Ein weiteres mal das Thema NIMH mit Solarpanel laden

[Spicer L. (treki)]

Ich weiss, das Thema wurde hier schon 1000x behandelt.
Möchte aber nur mal Eure geschätzte Meinung zu meinem Vorhaben hören.
Ich baue einen Aussensensor, der Regen, Wind, Temperatur, Luftfeuchte 
und Licht misst.
Verarbeitet und gesendet werden die Daten mit einem ESP8266.
Das ganze nimmt ca 40mA dauernd.
Habe mir ein Solarpanel

Material: Klasse A polysilizium solar panel
Power: 5 W
Arbeitsstrom: 0-166mA
Kurzschlussstrom: 220MA
Arbeits spannung: 12 V
Open circuit spannung: 13,5 V
DC interface: 5521
(scheinbar mit Ladeelektronik)

und ein NIMH Akku

Name: NIMH 10x1.2V AA
Batterie kapazität: 1800 mah
Spannung: 12 V
Lade spannung: 15 V

vom Chinesen gekauft.
Reicht meine einfache Schaltung aus, sodass mir der Akku nicht um die 
Ohren fliegt, wenn der voll geladen ist?
Die Last (Stepdown & MC) schaltet NIE ab. Also fliessen immer 40mA ab.
Ich möchte die Schaltung so einfach wie möglich halten.
Es ist egal, wenn der Akku nach 3 Jahren hinüber ist.
Er sollte nur nicht brennen oder explodieren :D


PS:
Alternativ hätte ich noch ein Solarpanel
Power: 12V 250mA
Leerlauf: 14.6V
Leistung: 3W max
ohne Elektronik

[Jörg R. (solar77)]

Dan B. schrieb:
> Das ganze nimmt ca 40mA dauernd.

Vor oder hinter dem Stepdown? Ist das ein auf 3V3 Stepdown?

Welche Spannung benötigen die Sensoren?

Und vorab...nein, so würde ich die Schaltung nicht aufbauen.

[Spicer L. (treki)]

Natürlich vor dem Stepdown (12V seitig).

Nebensächlich:
Gehe mit 5V auf das nodeMCU. Dieses hat dann selber einen Stepdown 
drauf, welcher 3.3V erzeugt für den ESP und die Sensoren.
Einzig das Anemometer will eine Spannung von 7-24V. Ausgang ist aber 
dann wieder 0.4-2V

"Und vorab...nein, so würde ich die Schaltung nicht aufbauen."
Wie würdest Du das lösen? Das wäre eigentlich meine Frage :)

[Jörg R. (solar77)]

Deine Schaltung benötigt recht viel Dauerstrom. Auf der 5V Seite sind es 
über 100mA.

Die Akkus sollen mind. 3 Jahre durchhalten. Die Schaltung läuft daher 
scheinbar auch im Winter. Bei 40mA auf der 12V Seite benötigst die 
Schaltung ca. 1Ah am Tag. Das schafft das Solarmodul nicht im Winter. 
Selbst im Sommer kann es knapp werden, lass mal einige trübe Tage 
aufeinander folgen.

Ob der China-Akku tatsächlich 1800mAh hat ist einweiterer Knackpunkt.


Dan B. schrieb:
> Wie würdest Du das lösen? Das wäre eigentlich meine Frage :)

Schwierige Frage, weil Du die Komponenten schon hast und vermutlich auch 
verwenden möchtest.

[doob (Gast)]

Wie Jörg schon sagte, wird das so wohl nicht funktionieren. Für einen
Dauerverbraucher muß ein Akku auch die gesamte mögliche Zeit zwischen
Sonnentagen (nicht jeder ist einer) überbrücken können im Notfall.

Also angesichts der eh schon niedrigen Leistung einer solchen Zelle
[die real vermutlich sogar bei guten Bedingungen (im Sommer, bei guter
Dauer-Einstrahlung) nur ca. 1 Watt bringt - im Winter noch viel weniger
und an einem bedeckten Tag extrem wenig] ist es doch schon unmöglich,
die nötige Leistung zu generieren ...

Und mit so wenigen mAh könnte man sie, auch wenn sie generiert würde,
trotzdem leider nicht speichern (nicht viel _*und* lange genug).


Genaugenommen kauft man nicht irgend etwas, und hofft dann, daß das
schon gehen wird (davon abgesehen, daß natürlich 12V*0,166A niemals
5W ergeben). Was hat man denn von billig, wenn dann nutzlos?

Für eine PV+Akku+Verbraucher Anwendung müßte man entweder einfach
überdimensionieren - aber dazu wenigstens so ca. die Einstrahlungs-
Parameter des geplanten Aufstellplatzes kennen - oder eben genauer,
alles exaktestens rechnen, dann Komponenten nehmen, die mindestens
die im Ergebnis geforderten Werte haben, bei halbwegs vernünftiger
Relation zueinander.


Alles andere ist Glücks- (oder eben Pech-) Sache.

[Drago S. (mratix)]

Aus den so zusammengestellten Bauteilen wird wahrscheinlich nichts 
effektives herauskommen. Aber gut...

Dan B. schrieb:
> Name: NIMH 10x1.2V AA
> Batterie kapazität: 1800 mah
> Spannung: 12 V
> Lade spannung: 15 V
Du könntest den NiMH's jeweils einen QX5251F dazu setzen. Die sind für 
Solar Applications gedacht und als Cent-Ware zu bekommen.

Oder dem ganzen einen LTC4009 cc/cv charger spendierst, Akkupacks mit 
3S1P/2P/3P bildest. Dann könntest du an ertragsarmen Tagen einfach das 
Pack tauschen und anderweitig (nach)laden.

[Wolfgang (Gast)]

doob schrieb:
> Für eine PV+Akku+Verbraucher Anwendung müßte man entweder einfach
> überdimensionieren - aber dazu wenigstens so ca. die Einstrahlungs-
> Parameter des geplanten Aufstellplatzes kennen - oder eben genauer,
> alles exaktestens rechnen, ...

Die Sonneneinstrahlung lässt sich nicht exakt rechnen, schon gar nicht 
über Zeiträume, wie sie ein 1,8Ah Akku bei 40mA Dauerlast überbrücken 
kann.

Die 40mA @12V für einen ESP8266 erscheinen ausgesprochen hoch.
Soll der Dauerlivedaten für jede Windböe über tragen? Sonst könnte er 
auch mal ein Nickerchen machen. Wie misst der und was wird mit welcher 
Updaterate übertragen?

[Drago S. (mratix)]

Wolfgang schrieb:
> Soll der Dauerlivedaten für jede Windböe über tragen? Sonst könnte er
> auch mal ein Nickerchen machen.

Jep. Daten sammeln und ins spiffs schreiben. Wozu hat der ESP so viel 
Speicher :)
Ansonsten durchgehend im Deepsleep, ein paar mal aufwachen zum Senden.
Das müsste gehen.

[GEKU (Gast)]

Um effektiv helfen zu können müsste man auch den Stromverbrauch der 
Sensoren (Spannung und Strom wissen. Lassen sich die Sensoren getrennt 
betreiben.

Man könnte den ESP nur bei einer vordefinierten Änderung der Sensordaten 
z.B.0,5 Grad oder spätesten  nach einer Stunde, wegen der Überwachung 
der Versorgungsspannung, senden lassen.  Ich habe ein System mit 
Bewegungssensoren und Reedkontakte,  welches fast ein Jahr mit ESP8266 
arbeitet. Das System ist zweistufig (ESP + MSP430G), wobei der ESP immer 
komplett weggeschaltet wird. Anders wäre es vom Stromverbrauch nicht zu 
schaffen.
Bei Interesse gibt es gerne die Schaltung.

[GEKU (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Die 40mA @12V für einen ESP8266 erscheinen ausgesprochen hoch.

Das braucht der  Empfänger alleine. Das Aufwecken per Portpin 
funktioniert angeblich auch nicht zuverlässig. Daher habe ich mich 
entschiedenden ESP komplett von der Versorgung  weg zu schalten und nur 
bei Bedarf wieder an zu schalten.

NiH ist für den Betrieb nicht wirklich geeignet.
Kleine Spannung und hohe Selbstentladung.
Wie sieht es mit dem Tiefentladungsschutz aus? Laden über Solarzellen 
ist nicht sehr zuverlässig.

Ich habe mich deshalb für Lithium Primärzellen 2x LS14500 entschieden.

Damit stehen 5,2Ah mit 3,6V zur Verfügung.  Optimal für das System.

Damit ergeben sich über 300 Tage Betrieb, ob die Sonne scheint oder 
nicht.

Da frage ist nur ob alle Verbraucher mit 3,6V auskommen.

[Spicer L. (treki)]

Ok. Ich kann den ESP über Nacht in den Deepsleep setzen.
5V seitig (zwischen Stepdown und nodeMCU) nimmt die Schaltung 77mA.
Ihr sagt also, dass der Akku nicht überladen wird so und ich keine 
Schutzschaltung einbauen muss?

[Spicer L. (treki)]

GEKU schrieb:

> Da frage ist nur ob alle Verbraucher mit 3,6V auskommen.

Wie gesagt, braucht das Anemometer 7-24V. Der Rest arbeitet mit 3.3V.

[GEKU (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Reicht meine einfache Schaltung aus, sodass mir der Akku nicht um die
> Ohren fliegt, wenn der voll geladen ist?


Lithium Ionenakku mit interner Schutzbeschaltung 3,6V 2600mAh
wären für mein Projekt eine Alternative gewesen,  sind aber leider 
größer als AA.

Daher die Primärzellen  LS14500 mit   3,6V 2600mAh mit Größe AA.

https://www.conrad.at/de/p/ansmann-18650-9-36-wh-spezial-akku-18650-li-ion-3-7-v-2600-mah-1541492.html

Das integrierte Safety Board schützt die Zelle vor Überladung, 
Überlastung, Kurzschluss oder Tiefenentladung. Somit ist der Akku 
perfekt gegen falsche Handhabung geschützt, was eine lange Lebensdauer 
garantiert.

[GEKU (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Ihr sagt also, dass der Akku nicht überladen wird so und ich keine
> Schutzschaltung einbauen muss?

Wie gesagt 2x 18650 mit interner Schutzbeschaltung in Serie könnten mit 
einen 12V Solarpanel geladen werden. Ladeschaltung dürft  integriert 
sein, denn sie können direkt über USB geladen werden.

2600mAh/77mA =  rund 1 1/2 Tage und noch mehr, wenn nur kurzzeitig 
Einschaltet mißt und sendet und sich anschließend wieder in den Sleep 
Modus begibt.

Sollte es sich einmal nicht ausgehen, dann sorgt die interne 
Schutzbeschaltung das keine Tiefentladungsschutz erfolgt.

Zwei Zellen haben nominal 3,6V, da sollten sich die 7V, dank der flachen 
Entladungskurve auch einige Zeit ausgehen.

[batman (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Wie gesagt, braucht das Anemometer 7-24V. Der Rest arbeitet mit 3.3V.

Dann versuchs eher mit 8-9 Akkuzellen, damit der Ladestrom mal in die 
Nähe der Nenndaten kommen kann. Trotzdem werden die bei der 
Konfiguration wohl nie voll, sondern gehen schnell durch Tiefentladung 
kaputt. So ganz ohne Über- und Unterladeschutzschaltung sehe ich da Null 
Chancen für jahrelangen Betrieb.
Brauchbare LSD NiMH-Zellen gäbs schon gut+günstig z.B. bei Ikea. Die 
machen in der Hitze auch nicht so schnell schlapp wie LiIon.

[Spicer L. (treki)]

GEKU schrieb:
> Dan B. schrieb:

>
> Wie gesagt 2x 18650 mit interner Schutzbeschaltung in Serie könnten mit
> einen 12V Solarpanel geladen werden. Ladeschaltung dürft  integriert
> sein, denn sie können direkt über USB geladen werden.
>
2 in Serie an 12V Solarpanel? Nicht eher 3 in Serie?

batman schrieb:
> Dan B. schrieb:

> Dann versuchs eher mit 8-9 Akkuzellen, damit der Ladestrom mal in die
> Nähe der Nenndaten kommen kann. Trotzdem werden die bei der
> Konfiguration wohl nie voll, sondern gehen schnell durch Tiefentladung
> kaputt. So ganz ohne Über- und Unterladeschutzschaltung sehe ich da Null
> Chancen für jahrelangen Betrieb.

Ich schrieb ja, dass mir 2-3 Jahre reichen. Und ich hab ja 10 Zellen in 
Serie.

[GEKU (Gast)]

Ich würde versuchen zu untersuchen wie lange die Senoren (>7V) mit zwei 
18650 in Serie betrieben werden können. Die beiden Zellen lassen sich 
direkt vom Solarpanel laden (max. 220mA sind kein Problem).  Drei Zellen 
wären mit 3x 4,2V 13,6V fürs Laden zu viel.

[K. S. (the_yrr)]

Dan B. schrieb:
> Ok. Ich kann den ESP über Nacht in den Deepsleep setzen.
> 5V seitig (zwischen Stepdown und nodeMCU) nimmt die Schaltung 77mA.

> Das ganze nimmt ca 40mA dauernd.

> Natürlich vor dem Stepdown (12V seitig).

Dan B. schrieb:
> Gehe mit 5V auf das nodeMCU. Dieses hat dann selber einen Stepdown
> drauf,
der hat nen LDO, kein Step Down, außer du hast irgendein Sondermodel

Das macht grad mal 80% effizienz für den ersten Stepdown.
auf dem NodeMCU sitz dann noch ein LDO der aus 5V dann 3.3V macht, das 
sind ganze 66% effizienz. Damit verschwendest du schonmal ziemlich genau 
50% der Energie in Spannungswandlern.

Um das System so wie es ist zu betreiben, müsstest du sowohl Akkus als 
auch Solarzellen stark vergrößern. sehr viel besser wäre den ESP 
größtenteils im Deep Sleep zu halten, Daten zu sammeln und nicht 
unbedingt live zu übertragen, eventuell Sensoren per Mosfet vom Strom 
trennen oder per Enable Eingang/KKonfiguration auch schlafen legen, in 
sinnvollen Abständen messen (einige 10s bis minuten je nach Sensor). 
dann noch einen Vernünftigen Step Down mit >90% effizienz benutzen und 
sowohl den alten als auch den LDO rauswerfen, das alleine wird die 
Laufzeit fast verdoppeln.

[Michael B. (laberkopp)]

Dan B. schrieb:
> Reicht meine einfache Schaltung aus,

Nicht ganz.

Es ist zwar in Ordnung, eine NiMH-Akku mit weniger als C/20 (und weil 
die Sonne nur den halben Tag scheint kann man da C/10 nehmen) 
dauerzuladen ohne weitere Überladungselektronik,

aber deine Solarzelle mit 13.5V Leerlaufspannung wird es über die Diode 
nicht schaffen, den Akku, der 15V Ladespannung haben will, ordentlich zu 
laden.
Auch die Solarzelle mit 14.6V Leerlaufspannung ist zu knapp. Nimm eine 
mit ca. 18V Leerlaufspannung, die hat dann bei ca. 14V ihren maximalen 
Wirkungsgrad.

Man könnte darüer nachdenken, 2 Zellen vom Akku wegzunehmen, dann wird 
dessen Spannung immer noch für den Aussensensor reichen, und er wird 
zumindest ein bischen geladen. Optimal kombiniert sind die Teile dann 
aber immer noch nicht.

[GEKU (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Ich schrieb ja, dass mir 2-3 Jahre reichen. Und ich hab ja 10 Zellen in
> Serie.

Was passiert mit 10 Zellen in Serie wenn die Kapazität im laufe der Zeit 
auseinander läuft.
Wie wirkt sich das auf die Lebensdauer aus.

Ich kann mich noch an die Anfangszeiten der Mobiltelefone erinnern, da 
wer die SerienscHaltung dreier NiCd Zellen schon ein Problem. Viele 
Akkupakte überlebten die Garantie nicht. Es wurden den die rücklaufende 
Pakte reassembliert. Frei nach Aschenputtel: 
"Die Guten ins Töpfchen, die Schlechtenins Kröpfchen".

Da ist für lange Lebensdauer noch ein Aufwand notwendig.

[Spicer L. (treki)]

K. S. schrieb:

> dann noch einen Vernünftigen Step Down mit >90% effizienz benutzen und
> sowohl den alten als auch den LDO rauswerfen, das alleine wird die
> Laufzeit fast verdoppeln.

Wie kann ich bei diesem Modul den LDO deaktivieren?
https://www.bastelgarage.ch/esp8266-nodemcu-v3-kompatibles-development-board?search=nodemcu
Kann ich da iwo direkt mit 3.3V drauf?

[Michael B. (laberkopp)]

GEKU schrieb:
> Wie gesagt 2x 18650 mit interner Schutzbeschaltung in Serie könnten mit
> einen 12V Solarpanel geladen werden.
> 001541492-da-01-en-ANSMANN_18650_LI_ION_AKKU_2600MAH.pdf

Hmm, nehmen wir an, die Dinger haben einen internen Schutz.

Wenn der Akku voll ist, trennt sie ihn ab.

Dann bekommst die Elektronik die volle Leerlaufspannung der Module von 
13.5 bzw. 14.6V übergebraten weil keiner mehr da ist der die Spannung 
niedrig hält.

Ob die das aushält ?

[Michael B. (laberkopp)]

GEKU schrieb:
> Was passiert mit 10 Zellen in Serie wenn die Kapazität im laufe der Zeit
> auseinander läuft.
> Wie wirkt sich das auf die Lebensdauer aus.

Nichts. Die Kapazität eines Akkus entspricht immer dem der schlechtesten 
Zelle. Da dauernd geladen (überladen) wird sind alle immer voll, da ist 
nichts mit einem auseinandergelaufenen Ladezustand.

GEKU schrieb:
> Da ist für lange Lebensdauer noch ein Aufwand notwendig.

Nicht bei NiMH.

[GEKU (Gast)]

Michael B. schrieb:
> Auch die Solarzelle mit 14.6V Leerlaufspannung ist zu knapp.

Man sollte die Anzahl der Zellen auf den optimalen Bereich der 
Solarzellen abstimmen (Stichwort: MPP)

Und je weniger Zellen in Serie, hebt die Zuverlässigkeit,  umso besser.

Die Schaltungen sollten mit möglichst kleinsten Spannung betrieben 
werden, den je höher die Spannung, um somehr  Strom. Bei MC sogar zum 
Qudtrad!


Ich halte 2  18650 für Ideal, weil sie den Anforderungen am ehesten 
gerecht werden.
Beitrag "Re: Ein weiteres mal das Thema NIMH mit Solarpanel laden"
Nebenbei wird in der Zelle größer Aufwand für den Schutz gegen 
Überladung und Tiefentladungsschutz getrieben,  dann man sich dann 
extern sparen kann.

Ziel sollt auch sein sich  Stepdown Konverter , die im Dauereinsatz 
sind, zu ersparen.

[Spicer L. (treki)]

@GEKU
Was ich nicht ganz begreiffe, dass nur 2 in Serie rein sollen.
Ladespannung 4.2V (8.4V bei Serieschaltung). Die Panels gehen im 
Leerlauf beide über 13V.
Möchte nicht die relativ teuren Akkus braten.
Wie muss ich mir das Ganze vorstellen?

[GEKU (Gast)]

Michael B. schrieb:
> Die Kapazität eines Akkus entspricht immer dem der schlechtesten Zelle.
> Da dauernd geladen (überladen) wird sind alle immer voll, da ist nichts
> mit einem auseinandergelaufenen Ladezustand.

Und was ist in der Nacht und bei Schlechtester?

Warum ist man bei den Mobiltelefone von NiCd/NiH auf Li umgestiegen?
Treffen diese Gründe auf das Gerät nicht zu?

Bei Mobiltelefone ist man zumindest nicht von der Sonne abhängig.

Sicher ist das Verhalten der NiH bei hohen Umgebungstemperturen besser 
als bei Li, aber das Gerät sollte so wie so nicht in der Sonne moniert 
werden, sonst stimmen die Temperaturmessungen  nicht.

Wenn NiH fast ständig geladen werden, wie beim Schnurlostelefon, dann 
ist es OK.

[K. S. (the_yrr)]

Dan B. schrieb:
> Wie kann ich bei diesem Modul den LDO deaktivieren?
> 
https://www.bastelgarage.ch/esp8266-nodemcu-v3-kompatibles-development-board?search=nodemcu
> Kann ich da iwo direkt mit 3.3V drauf?
laut google sind die 3V pins sowohl Eingang als auch Ausgang, also 
soltle es gehen. deaktivieren kannst du den nicht, höchstens auslöten, 
aber wenn er nicht benutzt wird sollte er auch keinen Strom verbrauchen.

GEKU schrieb:
> Die Schaltungen sollten mit möglichst kleinsten Spannung betrieben
> werden, den je höher die Spannung, um somehr  Strom. Bei MC sogar zum
> Qudtrad!
ist völlig egal hier, der ESP läuft nur bei 3.3V (bis ca. 3 V runter 
sollte es gehen)

GEKU schrieb:
> Ziel sollt auch sein sich  Stepdown Konverter , die im Dauereinsatz
> sind, zu ersparen.
hört sich gut an, nur der akku der bei 3.3V voll und bei 3.0V über 90% 
entladen ist wurde noch nicht erfunden.
step down ist an und für sich gut hier, wesentlich besser als ein LDO, 
solange man nicht den für 50 cent aus China nimmt sondern einen der auf 
90% oder mehr Wirkungsgrad kommt.

das Problem mit Solarspannung vs Ladespannnung bleibt, bei 12V 
Arbeitsspannung vom Solarpanel wären 8 NiMH Zellen in Reihe angebracht.

Ansonsten empfehle ich dir nach "ESP Batteriebetrieb" oder ähnlichem im 
Internet zu suchen, dann solltest du Anleitungen finden wie man Strom 
sparen kann (ich habe die zumindest gefunden, aber mit den ESP hab ich 
sonst eher weniger zu tun).

[GEKU (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Ladespannung 4.2V (8.4V bei Serieschaltung). Die Panels gehen im
> Leerlauf beide über 13V.
> Möchte nicht die relativ teuren Akkus braten.

Da muss man sich die  UI-Kurve der Panels ansehen.
Das Panel wir weder im Leerlauf 13,4 V noch im Kurzschluss 220mA 
betrieben, da kann auch keine Leistung entnommen werden, sondern 
möglichst im Optimum dazwischen.
Bei großen Anlagen wirdhierfür das MPP-Tracking verwndet.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking

Am besten geht man im Datenblatt in die UI- Kurve  und sieht sich an, 
welcher Strom bei 2x 4,2V bzw. 8,4V geliefert werden kann. Er wird bei 
weitem die 220mA KS nicht erreichen.
Bei drei Zellen ist das Panel im Leerlauf.

Eine Überladung kann nicht stattfinden, dadie Zellen einen 
Schutzmechanismus eingebaut hat.

Die Frage ist her, was bekommen Akkus an Strom ab, wenn die Verbraucher 
77mA der Solarzelle entnehmen und damit in der UI-Kurve die oberste 
Spannung bestimmen.
Liegt diese noch im Bereich der Ladespannung?

Diese Problematik muss ma sich auch bei NiH Zellen ansehen.
Bei 10 Zellen sind das mehr als 12V. Welcher Strom abzüglich 77mA ergibt 
sich aus UI-Kurve?

[HAWI (Gast)]

Autor: Dan B. (treki)

> Ihr sagt also, dass der Akku nicht überladen wird so und ich keine
> Schutzschaltung einbauen muss?

Ni-Akkus sind für wechselnden Ladestrom nicht geeignet, weil man
dann nicht feststellen kann, wann sie voll sind. Da hilft auch
keine Schutzschaltung. Die Ladespannung ist jedenfalls kein
Kriterium dafür, wie voll die Akkus sind. Es könnte höchstens
sein, das durch die eher schwachen Solarzellen der zulässige
Dauerladestrom nur selten überschritten wird. So oder so wird
die Lebensdauer der Akkus eher gering sein. Ich vermute mal,
weniger als drei Jahre.

[GEKU (Gast)]

HAWI schrieb:
> Ihr sagt also, dass der Akku nicht überladen wird so und ich keine
> Schutzschaltung einbauen muss?

Ich glaube, dass eher der umgekehrte Fall eintreten wird. Die Akkus 
werden nicht geladen und öfters vollständig entladen. Daher  wird ein 
Tiefentladungsschutz besser sein.

[HAWI (Gast)]

Autor: GEKU (Gast)

>> Ihr sagt also, dass der Akku nicht überladen wird so und ich keine
>> Schutzschaltung einbauen muss?

> Ich glaube, dass eher der umgekehrte Fall eintreten wird. Die Akkus
> werden nicht geladen und öfters vollständig entladen. Daher wird ein
> Tiefentladungsschutz besser sein.

Ein Tiefentladungsschutz ist natürlich sinnvoll, zumal
dieser sich, im Gegensatz zum Überladeschutz, sich recht
einfach verwirklichen lässt. M.W. gibts eine Beispiel-
schaltung z.B. im Datenblatt des TL431.

[Werner H. (werner45)]

NiMH ist für Außensensoren absolut ungeeignet, weil die bei 0°C und 
darunter jämmerlich versagen! U ca. 0V.

LiIon sind da schon geeigneter, benötigen aber einen Ladecontroller.

NiCd gibt es (immer noch) auch in Dauerladeversion, 
Überladungssicherheit und auch Tiefentladungstoleranz. Die werden z.B. 
in Notbeleuchtungen verwendet.
Hersteller solcher Spezialakkus ist z.B. SAFT in Frankreich.
Ladeschaltung ist Rückstromdiode und Widerstand gegen Überstrom, sonst 
nichts.

Gruß - Werner

[Spicer L. (treki)]

"Ladeschaltung ist Rückstromdiode und Widerstand gegen Überstrom, sonst
nichts."
Dann ist meine Schaltung aus dem ersten Post fast gut?
Nur noch einen Widerstand rein?

[Günter Lenz (Gast)]

Dan B. schrieb:
>Dann ist meine Schaltung aus dem ersten Post fast gut?

Schalte noch eine 13V Z-Diode dem Akku parallel,
als schutz vor Überladung. Eigentlich ist ein NIMH-Akku
für Bereitschaftsparallelbetrieb nicht gut geeignet,
weil da die Ladeschlußspannung nicht genau definiert ist,
sie ist auch noch Temperaturabhängig. Ein 12V Bleiakku
ist für Bereitschaftsparallelbetrieb (13,8V) besser geeignet.
Oder einen offenen NC-Akku, der zersetzt bei Überladung
Wasser, was man wieder nachfüllen kann.
NIMH-Akkus sollte man nur im Zyklusbetrieb benutzen.

[MaWin (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Nur noch einen Widerstand rein

Nein, natürlich nicht, es gibt hier nur viele Dummmaulplapperer.
Nur bei Netztrafospeisung muss ein Widerstand den Strom begrenzen, bei 
der Solarzelle macht das die Solarzelle von alleine.

[GEKU (Gast)]

MaWin schrieb:
> Nur bei Netztrafospeisung muss ein Widerstand den Strom begrenzen, bei
> der Solarzelle macht das die Solarzelle von alleine

genau so ist es. Eine Solarzelle verhält sich eher wie eine 
Konstantstromquelle als wie eine Konstant Spannungsquelle.

Ich würde aber trotzdem von NiCd Zellen abraten. Kosten in Summe mehr 
als die Lösung mit 18650 bei gleicher Kapazität.

[GEKU (Gast)]

K. S. schrieb:
> bis ca. 3 V runter sollte es gehen

Der ESP8266 geht laut Datenblatt bis 2,4 Volt  hinunter (der Analogteil 
setzt aus). Ich habe das bei meine Meldern nachgeprüft.  Ich betreibe 
den ESP8266 mit zwei parallel geschalteten LS14500, die mit 
Shottkydioden entkoppelt sind.

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> K. S. schrieb:
> bis ca. 3 V runter sollte es gehen
>
> Der ESP8266 geht laut Datenblatt bis 2,4 Volt  hinunter (der Analogteil
> setzt aus). Ich habe das bei meine Meldern nachgeprüft.  Ich betreibe
> den ESP8266 mit zwei parallel geschalteten LS14500, die mit
> Shottkydioden entkoppelt sind.

Eines wäre zu verifizieren, ob die Sensoren mit zwei in Serie 
geschalteten 18650 funktionieren und wie weit entladen werden kann. 
Sollte leicht zu ermitteln sein.

Und ob es durch einen Schaltungstrick möglich ist den ESP mit FET'S 
zwischen den beiden Akkus hin und her zu schalten, damit beide Akkus 
gleich belastet werden. Ideen sind gefordert.
Dann brauchte man keinen Stepdown-Converter. Ein kleiner MC (z.B. MSP430 
oder Tony ...) könnte fix an einem der beiden Akkus angeschlossen werden 
und das Powermanagment durchführen, in dem der ESP bei Bdarf an einen 
der beiden Akkus angeschlossen wird. Er wird durch die Sonsoren und 
Timer aufgeweckt.

[HAWI (Gast)]

Autor: GEKU (Gast)

> Und ob es durch einen Schaltungstrick möglich ist den ESP mit FET'S
> zwischen den beiden Akkus hin und her zu schalten, damit beide Akkus
> gleich belastet werden. Ideen sind gefordert.

Einfach parallel schalten? So, wie es in Millionen
von Notebooks gemacht wird?

[Spicer L. (treki)]

Habe nun direkt 3.3V ab Stepdown zum ESP genommen und nochmal 
nachgemessen.
30mA bei der 12V Seite.
Zudem versuche ich mal GEKUs Variante mit 2x 18650 in Serie.
Werde dann berichten. Das dauert aber sicher noch 2-3 Wochen, bis ich 
soweit bin.

[Jörg R. (solar77)]

Dan B. schrieb:
> Habe nun direkt 3.3V ab Stepdown zum ESP genommen und nochmal
> nachgemessen.
> 30mA bei der 12V Seite.
> Zudem versuche ich mal GEKUs Variante mit 2x 18650 in Serie.
> Werde dann berichten. Das dauert aber sicher noch 2-3 Wochen, bis ich
> soweit bin.

Oder 2 Stück 18650 parallel um die 3V3 direkt zu versorgen. Einen Stepup 
mit SDHN zur Versorgung des Anemometer. Die 3V3 Sensoren würde ich auch 
nur während der Messung mit Strom versorgen.

[Wolfgang (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Wie kann ich bei diesem Modul den LDO deaktivieren?
> 
https://www.bastelgarage.ch/esp8266-nodemcu-v3-kompatibles-development-board?search=nodemcu

Der LDO ist doch auf dem Board nun wirklich nicht zuübersehen.
Bein Abkneifen funktioniert nicht? Dann täte er bestimmt nichts mehr.

> Kann ich da iwo direkt mit 3.3V drauf?
Ja, mindestens am Ausgang vom LDO

[Spicer L. (treki)]

Wolfgang schrieb:

> Der LDO ist doch auf dem Board nun wirklich nicht zuübersehen.
> Bein Abkneifen funktioniert nicht? Dann täte er bestimmt nichts mehr.
>
>> Kann ich da iwo direkt mit 3.3V drauf?
> Ja, mindestens am Ausgang vom LDO
Es funzt ja, wenn ich auf einem der 3.3V Anschlüsse einspeise.

[GEKU (Gast)]

Jörg R. schrieb:
> Oder 2 Stück 18650 parallel um die 3V3 direkt zu versorgen. Einen Stepup
> mit SDHN zur Versorgung des Anemometer. Die 3V3 Sensoren würde ich auch
> nur während der Messung mit Strom versorgen.

Auch eine gute Idee. Ich würde es davon  abhängig machen welche 
Anordnung (parallel oder in Serie) sich mit dem Solarpanel effizient 
laden läßt. Ich würde beides vergleichen.

[Wolfgang (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Es funzt ja, wenn ich auf einem der 3.3V Anschlüsse einspeise.

Das IST der Ausgang vom LDO

[Spicer L. (treki)]

Wolfgang schrieb:
> Dan B. schrieb:
>> Es funzt ja, wenn ich auf einem der 3.3V Anschlüsse einspeise.
>
> Das IST der Ausgang vom LDO

Jo klar. Es scheint dem auch egal zu sein, wenn an seinem Ausgang 
Spannung anliegt.
Diese kommt bis an die Basis von Q10 und dann wird nicht mehr viel 
weiter passieren. Auch nicht durch R10 und R11 ^^

[Jörg R. (solar77)]

GEKU schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Oder 2 Stück 18650 parallel um die 3V3 direkt zu versorgen. Einen Stepup
>> mit SDHN zur Versorgung des Anemometer. Die 3V3 Sensoren würde ich auch
>> nur während der Messung mit Strom versorgen.
>
> Auch eine gute Idee. Ich würde es davon  abhängig machen welche
> Anordnung (parallel oder in Serie) sich mit dem Solarpanel effizient
> laden läßt. Ich würde beides vergleichen.

Bei der Serienschaltung musst du aber bedenken dass dann ein Stepdown 
für die Erzeugung der 3V3 notwendig ist. Und der muss dann immer laufen.

Der TO hätte sich besser erst Gedanken über die Versorgung machen 
sollen...bevor er die Komponenten gekauft hat. Ich hätte weder ein 12V 
Solarpanel noch NiMh Akkus für diese Anwendung gewählt.

[Dieter (Gast)]

E- B bricht in Gegenrichtung erst ueber 6V durch. Sonst wuerde eine 
Bypassdiode notwendig werden.

[Spicer L. (treki)]

Habe dem ganzen Sensorwesen mehr priorität geschenkt. Stimmt.
Das Akku/Solar Zeug ist Nebensache, welche erst ganz am Schluss dran 
kommt ^^
Ein riesen Vermögen hat das ja nicht gekostet. Ich experimentiere mal 
mit dem rum. Ist sicher lehrreich.

[GEKU (Gast)]

Der Erfolg eines Projekts hängt von allen Komponenten ab.
Auch beim Design des Sensortechnik ist auf die Spannungsversorgung 
Rücksicht zu nehmen.
Z.B. alle Senoren mit Systemspannung und möglichst wenig Stromverbrauch, 
Senoren für intermittierenden Betrieb geeignet.

[Spicer L. (treki)]

GEKU schrieb:
> Der Erfolg eines Projekts hängt von allen Komponenten ab.
> Auch beim Design des Sensortechnik ist auf die Spannungsversorgung
> Rücksicht zu nehmen.
> Z.B. alle Senoren mit Systemspannung und möglichst wenig Stromverbrauch,
> Senoren für intermittierenden Betrieb geeignet.
Jaja schon gut.
Ich mache ja nicht ein Produkt, welches dann industriell in Grossserien 
hergestellt wird ^^

[GEKU (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Ich mache ja nicht ein Produkt, welches dann industriell in Grossserien
> hergestellt wird ^^

Aber ist sicher auch ein Tei  des Erfolgserlebnisses.

[Spicer L. (treki)]

Jörg R. schrieb:
> Dan B. schrieb:
> Die 3V3 Sensoren würde ich auch
> nur während der Messung mit Strom versorgen.

Werde etwas wie im Anhang einfügen.
Falls die GPIOs selbst einen Pulldown haben, kann ich auf R1 verzichten.

[Spicer L. (treki)]

Habe gerade bemerkt, dass ich nur das Anemometer abschalten muss. Das 
nimmt 80mA. die anderen Sensoren sind praktisch unmessbar im 
Stromverbrauch.
Das heisst, dass ich eine Schaltung für den 12V Kreis kreieren muss.

[Wolfgang (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Habe gerade bemerkt, dass ich nur das Anemometer abschalten muss. Das
> nimmt 80mA.

Windgeschwindigkeit ist kein fester Wert, sondern eine statistisch 
schwankende Größe. Wenn du die mit ihren Schwankungen, i.e. Böigkeit 
erfassen willst, kannst du den Sensor nicht einfach abschalten und nur 
mal ein paar Millisekunden messen (-> Abtasttheoremn).

[Spicer L. (treki)]

Das ist klar.
Aber aus Energiespar Gründen schalte ich den ESP in der Nacht aus.
Bevor abgeschaltet wird, werden alle Rollos eingezogen.
Das werde ich dem ioBroker so füttern.
In der Nacht muss keine eingezogene Markise überwacht sein.

[Spicer L. (treki)]

Es kann doch nicht sein, dass ich 3 Transistoren brauche.
Hat wer eine einfachere Idee, ohne dass ich gleich einen BTS442E2 
benutze?
Invertiert geht nicht, da die Last bei "totem" GPIO ausgeschaltet sein 
muss.
Die Masse darf ich nicht wegschalten, weil sonst am analogen DataOut des 
Anemometers Spannungen gegen 12V auftreten.

[GEKU (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Es kann doch nicht sein, dass ich 3 Transistoren brauche.
> Hat wer eine einfachere Idee, ohne dass ich gleich einen BTS442E2
> benutze?

Ich schalte mit Pin 2.6 des MC's über den FET T1 den GND vom ESP8266 
weg.

GND deshalb, damit alle Potentiale vom ESP in Richtung MC High werden. 
Dann ziehen auch die Pullup's keinen Strom mehr!

Den FET verwende ich um Strom zu sparen. Der FET muss eine kleine 
Gatespannung zum Durchschalten haben. Ich verwende den ZXMN3A01F, 
erhältlich bei Mouser.

[Spicer L. (treki)]

GEKU schrieb:

> Ich schalte mit Pin 2.6 des MC's über den FET T1 den GND vom ESP8266
> weg.
>
> GND deshalb, damit alle Potentiale vom ESP in Richtung MC High werden.
> Dann ziehen auch die Pullup's keinen Strom mehr!
>

Genau das ist das Problem. Ich lasse alle anderen Sensoren inkl ADS1115 
laufen.
Wenn ich dem Anemometer alleine das Masse potential erhöhe (das 
geschieht ja, wenn man die Masse schaltet), erscheint am Ausgang von 
jenem eine Spannung jenseits von 3.3V.
Also sollte ich die 12V weg schalten.

[GEKU (Gast)]

Dan B. schrieb:
> Also sollte ich die 12V weg schalten.

Wohin führen die 12V, auf einen Eingang des MC's?

Einen 100k Widerstand dazwischen schalten. Dann fließen max. 100 
Mikroampere, dass verkraftet der Eingang locker. Für den Betriebszustand 
braucht man so wie so eine Pegelkonvertierung von 12V auf 3,3V. Fall ein 
Pullup erforderlich ist, dann 1M um sicher den LOW Pegel zu erreichen.

Ich habe für Entstörmaßnahmen noch einen KerKo zwischen 1nF und 1000nF 
am Eingang des MC's gegen GND geschaltet. Ich habe so alle Eingänge des 
MC's entstört, da es sonst Beeinflussungen durch den ESP8266 Funk gibt!

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> Entstörmaßnahmen noch einen KerKo zwischen 1nF und 1000nF

Beispiel für die Umsetzung eines Moduls mit MC und ESP8266(2,4GHz) bzw. 
MRF89XA (686MHz)

[Spicer L. (treki)]

Bis jetzt sieht's so aus.
Habe 2 Kästen/Dosen. Eine am Wetter, die andere im Schatten und unterm 
Dach.
Warum die 3D Ansicht vom PCB in Target momentan transparent aussieht 
weiss ich gerade nicht ^^
Sonst sah es immer wie im letzten Bild aus.

PS: Hab ich getestet. I2C funzt problemlos 2m weit mit einem guten Cat6 
Kabel!

[GEKU (Gast)]

Der ESP8266 muss mit seiner Antenne aus der Leiterplattenfläche 
herausragen!

1.) Sonst gibt es Abschirmungen, die die Reichweite stark reduzieren.

2.) Induziert die ESP8266 Antenne Energie in die darunter liegenden 
Leiterbahnen, was zu erheblichen Funktionsstörungen führen kann.

[Spicer L. (treki)]

Wird bei mir kein Problem sein. Hab auch schon mit dem Steckbrett 
rumgelaufen.
Der Hauptkasten mit ESP ist gerade mal 8-9m vom Router weg.
Ohne richtig Wände dazwischen...schon gar nicht eine Betondecke.

Wird schon schief gehn. Keine Sorge ;)

[GEKU (Gast)]

Beispiel Anordnung Grundplatine und Funkmodul.
Laut Hersteller muss die Antenne außerhalb der Grundplatine sein.

[Spicer L. (treki)]

Ja klar, weil es überall funzen soll.
Bei mir ist der Router in Richtung Vorderseite.
Aber vielen Dank für die nützlichen Hinweise. Ist immer gut zu wissen.

Fresnell und Fourrier ist nie zu vergessen ^^

[Spicer L. (treki)]

Konnte jetzt endlich das WifiMan Plugin ins ESP Easy rein compilieren.
So werde ich nur das Wlan deaktivieren können.
Stromverbrauch geht so von 80mA auf 20mA zurück.
Wenn ich doch einen Deepsleep benötige, hab ich die Schaltung schon 
bereit.
Siehe dazu den Anhang.
Diese weckt den ESP auf, wenn der Wind (Anemometer) die über R7 
eingestellte Schwelle übersteigt.
GPIO13 ist 0 wenn der ESP läuft.

[Spicer L. (treki)]

GEKU schrieb:
> Dan B. schrieb:
>> Es kann doch nicht sein, dass ich 3 Transistoren brauche.
>> Hat wer eine einfachere Idee, ohne dass ich gleich einen BTS442E2
>> benutze?
>
> Ich schalte mit Pin 2.6 des MC's über den FET T1 den GND vom ESP8266
> weg.
>
> GND deshalb, damit alle Potentiale vom ESP in Richtung MC High werden.
> Dann ziehen auch die Pullup's keinen Strom mehr!
>
> Den FET verwende ich um Strom zu sparen. Der FET muss eine kleine
> Gatespannung zum Durchschalten haben. Ich verwende den ZXMN3A01F,
> erhältlich bei Mouser.

Habe hier eine laufende Schaltung angehängt, welche mir die zwei 
Spannungsgruppen sauber am Pluspol trennt.
Hier gibt der GPIO 14 das ein/aus Signal.

[Spicer L. (treki)]

@GEKU
Erster Praxistest.
Mit Akkus und Schaltung angehängt bei Bewölkung 8.6V
Du hast mir viel klar gemacht!
Einzig hoffe ich jetzt, dass die Schutzschaltung der Akkus nicht einfach 
aushängt, wenn die Spannung über 7.2V geht.
Bis jetzt sieht's gut aus!
Mache jetzt einen Dauertest. Über Wochen.
LOL. Siehe das Foto.
Die standard Ladung der Akkus hielt schon mal. Ohne Sonnenlicht.
Der ESP schaltet alle 10min für 90sek ein.
Die riesen Umschaltung ist zum einen für die Schaltung der Sensoren, zum 
anderen zum Reset des ESP, wenn der Wind die eingestellte Schnelle 
übertritt.

PS:
Habe original Panasonic 18650 NCR18650B gekauft.

[Spicer L. (treki)]

@GEKU
Hattest in allem Recht.
Die Station läuft seit Monaten super...mit 2 in Serie LiIon-Akkus.
Habe x Verfeinerungen vorgenommen (auch eine Zener^^).
Genaueres ist hier ersichtlich:
https://www.ltspiceusers.ch/threads/opensource-wettersensor.392/
Ich selber bin nun viel "gescheiter" geworden, was Akku, Solar und 
Konsorte auf sich hat.
Erfahrung ist halt immer noch das Beste.

Im Anhang die selbst geschriebene WebGUI. Mit der kann ich natürlich 
auch von Ausswärts die Rollos bedienen.