Hallo, ich habe für ein Projekt folgende Schaltung entwickelt. Ich verwende Super-Caps und ein Solarmodul. Hoffe auf Hinweise und Tipps, ob die Schaltung grob so ist, wie ich sie mir vorstelle. Die Zeichnung ist im Anhang. Mein Projekt: Ich baue ein Fahrzeug, welches eine Route abfährt und von einem Arduino gesteuert wird. Für die Energieversorgung sorgt ein Solarmodul. Super-Caps, parallel zum Fahrzeugantrieb, sorgen für eine kontinuierliche Energieversorgung. Es handelt sich um ein kleines Projekt, weswegen es keinen Sinn macht, dafür zu sorgen, dass alle Kondensatoren gleich beladen werden. Das Fahrzeug wird nicht sehr oft im Einsatz sein. Danke.
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Kai S. schrieb: > Es handelt sich um ein kleines Projekt, weswegen es keinen Sinn macht, > dafür zu sorgen, dass alle Kondensatoren gleich beladen werden. Mach jeweils 100kOhm Widerstände parallel, dann gleichen sich die Ladungen an wenn das Ding unbenutzt in der Ecke liegt. Zum Schaltplan: - Die Diode ist entbehrlich. Wenn das Fahrzeug nicht oft benutzt wird, entlädt sich eh alles. - 9V 100mA ist keine aussagekräftige Information zu einem Solarmodul. Sind das jetzt MPP Werte? Dann 9Vmpp 100mAmpp schreiben + Leerlaufspannung Voc - Es fehlt eine Angabe zu Rarduino, mit Sicherheit wird der nicht direkt mit 12V laufen und die Stromaufnahme wäre auch noch interessant bei 0,9Wp.
THOR schrieb: > Kai S. schrieb: >> Es handelt sich um ein kleines Projekt, weswegen es keinen Sinn macht, >> dafür zu sorgen, dass alle Kondensatoren gleich beladen werden. > > Mach jeweils 100kOhm Widerstände parallel, dann gleichen sich die > Ladungen an wenn das Ding unbenutzt in der Ecke liegt. > > > Zum Schaltplan: > > - Die Diode ist entbehrlich. Wenn das Fahrzeug nicht oft benutzt wird, > entlädt sich eh alles. > - 9V 100mA ist keine aussagekräftige Information zu einem Solarmodul. > Sind das jetzt MPP Werte? Dann 9Vmpp 100mAmpp schreiben + > Leerlaufspannung Voc > - Es fehlt eine Angabe zu Rarduino, mit Sicherheit wird der nicht direkt > mit 12V laufen und die Stromaufnahme wäre auch noch interessant bei > 0,9Wp. Ich habe nun ein anderes Solarmodul ausgewählt: http://www.watterott.com/de/3W-Solar-Panel-138X160 Die maximale Leistung soll etwa 3W betragen, bestehend aus einer maximalen Ausgangsspannung von 6,4V bei einem Strom von 540mA. Leider gibt es kein Datenblatt dazu. Aufgrund der niedrigeren Spannung wird das Arduino direkt daran laufen. Meine Hauptfrage ist, ob die Paralellschaltung so korrekt ist. Habe nähmlich die Befürchtung, dass die produzierte Solarleistung öfters die Kondensatoren auflädt, statt das Fahrzeug anzutreiben. Danke für jeden Hinweis.
Achte bitte auf die Leerlaufspannung des Moduls, die liegt dann auch tatsächlich am Arduino an? Zu den Kondensatoren hast du noch gar nichts geschrieben, bspw. über ihre Spannungsfestigkeit oder Kapazität. Ich erkenne da eine Reihenschaltung in deinem Schaltplan, allerdings keine Einschaltschwelle oder irgendeine Form der Kontrolle, ob ausreichend Energie vorhanden ist. Bei wenig Licht läuft das so: Die Solarzelle lädt die Kondensatoren bis zu einer Spannung so um die 3V, der Arduino geht an, steuert ein bisschen und schaltet vielleicht einen Motor an. Der zieht nun die Kondensatoren leer und alles geht aus. Die Solarzelle lädt die Kondensatoren bis zu einer Spannung so um die 3V… Superkondensatoren braucht es dafür nicht, vielleicht ein paar 4700µF Pufferkondensatoren, falls das Fahrzeug mal unter dem Tisch durch muss. Soetwas wie mittlerer Strombedarf und Impulsstrombedarf wäre noch interessant. Ansonsten rate ich zu einer Akkuzelle und einer Reset-überwachung, die nur bei ausreichend Ladung den Arduino aktiviert.
THOR schrieb: > - 9V 100mA ist keine aussagekräftige Information zu einem Solarmodul. Diese Werte hat das Modul, wenn man es mit einem starken Scheinwerfer bestrahlt. :-)
Harald W. schrieb: > THOR schrieb: > >> - 9V 100mA ist keine aussagekräftige Information zu einem Solarmodul. > > Diese Werte hat das Modul, wenn man es mit einem starken Scheinwerfer > bestrahlt. :-) Und es dabei auf 25°C hält. Aber "diese Werte" ist allein schon irreführend. Welche Werte sinds denn überhaupt. Wenns Voc und Isc sind, sind Sie nutzlos. Wenn Sie Vmpp und Impp sind, sind sie nützlich, aber es fehlen noch Angaben. Kai S. schrieb: > Leider gibt es kein Datenblatt dazu. Einfach: 11 Zellen in Reihe ergibt 11*0,5V = 5,5Vmpp und 11*0,7= 7,7Voc. Die Leute bei Watterot sind scheinbar leicht verwirrt: -Die typische offene Kreisspannung beträgt ca. 5V -viel Sonne, kann die Spannung bis zu 10V - Typische Spannung: 5,5 V - Leerlaufspannung: 8,2V - Max. Ausgangsspannung: 6,4V Geil, fünf Spannungsangaben! Da weiss man doch, was man hat! Ich würde von Vmpp = 5,5V, Voc = 8V und Impp = 800mA ausgehen. Jeweils unter Standardbedingungen. Du ziehst also idealerweise gute 8W raus, mit fehlender Leistungsanpassung, schräger Bestrahlung und AM = 2 eher 5-6W. Ich würds so machen: - Du schaltest alles so zusammen wie in deinem Eingangspost beschrieben. Ohne Diode hast du 0,7V mehr. Oder du nimmst eine mit sehr geringer Vorwärtsspannung. BAT46 fällt mir ein, die hält aber den Strom nicht aus. - Du lässt deinen Arduino ständig die Eingangsspannung messen (per Analog Comp oder ADC) und regelst die Motoren runter, sobald 5V unterschritten werden. Dann fährt das Fahrzeug bei wenig Sonne halt langsamer. Wenn du das nicht tust, tritt die beschriebene Oszillation ein: Boris O. schrieb: > Bei wenig Licht läuft das so: Die Solarzelle lädt die Kondensatoren bis > zu einer Spannung so um die 3V, der Arduino geht an, steuert ein > bisschen und schaltet vielleicht einen Motor an. Der zieht nun die > Kondensatoren leer und alles geht aus. Die Solarzelle lädt die > Kondensatoren bis zu einer Spannung so um die 3V… Wobei die Oszillationsfrequenz durchaus im hohen Hertz bis kHz Bereich liegen kann sodass die Motoren nur etwas rumsummen und der Arduino ständig neu bootet.
Boris O. schrieb: > Bei wenig Licht läuft das so: Die Solarzelle lädt die Kondensatoren bis > zu einer Spannung so um die 3V, der Arduino geht an, steuert ein > bisschen und schaltet vielleicht einen Motor an. Der zieht nun die > Kondensatoren leer und alles geht aus. Die Solarzelle lädt die > Kondensatoren bis zu einer Spannung so um die 3V… Nennt man sowas nicht "Stop and go-Verkehr"? :-)
THOR schrieb: > - Du lässt deinen Arduino ständig die Eingangsspannung messen (per > Analog Comp oder ADC) und regelst die Motoren runter, sobald 5V > unterschritten werden. Ein laufender Arduino zieht auch ca. 20mA, schon allein der unbekannten Linearregelung wegen, den USB-Controller nicht vergessen. Bei Zimmerlichtstärke von 100lx und weniger, im Vergleich zu 1.000lx bei bewölkter Außenwelt und 100.000lx bei Sonnenschein, bringt das Panel u.U. nicht einmal die und schon gar keine 5V. Die Diode muss rein, sonst entlädt sich der Puffer durch das Panel, wenn es dunkel ist. Ansonsten beharre ich auf meiner Puffer-Lösung und Freigabe des Controllers durch externe Beschaltung. So eine Überwachungsschaltung, bspw. NCP301 on OnSemi oder STM1001 oä. ziehen nur ca. 1µA. Die meisten werden in 100mV-Schritten gefertigt, so dass ziemlich exakt bei der richtigen Ladungsmenge eingeschaltet wird, bspw. 3,7V (…und 1F Gesamtkapazität lässt genug Reserve für 1-2min solide Rechnung). Die Überspannung würde ich mit einem Quer- oder Shuntregler erledigen, wobei wir allerdings beim Problem der Spannungsangaben sind. Da es sich nur um ein 3W-Panel handelt, ist das aber nicht so schlimm, da brauchts keinen Maximum Power Point (, denn allein die erforderliche Leistung, den zu finden, lohnt den Mehrertrag nicht). Einfach hart bei 5V kappen, d.h. Z-Diode, Transistor, Kollektor-Widerstand und Wärme erzeugen. Stichwort: Power-Z-Diode und richtig rechnen: Z-Spannung+UBE=5V.
THOR schrieb: > Wobei die Oszillationsfrequenz durchaus im hohen Hertz bis kHz Bereich > liegen kann sodass die Motoren nur etwas rumsummen und der Arduino > ständig neu bootet. Dem möchte ich widersprechen, da es sich um SuperCaps handelt – zugegeben macht es unbekannte Kapazität nicht leicht. Aber man kann ziemlich gut abschätzen, welche Frequenz sich ergibt, wenn man bspw. 1F mit 1-10mA lädt um bis 3V zu kommen (1,8V des ATMega328P, Verpolschutzdiode, Linearregler und evtl, da das Arduino-Modell unbekannt ist, eine Reset-Schaltung). Anschließend nehme ich einfach weniger als eine halbe Sekunde, um mit dem Anlaufstrom der (ebenfalls unbekannten) Motoren die Spannung auf unter 1,8V zu bringen, was den ATmega sicher abwürgt.
Boris O. schrieb: > Dem möchte ich widersprechen, da es sich um SuperCaps handelt – > zugegeben macht es unbekannte Kapazität nicht leicht. Aber man kann > ziemlich gut abschätzen, welche Frequenz sich ergibt, wenn man bspw. 1F > mit 1-10mA lädt um bis 3V zu kommen Ja, diese Frequenz ist nämlich von dem Ladestrom abhängig und damit beliebig hoch.
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