Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Energiepuffer für Generatorbetriebenen IoT Sensor


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von Peito (Gast)


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Hallo zusammen,
ich arbeite aktuell an einem kleinen IoT Projekt um dauerhaft in meinem 
Garten die Temperatur des angrenzenden Bachs zu messen.

Ich nutze dafür einen ESP32 um die Temperatur auf Thingspeak zu posten.
Um den dauerhaften und regemläßigen Betrieb sicher zu stellen, habe ich 
einen kleinen Generator angeschlossen, der mir zuverlaessig alle 2 
Minuten genügend Energie liefert, um ein Wlan Signal abzusetzen.


Um die vom Generator gelieferte Energie zu puffern arbeite ich im ersten 
Prototyp mit 20x3300uF Elkos. Der Aufbau funktioniert super, ich 
benötige durch die vielen Kondensatoren aber zu viel Platz.


Mein zweiter Test mit einem LiPo war auch nicht zufriedenstellend.
Durch verschiedene Einflussgrößen (z.B. Temperatur) schwankt die Ladung 
des Lipos. Im ungünstigen Fall besteht Spannungsabfall, der Generator 
muss ca. 2h Arbeiten um den LiPo auf das benötigte Spannungslevel zurück 
zu bringen. In dieser Zeit ist dann keine Datenuebermittelung möglich.
Hinzu kommt ein zweites Problem bei meinen Versuch mit einem LiPo: Bei 
niedrigem Wasserstand kann die Messvorrichtung einige Tage frei stehen.
Auch der hier entstehende Spannungsabfall am LiPo führt zu sehr langen 
Aufladezeiten, bevor ich die ersten Messungen vornehmen kann.


Kennt jemand einen kompakten Kondensatortyp oder andere 
Puffermöglichkeiten für einen sinnvollen Aufbau?
Bitte bedenken, dass der ESP fuer Wlan kurzfristig bis zu 500mA 
benötigt.


Danke im Voraus, ich bin für jeden Tipp dankbar!

von Hugo (Gast)


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Solar (Leuchte) zur Unterstützung

von dunno.. (Gast)


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Ich fahre ganz gut mit ner 2,5W Solarzelle und 2*Nimh AA akkus. Das 
klappt auch im schatten. Lipo war mir für außen zu mimosenhaft..

von StinkyWinky (Gast)


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Vielleicht SuperCaps?

von Sebastian S. (amateur)


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Vielleicht hilft eine Kombination aus:
Solarzelle (welche Du willst),
Harvester (z.B. BQ25570) und
HiCabs (auch welche Du willst) als Puffer.

Die Dimensionierung ist ein wenig Tricky, da die Solarzellen auch bei 
ein paar schlechten Tagen, genügend Dampf, in den HiCabs ablegen 
sollten.
Auch sollten im µP-Programm alle Register zur Energieersparnis (sleep 
mode) gezogen werden. Dabei sollte auch das Thermometer nicht vergessen 
werden.

Der BQ ist eigentlich recht genügsam. Im Grunde besteht er aus zwei 
Schaltreglern. Der erste transformiert auch recht geringe Spannungen 
hoch, so dass man HiCabs, bis auf z.B. 5V, laden kann. Der zweite 
(Step-Down) macht aus den 5V, der Kondensatoren, 3,3 oder 1,8V zum 
Füttern des Grüblers.

von Elenta (Gast)


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Meinst du HiCaps?

von Falk B. (falk)


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@Peito (Gast)

>ich arbeite aktuell an einem kleinen IoT Projekt um dauerhaft in meinem
>Garten die Temperatur des angrenzenden Bachs zu messen.

Hmm, was man so alles messen muss.

>Ich nutze dafür einen ESP32 um die Temperatur auf Thingspeak zu posten.
>Um den dauerhaften und regemläßigen Betrieb sicher zu stellen, habe ich
>einen kleinen Generator angeschlossen, der mir zuverlaessig alle 2
>Minuten genügend Energie liefert, um ein Wlan Signal abzusetzen.

Ist das nicht ein WENIG Overkill? Wenn schon, dann kann man die Daten 
über 1h oder gar einen Tag sammeln und dann als Paket senden. Ist 
deutlich effektiver. Und sag nciht, daß die Wassertemperatur in Echtzeit 
brauchst ;-)

>Kennt jemand einen kompakten Kondensatortyp oder andere
>Puffermöglichkeiten für einen sinnvollen Aufbau?

Superkondensatoren im Farad-Bereich, gibt es preiswert.

>Bitte bedenken, dass der ESP fuer Wlan kurzfristig bis zu 500mA
>benötigt.

Ist das nicht ein wenig daneben? So ein bischen Temperatur messen kann 
jeder 08/15 Controller und um die Daten drahtlos wegzukriegen tut es 
auch Bluetooth etc. das um Größenorndungen weniger Strom braucht. Schau 
dir an wie das der Rest der Welt in ihren Wetterstationen macht und 
lerne.

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (Gast)


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von Peito (Gast)


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Hallo zusammen,
vielen Dank für das zahlreiche Feedback. Natürlich ist das nicht nur ein 
wenig Overkill, aber mir machts Spaß. Das ganze Projekt dient meiner 
Einarbeitung in den ESP32 ;-).

Zum messen der Temperatur (und noch ein paar anderen Werten) verwende 
ich den ULP (Ultra Low Power) Coprocessor des ESP32 - zu programmieren 
in Assembler. Viel energiesparender geht's zum Messen wahrscheinlich 
nicht mehr...

Ein Solarpanel hatte ich mir auch überlegt, werde ich zunächst aber 
nicht in Betracht ziehen, denn der Generator liefert ja genügend Power.

@axelr:
Besten Dank!!! AVX BestCaps ist genau das, wonach ich gesucht habe :)

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