kapazität der
Powerbank) wird das Resultat eine Hausnummer ergeben.
Gruß
Andreas
Andreas B. schrieb:> Du hast mal gängige Powerbanks nachgemessen? Und weißt daß sich die> Kapazitätsangaben i.A. auf die LiIon Batterie beziehen und nicht auf den> 5V Ausgang? Vom Wirkungsgrad des Spannungswandlers 3,7 auf 5V und zurück> auf die 3.3V des ESP mal ganz abgesehen.
Mehr als oft genug, da ich billige Powerbanks als Spender für 18650er
für eigene Projekte nutze.
Selbst bei billigsten Chinakrachern lag die tatsächliche Kapazität immer
innerhalb -5% bis +20%. Nix 1200mAh bei angegebenen "chinesichen
2000mAh".
Dass Umwandlungsverluste da sind steht außer frage, dass hat aber nichts
mit China zu tun.
Außerdem: Von 3,7V auf 5V und zurück auf 3,3V... dann kommt man mit
besagten Verlusten auf die mAh Angabe auf der Powerbank ja wieder gut
hin, einigermaßen effiziente Spannungswandler vorrausgesetzt.
Andreas B. schrieb:> Ich bleibe dabei: Ohne Nachmessen (sowohl des> Durchschnittstromverbrauches als auch der tatsächlichen Kapazität der> Powerbank) wird das Resultat eine Hausnummer ergeben.
Wer auch immer die Aufgabe gestellt hat, wird das wohl wissen.
Tim T. schrieb:> Die Aufgabe ist dermaßen lächerlich daß du dich ab hier nur noch> blamieren kannst...Lass es.
Wirtschaftsingenieurwesen eben. Wie ein Professor der RWTH mal an einem
Infotag sagte: Wir haben in diesem Studiengang eine sehr erlesene
Auswahl an Studenten.
dercr schrieb:> Interessiert mich der Neugier wegen zwar auch,> aber inwiefern ist das für die Berechnung relevant?
Für die Berechnung ist das nicht relevant, aber->
Solche Rechenbeispiele sind für 14-15 Jährige HTL Anfänger gedacht...
dercr schrieb:> Außerdem: Von 3,7V auf 5V und zurück auf 3,3V... dann kommt man mit> besagten Verlusten auf die mAh Angabe auf der Powerbank ja wieder gut> hin, einigermaßen effiziente Spannungswandler vorrausgesetzt.>
Nein, eben nicht. Wenn eine Angabe von 2000mAh bei 3,7 V gemacht wird,
sind das bei 100% Wirkungsgrad des Wandlers 1480mAh bei 5V.
Nehmen wir mal realistische Werte von, sagen wir mal 85% an, dann sind
es nur noch 1260mAh bei 5V. Wandeln wir dann wieder auf 3,3 V, bleiben
noch 1070 mAh übrig. Bei einem Linearregler sind es sogar nur noch
830mAh.
Also nix mit 2000mAh.
Gruß
Andreas
Andreas B. schrieb:> Nein, eben nicht. Wenn eine Angabe von 2000mAh bei 3,7 V gemacht wird,> sind das bei 100% Wirkungsgrad des Wandlers 1480mAh bei 5V.> Nehmen wir mal realistische Werte von, sagen wir mal 85% an, dann sind> es nur noch 1260mAh bei 5V. Wandeln wir dann wieder auf 3,3 V, bleiben> noch 1070 mAh übrig. Bei einem Linearregler sind es sogar nur noch> 830mAh.> Also nix mit 2000mAh.
So viel zum Thema einfach. Danke. Auf euch kann man echt gut verzichten.
Ich dachte man bekommt hier venünftige und brauchbare Antworten.
Melinamellmel schrieb:> Andreas B. schrieb:>> Nein, eben nicht. Wenn eine Angabe von 2000mAh bei 3,7 V gemacht wird,>> sind das bei 100% Wirkungsgrad des Wandlers 1480mAh bei 5V.>> Nehmen wir mal realistische Werte von, sagen wir mal 85% an, dann sind>> es nur noch 1260mAh bei 5V. Wandeln wir dann wieder auf 3,3 V, bleiben>> noch 1070 mAh übrig. Bei einem Linearregler sind es sogar nur noch>> 830mAh.>> Also nix mit 2000mAh.>> So viel zum Thema einfach. Danke. Auf euch kann man echt gut verzichten.> Ich dachte man bekommt hier venünftige und brauchbare Antworten.
Die brauchbare Antwort ist: Nachmessen.
Gruß
Andreas
Andreas B. schrieb:> Die brauchbare Antwort ist: Nachmessen.Andreas B. schrieb:> Nehmen wir mal realistische Werte von, sagen wir mal 85% an, dann sind> es nur noch 1260mAh bei 5V. Wandeln wir dann wieder auf 3,3 V, bleiben> noch 1070 mAh übrig. Bei einem Linearregler sind es sogar nur noch> 830mAh.
Ich habe den Strom jetzt gemessen. Seitdem funktioniert die Powerbank
nicht mehr.
Andreas B. schrieb:> Nein, eben nicht. Wenn eine Angabe von 2000mAh bei 3,7 V gemacht wird,> sind das bei 100% Wirkungsgrad des Wandlers 1480mAh bei 5V.> Nehmen wir mal realistische Werte von, sagen wir mal 85% an, dann sind> es nur noch 1260mAh bei 5V. Wandeln wir dann wieder auf 3,3 V, bleiben> noch 1070 mAh übrig. Bei einem Linearregler sind es sogar nur noch> 830mAh.> Also nix mit 2000mAh.
So ein Blödsinn. 2000mAh bei 3,7V sind 7,4Wh, das sind bei 100%
Wirkungsgrad der Wandler 2242mAh bei 3,3V.
Bei jeweils 85% sind wir bei 7,4Wh x 0,85 x 0,85 = 5,34Wh, also 1620mAh
bei 3,3V.
Melinamellmel schrieb:> Ich habe den Strom jetzt gemessen. Seitdem funktioniert die Powerbank> nicht mehr.
Welchen Strom bzw. wie gemessen?
Melinamellmel schrieb:> Ich dachte man bekommt hier venünftige und brauchbare Antworten.
Du hast brauchbare Antworten bekommen, diese aber entweder überlesen
oder nicht verstanden.
Der Ansatz heißt, aus den technischen Unterlagen zu NodeMCU, DHT22,
DS18B20, MPL3115A2 und einer RGB-LED die Stromverbräuche zu ermitteln.
Dir wurde auch gesagt, dass diese je nach Betriebszustand sehr
unterschiedlich sein können, also werden Ablaufzeiten der Software
benötigt.
Komponente x schläft 15 Minuten mit y_mA, wird 10s aktiv mit z_mA und
geht wieder schlafen. Ausmultiplizieren, addieren ...
dercr schrieb:>> So ein Blödsinn. 2000mAh bei 3,7V sind 7,4Wh, das sind bei 100%> Wirkungsgrad der Wandler 2242mAh bei 3,3V.>> Bei jeweils 85% sind wir bei 7,4Wh x 0,85 x 0,85 = 5,34Wh, also 1620mAh> bei 3,3V.>
Hast Recht. Das habe ich die Spannungslage unterschlagen. So sieht es
also nicht ganz so schlimm aus.
Leseversteher schrieb:> Dir wurde auch gesagt, dass diese je nach Betriebszustand sehr> unterschiedlich sein können, also werden Ablaufzeiten der Software> benötigt.>> Komponente x schläft 15 Minuten mit y_mA, wird 10s aktiv mit z_mA und> geht wieder schlafen. Ausmultiplizieren, addieren ...
Das reicht leider nicht, weil die Sendeleistung des ESP (sprich:
Entfernung zum Access point) ebenfalls mit rein spielt.
Gruß
Andreas
Hallo Melinamellmel
Melinamellmel schrieb:>> 830mAh.>> Also nix mit 2000mAh.>> So viel zum Thema einfach. Danke. Auf euch kann man echt gut verzichten.> Ich dachte man bekommt hier venünftige und brauchbare Antworten.
Hallo Melina,
...wenig bis keine Idee und keine Eigeninitiative ...
...dann pampig werden...
Melinamellmel schrieb:>> noch 1070 mAh übrig. Bei einem Linearregler sind es sogar nur noch>> 830mAh.>> Ich habe den Strom jetzt gemessen. Seitdem funktioniert die Powerbank> nicht mehr.
... Und entweder noch weniger Konzept oder Verständnis ...
... und keine Erfahrung in Umgang mit dem Internet ...
Begündung:
a) Die Suche nach "Nodemcu Stromverbrauch" liefert bei Google schon auf
dem ersten Treffer Daten.
Danach kann grob abgeschätzt werden dass das Modul xxx mA in den
verschiedenen Modi benötigt.
b) auch für den DHT22 gibt es Daten im Internet und für den DS und MPL
schaut man mal ins Datenblatt. Für die LED können wir Dir nicht helfen
da Du keinen Vorwiderstand angegeben hast, Aber wenn Du da mal überlegst
obv Du sie dauernd eingeschaltet ahebn willst und dann für die LEAD xxx
mA verschwenden möchtest ...
c) Die Kapazitöt des Akkus ist gegeben und da muss man sich nur die
enstprechenden Infos aus dem Internet holen, z.B.
https://www.akkuline.de/Rechner/akku-betriebsdauer-berechnen.aspx
Ich komme bei vernünftiger Implementierung auf einen Zeitraum von 1...7
Tagen sofern nicht in der Software ganz genau dauf aufgepasst
Stromsparung auch umzusetzen. Besser abschätzen lässt sich daas ohne
bessere Angaben von Dir nicht. Und von einem angehenden "Ingenieur"
erwarte ich mehr Eigeninitiative.
rgds