Eigenartiges Verhalten von Li-Batterien

[GEKU (Gast)]

Ich verwende für meinen Funksensor (ESP8266) eine Lithium Batterie der 
Type LS14500 .
Diese hat 2,7V Leerlaufspannung am Endladungsbeginn und 2,6Ah Kapazität.

Der Sensor sendet mindesten jede Stunde eine Überwachungstelegramm T.
Jeder Sendevorgang entnimmt der Batterie die gleiche Ladungsmenge.

Zwischen 2019-10-27 18:17:14 und 2019-10-28 02:09:25 bricht die Spannung 
von 3149mV auf  2602mV ein und erholt sich anschließend wieder.

Wie  ist  der  Spannungseinbruch  von  547mV  zu 
erklären ?

Die Belastung wiederholt sich jeder Stunde mit dem gleichen Wert.

2019-10-28 06:05:45 erreicht sie wieder 3320mV.

Bild Funksensor_2.jgp zeigt das Verhalten wenn die Batterie LEER wird.

Fällt die Spannung unter 2600mV (2019-10-27 04:41:32) gibt es eine 
Störungsmeldung. Nach 5 weiteren Stunden fällte die Funkverbindung über 
den ESP8266 aus. Die Spannung ist unter 2558mV gefallen, es wird keine 
weitere Meldung mehr empfangen.

[Alexander S. (alex998)]

GEKU schrieb:
> Wie  ist  der  Spannungseinbruch  von  547mV  zu
> erklären ?

Wie vertrauenswürdig sind die Messwerte? Häng doch mal einen Logger dran 
der den Spannungsverlauf aufzeichnet, (wenn nicht vorhanden bastel dir 
was aus nem Arduino oÄ zusammen).



GEKU schrieb:
> 2,7V Leerlaufspannung am *Endladungsbeginn*

Bisschen wenig, oder?

[kyrk.5 (Gast)]

Falsch gemessen? Problem in der Analogschaltung bzw ADC Messung nicht 
genug gefiltert.

Schaltbild? Wie sieht die Spannungsvermessung dazu aus? R-Teiler? Mit 
OpAmp? Direkt verbunden? Können da Störsignale von außen mitgemessen 
werden.

[Andreas B. (bitverdreher)]

GEKU schrieb:
> Diese hat 2,7V Leerlaufspannung

Nie im Leben.
Oder schlicht kaputt.

[Name: (Gast)]

Das ist eine Lithium Thionylchlorid-Batterie. Und die haben einen sehr 
hohen Innenwiderstand.
Die genannte Batterie ist beispielsweise für max. 50mA spezifiziert.

Ich vermute, du belastetst die Batterie zu stark.
Häng mal ein Oszi dran, und schau dir die Spannung genauer an.

[Gerald B. (gerald_b)]

Der Innenwiderstand steigt und die Zellenspannung fällt am Ende ziemlich 
steil ab. Wenn dann noch ein StepUp mit im Spiel ist, der bei fallender 
Spannung noch mehr Strom zieht, beschleunigt sich das weiter.
Ich habe, um eine prozentuale Ladezustandsanzeige zu realisieren, mal 
die Entladekurve aufgenommen. Dazu ist es wichtig, die Zelle mit der 
selben Charakteristik zu entladen, wie es im Normalbetrieb ebenfalls der 
Fall ist. Also mit StepUp, oder vorwiegend ohmisch. Dazu habe ich jede 
Minute die den gemessenen Analogwert geloggt und bei 2,5 oder 3V dann 
abgebrochen. Im Bereich 3,7-3,6V tat sich über lange Zeit kaum was.Von 
3,3V an konnte man dann zugucken und von 3V auf 2,5V war es dann "freier 
Fall"

[Name: (Gast)]

Name: schrieb:
> Das ist eine Lithium Thionylchlorid-Batterie. Und die haben einen sehr
> hohen Innenwiderstand.
> Die genannte Batterie ist beispielsweise für max. 50mA spezifiziert.
>
> Ich vermute, du belastetst die Batterie zu stark.
> Häng mal ein Oszi dran, und schau dir die Spannung genauer an.

Ich korrigiere mich.
Dass du einen ESP8266 verwendest, definiert zweifelsfrei, dass du diese 
Batterie überlastest. Denn der zieht viel zuviel Strom.

Dadurch bricht die Spannung ein. Die Batterie wird dadurch zwar nicht 
kaputt, aber sie kann einfach den Strom nicht liefern.

Niemals kann eine solche Batterie einen ESP versorgen. Du brauchst einen 
geeigneten Supercap parallel.

Ich würde Alkali-Batterien (AA der AAA) verwenden. Diese können den die 
mehreren 100mA liefern.

[GEKU (Gast)]

Alexander S. schrieb:
> Bisschen wenig, oder?

Laut Datenblatt: Open circuit voltage (at + 20°C) 3.67 V

Die Spannung wurde von einem MSP430G2553 , der sich mit dem ESP8266 
auf der Leiterplatte befindet, gemessen.
Selbst wenn die absoluten Werte nicht genau sein sollte, ist der 
Einbruch über 8 Stunden eigenartig. Die Spannung erreicht wieder den 
ursprünglichen Wert und ist seit dieser Zeit wieder über 3,3V.

Die Belastung ist für jede Stunde mit 80 bis 100mA für die Dauer von ein 
paar 100ms immer gleich.

[Udo S. (urschmitt)]

GEKU schrieb:
> Alexander S. schrieb:
>> Bisschen wenig, oder?
>
> Laut Datenblatt: Open circuit voltage (at + 20°C) 3.67 V

Du hast im ersten Post 2,7V geschrieben:

GEKU schrieb:
> Diese hat 2,7V Leerlaufspannung

[Name: (Gast)]

GEKU schrieb:
> Alexander S. schrieb:
>> Bisschen wenig, oder?
>
> Laut Datenblatt: Open circuit voltage (at + 20°C) 3.67 V
>
> Die Spannung wurde von einem MSP430G2553 , der sich mit dem ESP8266
> auf der Leiterplatte befindet, gemessen.
> Selbst wenn die absoluten Werte nicht genau sein sollte, ist der
> Einbruch über 8 Stunden eigenartig. Die Spannung erreicht wieder den
> ursprünglichen Wert und ist seit dieser Zeit wieder über 3,3V.
>
> Die Belastung ist für jede Stunde mit 80 bis 100mA für die Dauer von ein
> paar 100ms immer gleich.

Ich glaube nicht, dass wir hier nur 100mA haben. Der ESP ist für 
Stromspitzen bis >200mA bekannt.

Der gemessene Wert kann genauso gut mit der Signalstärke des WLAN oder 
dergleichen mehr zusammenhängen. Denn wenn der ESP mehr aufdrehen muss, 
braucht er auch mehr Strom.

--> Oszi hinhängen, Spannungsverlauf messen!

Schon der Wert um 3,3V deutet auf eine Überlastung der Batterie hin.

Du kannst diese Batterien nicht mit normalen Lithium-Batterien 
gleichsetzen! Das sind Spezialbatterien für SRAM-Retention, keine 
Batterien, die man für normale Dinge verwendet.

[GEKU (Gast)]

kyrk.5 schrieb:
> Schaltbild? Wie sieht die Spannungsvermessung dazu aus? R-Teiler? Mit
> OpAmp? Direkt verbunden? Können da Störsignale von außen mitgemessen
> werden.

Interne Spannungsmessung im MSP430G2553.

Bei den Lithumbatterien ist noch der Spannungsabfall der 
Entkopplungsdioden (Schottky) von 0,2V zu berücksichtigen.

[Thomas W. (goaty)]

Solche Batterien sind auch im Brandmelder drin, ich hab einen Hekatron 
vermessen, der zieht ca 40mA (Wenn Piiiiiiep) und die Zelle bricht dabei 
auf 3 bis 3,1V ein.

[Name: (Gast)]

GEKU schrieb:
> kyrk.5 schrieb:
>> Schaltbild? Wie sieht die Spannungsvermessung dazu aus? R-Teiler? Mit
>> OpAmp? Direkt verbunden? Können da Störsignale von außen mitgemessen
>> werden.
>
> Interne Spannungsmessung im MSP430G2553.
>
> Bei den Lithumbatterien ist noch der Spannungsabfall der
> Entkopplungsdioden (Schottky) von 0,2V zu berücksichtigen.

Das erklärt aber nicht, warum das bei dir auf 2,7V einbricht. Das wären 
dann 0,9V bei einer Schottky. Das klingt sehr ...unwahrscheinlich.

Der Innenwiderstand von solchen Zellen, und die Angabe von 50mA im 
Datenblatt, erklärt das Verhalten aber schon.

Im Übrigen:
Welche Referenz verwendest du zum Messen?
Jeder ADC vergleicht lediglich zwei Spannungen, "messen" kann er nicht. 
Wenn deine Referenz nicht stimmt, misst du auch nur Käse.
Vielleicht hast du gar kein Problem, sondern misst falsch?

Will heißen:
--> Miss das mal nach. Vorzugsweise mit einem Oszilloskop.

[GEKU (Gast)]

Name: schrieb:
> Dass du einen ESP8266 verwendest, definiert zweifelsfrei, dass du diese
> Batterie überlastest. Denn der zieht viel zuviel Strom.

Ich habe zwei Lithiumprimärzellen, entkoppelt über Schottky Dioden 
parallel geschaltet.

Zusätzlich wird die impulsförmige Belastung, verursacht durch den 
ESP8266 während des Sendevorganges, durch einen 20F LIC geglättet. Siehe 
beigefügtes Bild.

Ich habe 8 Sensoren seit Anfang März mit einem Batteriesatz durchgehend 
in Betrieb. Die Spannung am MSP und ESP liegen immer noch zwischen 3,3 
und 3,4V.

Einer dieser Sensoren zeigte dieses eigenartige Verhalten. Könnte dieses 
durch die Kombination Primärzellen und LIC hervorgerufen werden?

[Name: (Gast)]

GEKU schrieb:
> Name: schrieb:
>> Dass du einen ESP8266 verwendest, definiert zweifelsfrei, dass du diese
>> Batterie überlastest. Denn der zieht viel zuviel Strom.
>
> Ich habe zwei Lithiumprimärzellen, entkoppelt über Schottky Dioden
> parallel geschaltet.
>
> Zusätzlich wird die impulsförmige Belastung, verursacht durch den
> ESP8266 während des Sendevorganges, durch einen 20F LIC geglättet. Siehe
> beigefügtes Bild.
>
> Ich habe 8 Sensoren seit Anfang März mit einem Batteriesatz durchgehend
> in Betrieb. Die Spannung am MSP und ESP liegen immer noch zwischen 3,3
> und 3,4V.
>
> Einer dieser Sensoren zeigte dieses eigenartige Verhalten. Könnte dieses
> durch die Kombination Primärzellen und LIC hervorgerufen werden?

Wenn dein LIC (Lithium-Ionen-Kondensator, vermute ich mal?) 20F hat, 
dann hast du dieses Problem ziemliche wahrscheinlich nicht. Der sollte 
in der Lage sein, den Strom zu liefern, und 20F sollten auch ausreichend 
dimensioniert sein.
Vorausgesetzt, der Kondensator hat einen ausreichend niedrigen 
Innenwiderstand, und die Sendepeaks dauern nicht zu lange.

Das wäre eine wichtige Information im ersten Post gewesen :-(

Jetzt fällt jetzt erst einmal eine Messung der realen Spannung mit dem 
Oszilloskop/Multimeter an.
Sonst wird man nie zuordnen können, ob das Problem wirklich existiert, 
oder ob einfach die Messung aus irgendeinem Grund nicht korrekt 
funktioniert.
Im Trüben fischen vergeudet die Zeit aller Beteiligten.

[Thomas W. (goaty)]

Könnte der LI-Kondensator kaputt sein ?

[GEKU (Gast)]

Name: schrieb:
> Schon der Wert um 3,3V deutet auf eine Überlastung der Batterie hin.

Man muss noch den Spannungsabfall an den Schottky Dioden dazu rechnen

Name: schrieb:
> Das erklärt aber nicht, warum das bei dir auf 2,7V einbricht

Sorry, die Leerlaufspannung beträgt natürlich 3,7V und nicht wie von mir 
fälschlicherweise behauptet 2,7V.

Thomas W. schrieb:
> Solche Batterien sind auch im Brandmelder drin, ich hab einen Hekatron
> vermessen, der zieht ca 40mA (Wenn Piiiiiiep) und die Zelle bricht dabei
> auf 3 bis 3,1V ein.

Ohne 20F LIC funktioniert die Schaltung auch nicht, da der 
Spannungseinbruch die MCs resetiert. Die Stromaufnahme des ESP ist 
definitiv zu hoch.

Name: schrieb:
> Welche Referenz verwendest du zum Messen?
> Jeder ADC vergleicht lediglich zwei Spannungen, "messen" kann er nicht.
> Wenn deine Referenz nicht stimmt, misst du auch nur Käse.

Der MSP430G2553 hat eine interne 2,5V Referenz. Die Versorgungsspannung 
wird intern vor der Messung halbiert.

Name: schrieb:
> Du kannst diese Batterien nicht mit normalen Lithium-Batterien
> gleichsetzen! Das sind Spezialbatterien für SRAM-Retention, keine
> Batterien, die man für normale Dinge verwendet.

Im Datenblatt werden folgende Applikationen angegeben :

Main applications
● Utility metering
● Automatic meter reading
● Alarms and security devices
● Tollgate systems
● Memory back-up
● Tracking systems
● Automotive electronics
● Professional electronics

[GEKU (Gast)]

Thomas W. schrieb:
> Könnte der LI-Kondensator kaputt sein ?

Guter Tipp,  ich hatte einige Geräte mit eingebauten LIC ohne Batterien 
gelagert.
Danke, wirde ich mir ansehen.

[GEKU (Gast)]

Name: schrieb:
> Vorausgesetzt, der Kondensator hat einen ausreichend niedrigen
> Innenwiderstand, und die Sendepeaks dauern nicht zu lange.

Der DC Innenwiderstand beträgt max. 250mOhm.

Name: schrieb:
> Das wäre eine wichtige Information im ersten Post gewesen :-(

Sorry, werde beim nächsten Mal bemühen vollständigere  Angaben machen,
Danke für die Bemühungen.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Die Belastung ist für jede Stunde mit 80 bis 100mA

Das ist nicht richtig. Der ESP Chip nimmt Impulse von etwa 400 mA auf. 
Die 80 bis 100 mA sind nur seine durchschnittliche Stromaufnahme im den 
aktiven Phasen.

Diese Impulse stellt dein Diagramm nicht detailliert genug dar.

Siehe 
https://user-images.githubusercontent.com/26740020/32515916-dfe27924-c401-11e7-8135-959d4f4c8690.gif
und https://www.ondrovo.com/a/20170207-esp-consumption/

[GEKU (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Der ESP Chip nimmt Impulse von etwa 400 mA auf. Die 80 bis 100 mA sind
> nur seine durchschnittliche Stromaufnahme im den aktiven Phasen.

Interessante Information, die erklärt warum die Versorgung aus 
Lithiumprimärzellen ohne 20F LIC nicht funktioniert. Ein großer Elko 
reicht nicht aus! (mehrere 100 Microfarad)

Meine Messung (siehe 
Beitrag "Re: Eigenartiges Verhalten von Li-Batterien") von 0,8mA 
Spitzenstrom bezieht auf den Strom, den die Lithiumprimärzellen 
verkraften müssen. Der Spitzenstrom von 400mA des ESP8266 wird durch den 
20F LIC geglättet. Der LIC hat einen max. DC Innenwiderstand von 
250mOhm.

Der LIC speichert etwa 70As. Bei 400mA würden im LIC bei 250mOhm 
Innenwiderstand  100mV Spannung abfallen. Dieser wird von der Elektronik 
des Sensors (PIR, MSP430G2553, ESP8266) sicher verkraftet.


Ich werden den Stromverlauf zwischen den ESP und den LIC in meiner 
Applikation messen. Ich schalte den GND des ESP. Wie kann ich den Strom 
am besten messen? Differenz Messung der Spannung an einem 
Shunt-Widerstand  (Größe?)  mit einem Oszilloskope?

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Ich schalte den GND des ESP. Wie kann ich den Strom
> am besten messen? Differenz Messung der Spannung an einem
> Shunt-Widerstand  (Größe?)  mit einem Oszilloskope?

Ich würde einen Shunt benutzen, an dem möglichst viel Spannung aber 
nicht zu viel abfällt. Irgendwas zwischen 0,01Ω und 0,1Ω würde ich 
nehmen und dann mit einem Oszilloskop messen.

[petman (Gast)]

Hi,
kann das evtl ein Temperaturproblem sein?
Nachts wird es kälter, morgens scheint wieder die Sonne....

P

[GEKU (Gast)]

Danke, werde es mit 0,1Ω versuchen. Da muss ich mit dem Oszilloskope in 
der Lage sein 40mV zu messen.

[2 Cent (Gast)]

Das hat ja gedauert...Pufferkondensator testen :

GEKU schrieb:
> Der LIC speichert etwa 70As. Bei 400mA würden im LIC bei 250mOhm
> Innenwiderstand  100mV Spannung abfallen. Dieser wird von der Elektronik
> des Sensors (PIR, MSP430G2553, ESP8266) sicher verkraftet.

Stefanus F. schrieb:
> GEKU schrieb:
>> Ich schalte den GND des ESP. Wie kann ich den Strom
>> am besten messen? Differenz Messung der Spannung an einem
>> Shunt-Widerstand  (Größe?)  mit einem Oszilloskope?
>
> Ich würde einen Shunt benutzen, an dem möglichst viel Spannung aber
> nicht zu viel abfällt. Irgendwas zwischen 0,01Ω und 0,1Ω würde ich
> nehmen und dann mit einem Oszilloskop messen.

Praktische alternative zur Strommesung mit Scope: den Pufferkondensator 
durchaus hochohmig aufladen über eine lange ("ausreichende") Zeit; 
danach dann testen wie viele "Sendezyklen" dieser liefern kann.

[GEKU (Gast)]

petman schrieb:
> Hi,
> kann das evtl ein Temperaturproblem sein?
> Nachts wird es kälter, morgens scheint wieder die Sonne....

Die Temperaturschwankungen,  allerdings im MSP430G2553, blieben zwischen 
23 und 25°C.

siehe https://www.mikrocontroller.net/attachment/433277/Funksensor.jpg

Ich habe auch zwei Sensoren im Außenbereich, dort zeigte sich das 
Phänomen nicht.

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Praktische alternative zur Strommesung mit Scope: den Pufferkondensator
> durchaus hochohmig aufladen über eine lange ("ausreichende") Zeit;
> danach dann testen wie viele "Sendezyklen" dieser liefern kann.

Das habe ich mit dem LIC versucht. Dieser speichert 70As. Werden die 
Batterie entnommen, arbeiten der Funksensoren noch einige Minuten 
während Kontakte ständig geöffnet und geschlossen werden.

Der im Diagramm 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433277/Funksensor.jpg 
durchschnittliche Strom von 0,5mA wird zum Großteil vom ESP8266 
verursacht.

Wenn man die Ein/Auszeiten des ESP berücksichtigt sind die 400mA 
durchaus plausibel.

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> Der im Diagramm
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/433277/Funksensor.jpg

Richtiger Link: 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433307/Stromverbrauch-1.jpg

[Stefan F. (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Praktische alternative zur Strommesung mit Scope: den Pufferkondensator
> durchaus hochohmig aufladen über eine lange ("ausreichende") Zeit;
> danach dann testen wie viele "Sendezyklen" dieser liefern kann.

So kann er nicht die Peaks messen, die er sehen will.

[2 Cent (Gast)]

Ok, dann kann ich dir deine Fehlmessungen der Spannung nur als 
Messfehler deklarieren, sorry, keine wirkliche Fernhilfe möglich.


WAIT:
Es geht um ein einziges Modul (1) von acht (8) Modulen? Dann nimm dir 
das "Problemmodul" nach dem gleichen Testritual vor.

[2 Cent (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Praktische alternative zur Strommesung mit Scope: den Pufferkondensator
>> durchaus hochohmig aufladen über eine lange ("ausreichende") Zeit;
>> danach dann testen wie viele "Sendezyklen" dieser liefern kann.
>
> So kann er nicht die Peaks messen, die er sehen will.

-Ich gehe nicht von einem Troll aus, sonst würde ich hier null_nichts 
schreiben.
-Die Peaks als solche interessieren doch niemanden, oder???
-Ein Pufferkondensator muss sicher puffern. Mehr ist eigentlich  nicht 
gefordert
-Bitte keine Vergleiche mit den Anforderungen an einen Puff, auch wenn 
durchaus vergleichbar :D

[2 Cent (Gast)]

Ermmm, wie rede ich mich jetzt wieder hier heraus???
Löschen kann ich (Gast) ja nicht.

Hmm, ich könnte von "Stosszeiten" referendieren. Oder von 
"Impulskräften"...mein Konstantentsafter ist sicherlich dejustiert :-(

:D

[Stefan F. (Gast)]

2 Cent schrieb:
> -Die Peaks als solche interessieren doch niemanden, oder???
> -Ein Pufferkondensator muss sicher puffern. Mehr ist eigentlich  nicht
> gefordert

Der TO möchte die benötigte Kapazität anhand der Peaks berechnen. Ich 
denke auch, dass das so nicht geht, denn dazu müsste man die genau Form 
und zeitliche Verteilung der Peaks kennen.

Erfahrungsgemäß fährt man besser mit einer geeigneten Spannungsquelle + 
100µF Pufferkondensator (direkt am ESP Modul). Auf vielen Modulen (z.B. 
Wemos und NodeMCU) ist der Kondensator bereits vorhanden.

[2 Cent (Gast)]

Geht wieder! :D:D:D

Einer (m/w/d) von acht kann ja mal zeitweise ausfallen :D


SCNR

[2 Cent (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> -Die Peaks als solche interessieren doch niemanden, oder???
>> -Ein Pufferkondensator muss sicher puffern. Mehr ist eigentlich  nicht
>> gefordert
>
> Der TO möchte die benötigte Kapazität anhand der Peaks berechnen.
Habe ich anders verstanden. Siehe Topic. Danke das wir da zurückkommen 
:D

> Ich
> denke auch, dass das so nicht geht, denn dazu müsste man die genau Form
> und zeitliche Verteilung der Peaks kennen.
Geht schon, ist aber hakelig und holprig.


> Erfahrungsgemäß fährt man besser mit einer geeigneten Spannungsquelle +
> 100µF Pufferkondensator (direkt am ESP Modul). Auf vielen Modulen (z.B.
> Wemos und NodeMCU) ist der Kondensator bereits vorhanden.
Im Prinzip ja, aber 100uF sind wohl weit zu dünn, neben der Fehlmessung 
des TO (TO scheint bisher eher die Stromaufnahme/Spannungseinbruch  der 
ersten bits zu messen)

[GEKU (Gast)]

Es geht mir um die Erklärung folgenden Effektes :

Einer Lithiumprimärzellen mit parallel geschaltetem LIC wird periodisch 
(1h) mit kurzen Stromimpulsen (ESP8266) belastet.
Die Primärzelle wird durch diese entladen und die Spannung sollte 
monoton  sinken.

Bei einem Sensor habe ich beobachtet, dass sich die Spannung nach 
einigen Perioden "Erholt".

Siehe https://www.mikrocontroller.net/attachment/433290/Funksensor_3.jpg

Diese Spannung wird intern von einem MSP430G2553 gemessen. Ich geht 
davon aus, dass der MSP430G seine Versorgungsspannung richtig messen 
kann.

2 Cent schrieb:
> Im Prinzip ja, aber 100uF sind wohl weit zu dünn, neben der Fehlmessung
> des TO (TO scheint bisher eher die Stromaufnahme/Spannungseinbruch  der
> ersten bits zu messen)

Die Kapazität alleine reicht nicht aus, sondern es darf der 
Innenwiderstand des Pufferkondensators nicht zu groß  sein.
Der Spannungseinbruch mit anschließender "Erholung" ist viel zu groß um 
dies als Messfehler abzutun. 547mV zu  3149mV => 17%, der ADC des 
MSP430G  hat eine Auflösung von 10 Bit.

[Stefan F. (Gast)]

Monoton würde ich erwarten WENN die Belastung konstant ist, was beim ESP 
keineswegs der Fall sein muss. Dessen Stromaufnahme schwankt je nach 
Signalqualität.

[GEKU (Gast)]

Ist die Sendeleistung von WLAN nicht konstant?

[Stefan F. (Gast)]

Normalerweise wird sie dynamisch geregelt. Außerdem kosten 
Wiederholungen Zeit und somit Strom.

[GEKU (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Außerdem kosten Wiederholungen Zeit und somit Strom.

Wiederholungen gab es keine, dies würde man an der  nicht 
fortlaufenden Telegrammnummer sehen. Bei Wiederholungen wird die Nummer 
nicht hoch gezählt.

Siehe letzte Spalte 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433277/Funksensor.jpg

[Gerald B. (gerald_b)]

GEKU schrieb:
> petman schrieb:
>> Hi,
>> kann das evtl ein Temperaturproblem sein?
>> Nachts wird es kälter, morgens scheint wieder die Sonne....
>
> Die Temperaturschwankungen,  allerdings im MSP430G2553, blieben zwischen
> 23 und 25°C.

Der µC heizt sich selber und das relativ konstant.
Wie sieht es mit der Baterie und dem C aus? Beide  haben einen flüssigen 
Elektrolyten, der bei Kälte "unwillig" werden kann, zumal für die 
Batterie ein bauartbedingt recht hoher Strom fließt.
Solche Effekte sind auch bei anderen Batteriesystemen in der 
Vergangenheit schon zu beobachten gewesen.
- Zink Kohle bei Blitz-Transvertern
- Li Batterien in Fotoapparaten bei Frost (beim Zoomen war Feierabend)
- Li-Akkus in Camcordern bei Frost brachten nur einen Bruchteil der 
Kapazität
- gealterter Pufferelko in einer mech. Quarzuhr im Winter im KFZ

[Bernd K. (bmk)]

Mir kommt gerade ein Gedanke:

Statt dem 20F Superkondensator eine Lithium Zelle parallelschalten:
http://lygte-info.dk/review/batteries2012/Sony%20US18650VTC6%203000mAh%20(Green)%20UK.html

Die VTC6 muss natürlich beim Parallelschalten teilentladen sein, also 
auf etwa 3,6V - wie das im Lieferzustand der Zelle der Fall sein dürfte.

Der niedrige Ri von <30mOhm wird sicherlich jeglichen Strom liefern, 
ohne dass die Unterspannungserkennung zuschlägt.

Nun, warum dann noch die LS14500?
Ganz einfach. Die LS14500 mit der Li-SoCL2 Chemie hält Ihre Spannung von 
3,6V von Anfang zum zum Entladeende konstant und wird daher die VTC6 
stets auf diesem Spannungslevel halten durch dezentes Nachladen bis zum 
Gleichstand.

Ohne die LS14500 würde die VTC6 von anfangs ca. 4V auf 3V runterlaufen 
und irgendwann die Unterspannungserkennung auslösen.

Ok, der Platzbedarf spielt wahrscheinlich auch eine Rolle.

[Andreas B. (bitverdreher)]

just my cents:
Anstatt den ganzen Rumgemurkse würde ich lieber eine passende Batterie 
nehmen. Eine 300mAh Li-Polymer reicht für einen ESP aus. 10uF dazu und 
gut ist. Wenn es unbedingt eine Li-Thionylchlorid Batterie sein soll, 
dann eine größere nehmen.

[GEKU (Gast)]

Bernd K. schrieb:
> Nun, warum dann noch die LS14500?

26mm maximale Bauteilhöhe im Gehäuse sind zu wenig  die Sony US18650VTC6 
3000mAh.

Die Primärzelle LS14500 2600mA hat nicht viel weniger Kapazität und 
verläuft bis zur vollständigen Entladung ohne wesentlicher 
Spannungsreduktion. Der LIC mit 20F fängt den Nachteil des größer 
werdenden Innenwiderstandes der Primärzelle ab.

Es passen sogar zwei LS14500 mit insgesamt 5 200mA ins Gehäuse.

Stefan F. dürfte mit 
Beitrag "Re: Eigenartiges Verhalten von Li-Batterien" recht haben.

Der Sensor dürfte öfter als einmal pro Stunde senden. Und wenn sich die 
Übertragungsqualtiät verbessert, und keine Wiederholungen stattfinden, 
erholen.

[GEKU (Gast)]

Andreas B. schrieb:
> Eine 300mAh Li-Polymer reicht für einen ESP aus.

Mit 300 mAh statt 5200 mA erreiche ich nicht einmal 10% der 
Betriebszeit.
Die maximale Batteriegröße ist durch das Gehäuse vorgegeben.

Ein Akku bräuchte auch einen Tiefentladungsschutz.

[Andreas B. (bitverdreher)]

GEKU schrieb:
> Mit 300 mAh statt 5200 mA erreiche ich nicht einmal 10% der
> Betriebszeit.

Das sollte auch nur andeuten, daß Du mit LiIon weiterkommst als mit 
Li-Thionylchlorid Batterien.
Ich habe eine ähnliche Anwendung (Wetterstation mit ESP, sendet alle 
10min) mit einer 300mAh LiIon und Solarzelle seit 2 Jahren im  Einsatz.
Ansonsten wenn das Gehäuse nicht passt: Fehlkonstruktion, Zurück auf 
Los.

[GEKU (Gast)]

Andreas B. schrieb:
> Ansonsten wenn das Gehäuse nicht passt: Fehlkonstruktion, Zurück auf
> Los.

Ich habe kein Problem mit der Betriebsdauer, sondern habe mich gewunden, 
dass einer von acht Sensoren einen acht stündigen Spannungeinbruch von 
mehr als eine 1/2 Volt verursacht.

Das Gehäuse muss auch optisch etwas hergeben.

https://at.elv.com/softline-gehaeuse-lichtgrau-024264?fs=4252600401&c=302

Der Preis, unter 0,7€ ist auch nicht schlecht.

Leicht zu montieren und halbwegs dicht.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Wiederholungen gab es keine, dies würde man an der  nicht
> fortlaufenden Telegrammnummer sehen.

Ich weiss nicht, was das für "Telegrammnummern" sind. Das TCP Protokoll 
wiederholt im Fehlerfall jedenfalls automatisch.

[Andreas B. (bitverdreher)]

Wenn es gut aussehen soll, hast Du hier eine gute Auswahl:
http://www.takachi-enclosure.com/data/p_01plastic.html
Mit 0,7€ ist es da natürlich nichts.

[Name: (Gast)]

GEKU schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Der ESP Chip nimmt Impulse von etwa 400 mA auf. Die 80 bis 100 mA sind
>> nur seine durchschnittliche Stromaufnahme im den aktiven Phasen.
>
> Interessante Information, die erklärt warum die Versorgung aus
> Lithiumprimärzellen ohne 20F LIC nicht funktioniert. Ein großer Elko
> reicht nicht aus! (mehrere 100 Microfarad)

Der Kondensator hat 250mOhm.
Bei 400mA Peakstrom dürfte die Spannung um lediglich 100mV einbrechen. 
Sollte also nicht das Problem sein.

Wann misst du jetzt mal nach, ob die Spannung wirklich einbricht oder 
nicht?
Wir tappen im Dunklen.

Da muss man sich rantasten:
Schritt1:
Problem echt oder Messung?
Schritt2:
Wo genau tritt der Spannunsverlust auf? / Warum könnte die Messung 
fehlschlagen?
...

PS:
Die Batterien sind WIRKLICH ungeeignet!
LiSOCl2 sind Spezialbatterien für sehr niedrige Ströme (µA-Beeich) über 
sehr lange Zeiten.
Exakt diese  Zelle habe ich schon für Drehgebersysteme verwendet, die 
ihre Position in einem SRAM vorhalten.
Der Vorteil von LiSOCl2 ist eine extrem niedrige Selbstentladung und die 
Kapselung. Der Nachteil ist, dass sie keine hohen Ströme liefern können.

Ich habe für ein ähnliches System (Sensoren für den Außenbereich) schon 
mit AAA-Alkalis gearbeitet. Sie laufen über 3 Jahre. Die können dir 
problemlos die 400mA für den ESP liefern.

[GEKU (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Ich weiss nicht, was das für "Telegrammnummern" sind. Das TCP Protokoll
> wiederholt im Fehlerfall jedenfalls automatisch.

Ich verwende UDP und muss in der Applikation selbst für die 
Übertragungssicherheit der Daten sorgen.

Der Sensor erhöht mit jedem versendeten Telegram die Telegrammnummer.
Das Telegramm wird solange wiederholt, bis die Zentrale (ein Raspberry) 
das Telegramm durch Rücksendung quittiert.

Der  Tipp  mit den Wiederholungen war die Lösung:

Die Lücken in der Telegrammnumerierung von Bild  Funksensor.jpg  deuten 
auf Wiederholungen hin. Anders als bei bei Bild  Funksensor_2.jpg.

GEKU schrieb:
> Das Gehäuse muss auch optisch etwas hergeben.

Siehe Fotos Tuersensor_links.jpg Tuersensor_rechts.jpg

Name: schrieb:
> Wann misst du jetzt mal nach, ob die Spannung wirklich einbricht oder
> nicht?
> Wir tappen im Dunklen.

Komme erst in 14 Tage dazu.

Name: schrieb:
> Ich habe für ein ähnliches System (Sensoren für den Außenbereich) schon
> mit AAA-Alkalis gearbeitet. Sie laufen über 3 Jahre. Die können dir
> problemlos die 400mA für den ESP liefern.

Wieviele Telegramme werden in dieser Zeit ausgetauscht?
Wie kommt deine Lösung mit den Spannungsabfall der Alkali zurecht?

Bei drei Zellen in Serie ist die Spannung zu hoch, bei zwei zu niedrig.

Name: schrieb:
> Die Batterien sind WIRKLICH ungeeignet! LiSOCl2 sind Spezialbatterien
> für sehr niedrige Ströme (µA-Beeich) über sehr lange Zeiten.

Im Durchschnitt brauche ich ein halbes mA (siehe Diagramm 
Stromverbrauch-1.jpg ).
Das Diagramm der Entladecharakteristik (siehe Diagramm Screenshot ) 
zeigt bei 1mA fast 2000h an. Bei zwei Zellen müssten es fast 4000h sein.

[Bernd K. (bmk)]

Nun, es gibt AA Zellen mit der LiSOCl2 Chemie auch als "Hochstrom":
https://www.online-batterien.de/shop/Ultralife-UHR-ER14505-H-spiral-cell-AA-Rundzelle-Hochstrom-Lithium-Thionylchlorid-36V-2000mAh

Immerhin bleibt die Zellenspannung bei 450mA Entnahme über 3V
und die Spezifikation nennt max. 400mA als Dauerstromentnahme:
http://static.mercateo.com/48/2ec6dcf812e648458e32b002328e9ca4/pdf/9877488_382069.pdf?v=516

Wäre mal eine Alternative.

[GEKU (Gast)]

Bernd K. schrieb:
> Wäre mal eine Alternative.

Danke für die Info. Die Zellen sind sicher eine gute , kostengünstige 
Alternative , speziell wenn man den LIC nicht benötigt. Ich werde mir 
diese Alternative ansehen. Der günstigere Preis im Vergleich zur LS 
14500 wiegt die 30% geringere Kapazität auf.

[Alexander S. (alex998)]

Blöde Frage: Warum verwendest du für deinen Sensor nicht 433/868 (mit 
irgendeinem Protokoll wie Bidcos, Zwave, ..., oder was 
selbstgestricktes). Die Hardware (CC1101 und Co.) ist preiswert; 
Reichweite, Energiebedarf und Datenrate sind dem Einsatzzweck 
angemessen.

WLAN ist mMn einfach ungeeignet für deine Anwendung, auch wenn die ESPs 
so schön billig sind.

[GEKU (Gast)]

Alexander S. schrieb:
> WLAN ist mMn einfach ungeeignet für deine Anwendung, auch wenn die ESPs
> so schön billig sind.

Daher habe ich die Leiterplatte für zwei verschiedene Funkmodule 
ausgelegt.

ESP8266  für 2,4GHz und
MRF89XA  für 868MHz

Die Alarmzentrale auf Basis Raspberry Pi erhält einen Aufsteckprint, der 
neben der Sirenenansteuerung und potentalfreie Ausgänge auch einen 
Funkmodul MRF89XA für 868MHz enthält.

Als Bedienoberfläche dient der  Messenger  TELEGRAM  (siehe zweites 
Bild)

[Name: (Gast)]

GEKU schrieb:
> MRF89XA  für 868MHz

Warum quälst du dich dann?

Mit dem MRF89XA bist du dein Problem nachhaltig los.
Mit 25mA im TX-Mode (das ist 1/16 dessen, was der ESP zieht!) ist die 
Versorgung schon fast trivial.

Dein Lithium-Ionen-Kondensator, die zweite Batterie und vermutlich auch 
dein Problem ist damit gegessen.

[GEKU (Gast)]

Name: schrieb:
> Dein Lithium-Ionen-Kondensator, die zweite Batterie und vermutlich auch
> dein Problem ist damit gegessen.

Der LIC 3,7V/20F  VLCRS3R8206MG  ist mit 8,8€ das zweit teuerste 
Bauelement im Funkmelder.
Wenn ich diesen einsparen kann, dann sind die Mehrkosten durch den 
MRF89XA mehr als wett gemacht. Von den Batteriekosten ganz zu 
schweigen.

Ja, ich denke darüber nach. Ich werden beide Varianten genau 
analysieren. (Kosten, Stromverbrauch, Reichweite und Zuverlässigkeit). 
Die IP Lösung mit 8 Melder ist schon seit April 2019 im Einsatz (über 
40000h).

Für die Realisierung mit dem  MRF89XA  ist die Software noch zu 
adaptieren. Ich hatte schon einmal eine ähnliche Strecke im Laufen. Die 
Inititalisierung des  MRF89XA  auf Registerebene ist wesentlich 
anspruchsvoller als die des  ESP8266 .

Ich werde das bestehende System erweitern, sodass beide Varianten neben 
einander betrieben  werden können.

[GEKU (Gast)]

Name: schrieb:
> Wann misst du jetzt mal nach, ob die Spannung wirklich einbricht oder
> nicht?
> Wir tappen im Dunklen

Bild Spannung_ESP8266.jpg zeigt die Versorgungsspannung beim Einschalten 
des ESP8266.


gelb ... Vcc am ESP8266 PIN
rot  ... Vcc an der Li-Batterie
blau ... Einschaltsignal

Der größte Spannungseinbruch passiert bei Anschalten der 
Versorgungsspannung!

Spannung der LI-Batterie: 3,5V
Spannung am ESP8266: 3,3V (durch Spannungsabfall an den 
Entkopplungsdioden)


Bild Strom_ESP8266.jpg zeigt den Strom am ESP8266 GND Anschluss, 
gemessen über 1 Ohm.

Die Stromaufnahme liegt für ca. 9,6s bei 100mA.
Der 20F LIC glätten die Stromaufnahmespitzen auf 0,8mA.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Bild Spannung_ESP8266.jpg zeigt die Versorgungsspannung beim Einschalten

Interessanter wäre, was beim Senden passiert.

[GEKU (Gast)]

Der Einschaltstromstoß belastet die Lithiumbatterien mit 140mA für die 
Dauer von 0,01ms.  Wobei sich der Strom auf zwei Batterien aufteilt.

[Stefan F. (Gast)]

> Der größte Spannungseinbruch passiert bei Anschalten der
> Versorgungsspannung!

Logisch, in der Zeit müssen Abblock-Kondensatoren aufgeladen werden.

[GEKU (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Interessanter wäre, was beim Senden passiert.

Das ist der Strom beim Senden. Ich habe versucht auf einen höheren Wert 
zu triggern, aber es gab keine Auslösung.

GEKU schrieb:
> Die Stromaufnahme liegt für ca. 9,6s bei 100mA.

Der Zeitraum von 9,6s deckt sich mit der Ansteuerung des FETs, der die 
Spannungsversorgung vom ESP8266 schaltet.
Die kurze Unterbrechung nach 3,8s muss ich noch klären.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Ich habe versucht auf einen höheren Wert
> zu triggern, aber es gab keine Auslösung.

Na dann, sieht soweit gut aus. Ich meinte allerdings, die Spannung beim 
Senden. Bricht sie ein? Wahrscheinlich ja, aber wie weit?

[GEKU (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Ich meinte allerdings, die Spannung beim
> Senden. Bricht sie ein? Wahrscheinlich ja, aber wie weit?

GEKU schrieb:
> Die kurze Unterbrechung nach 3,8s muss ich noch klären

Die Lücke trennt zwei Telegramme (Kontakt zu, Kontakt auf)

Für den Test " Winke " ich mit einem Portpin (siehe Code_Testpin.jpg)

Der Portpin 2.5 wird High geschaltet wenn das Senden beginnt und Low 
geschaltet wenn die Rückmeldung empfangen wurde.

Testpin_zoomed.jpg ist in Testpin.jpg hinein gezoomt.

blau ... Testpin 2.5
gelb ... FET Ansteuerung

Stefanus F. schrieb:
> Ich meinte allerdings, die Spannung beim
> Senden. Bricht sie ein? Wahrscheinlich ja, aber wie weit?

Das Senden beginnt unmittelbar nach der steigenden Flanke des Testpins.
Wenn die Spannung einbricht, dann müsste auch das Ansteuersignal 
einbrechen, oder?

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Wenn die Spannung einbricht, dann müsste auch das Ansteuersignal
> einbrechen, oder?

Kommt drauf an, woher die Spannung des Ansteuersignals kommt. Die 
Leitungsführung spielt hier auch eine große Rolle. Der ESP hat sehr 
stark schwankende Stromaufnahme mit hochfrequenten Impulsen. Da kann an 
wenigen Zentimetern Leitung schon bedeutend Spannung abfallen (wegen 
Induktion). Deswegen sollst du direkt am Modul messen.

[GEKU (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Deswegen sollst du direkt am Modul messen.

Ich habe die die Spannung in Bild Spannung_ESP8266.jp direkt an den 
ESP8266 Pins gemessen. Siehe CH3 rote Kurve 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433699/Spannung_ESP8266.jpg

Die Spannung bricht um 0,5V ein.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Ich habe die die Spannung in Bild Spannung_ESP8266.jp direkt an den
> ESP8266 Pins gemessen. Siehe CH3 rote Kurve
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/433699/Spannung_ESP8266.jpg
>
> Die Spannung bricht um 0,5V ein.

Ich frage mich gerade, ob du mich veräppeln willst.

Du sollst die Versorgungsspannung in dem Moment messen, wo das Modul 
aktiv sendet. Ist das denn so schwer zu verstehen?

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> Siehe CH3 rote

Ich korrigiere CH1 gelbe Kurve. Die rote Kurve ist direkt an 
Lithumbatterien gemessen.

[GEKU (Gast)]

Stefanus F. schrieb:
> Ich frage mich gerade, ob du mich veräppeln willst.

Nein, ist nicht meine Absicht.
Ich werde morgen den Messaufbau erweitern.

[GEKU (Gast)]

rote Kurve zeigt die Versorgungsspannung an ESP8266 Pin 2 während des 
Sendevorganges

[2 Cent (Gast)]

Mehr Fragen als Antworten. Bin geistig immer noch bei Problemen mit 
"Timing", allerdings nicht mehr auf Bitebene, sondern eher auf 
Paketebene.

Stromaufnahme:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433307/Stromverbrauch-1.jpg
Etwa jede Stunde ein Peak, so weit ok. Aber: warum fällt der 
Stromverbrauch dazwischen nicht schlagartig, sondern so extrem langsam 
ab? Erkennbar sind immerhin etwa 10% Änderung in 60 Minuten...Annahme: 
Das ist die "Ladephase" des Pufferelkos. Dementsprechend könnte man 
Schwankungen der Spannung erwarten, also mal im Stundenbereich 
scopieren.


Kommunikation:
Was passiert eigentlich wenn ein einziges Paket verloren geht? 
Planspiel: Sender sendet "bla1000" und wartet auf Empfangsbestätigung, 
"bla1000" kommt nicht an, also kommt auch keine Antwort zurück. Wartet 
der Sender (nun mit erhöhter) Stromaufnahme ewig (aka bis zur nächsten 
fälligen Stundensendung), und zieht derweil die Batterien runter?


Oder doch die ersten zu sendenden Bits???:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433717/Testpin_zoomed.jpg
Warum dauert es (ewige) 85ms von der Anforderung bis zum einschalten der 
Versorgungsspannung? Wird womöglich "genau" im Moment der steigenden 
Flanke die Spannung (als Fahrkarte) gemessen???
[[[Debugging ohne Scope: im Code die Spannung zweimal hintereinander 
Messen, beide gemessenen Werte übertragen]]]

[Thomas W. (goaty)]

Nur Mal so als Zwischenfrage:
Die Messungen finden jetzt aber schon an dem Modul statt welches 
Probleme macht, oder?
Ist denn der Spannungseinbruch überhaupt noch beobachtbar ? (Weil 
selten)
Wenn sie Messungen auf dem Scope so unauffällig sind,
Ist dann vielleicht doch nur einfach die Batterie am Problemmodul 
fehlerhaft?

[Wolfgang (Gast)]

GEKU schrieb:
> rote Kurve zeigt die Versorgungsspannung an ESP8266 Pin 2 während des
> Sendevorganges

Was zeigen die drei Kurven. Stelle eine davon die Stromaufnahme dar?

Thomas W. schrieb:
> Wenn sie Messungen auf dem Scope so unauffällig sind,
> Ist dann vielleicht doch nur einfach die Batterie am Problemmodul
> fehlerhaft?

Wer weiß, mit welche Zeitauflösung das Oszillogramm aufgenommen wurde 
(Für Leute, die das Gerät nicht kennen, sind "H" und "D" 
zusammenhanglose Angaben, deren Bedeutung man nur raten kann). Die 400mA 
Sende-Peaks des ESP8266 sind wenige Millisekunden lang. Da sollte man 
vielleicht einfach mal bei angemessener Zeitauflösung (5ms/div o.ä)) 
sauber drauf triggern und angucken, was die Spannung genau bei diesen 
Sendepeaks macht.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> rote Kurve zeigt die Versorgungsspannung an ESP8266 Pin 2 während des
> Sendevorganges

Sieht auf den ersten Blick gut aus. Ich stimme Wolfgang zu:

Wolfgang schrieb:
> Die 400mA
> Sende-Peaks des ESP8266 sind wenige Millisekunden lang. Da sollte man
> vielleicht einfach mal bei angemessener Zeitauflösung (5ms/div o.ä))
> sauber drauf triggern und angucken, was die Spannung genau bei diesen
> Sendepeaks macht.

Ich würde nur einen Kanal vom Oszilloskop nutzen (für die 
Versorgungsspannung) und auf 3,2V triggern (also knapp unter der 
Leerlaufspannung). Dann siehst du die kurzen Einbrüche - falls 
vorhanden.

Wenn dann auch nichts zu sehen ist, kannst du die Spannungsversorgung 
als Problemstelle ausschließen.

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Stromaufnahme:
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/433307/Stromverbrauch-1.jpg
> Etwa jede Stunde ein Peak, so weit ok. Aber: warum fällt der
> Stromverbrauch dazwischen nicht schlagartig, sondern so extrem langsam
> ab? Erkennbar sind immerhin etwa 10% Änderung in 60 Minuten...Annahme:
> Das ist die "Ladephase" des Pufferelkos. Dementsprechend könnte man
> Schwankungen der Spannung erwarten, also mal im Stundenbereich
> scopieren.

Wenn keine Sensorkontakte sich ändern oder der PIR nicht anspricht, dann 
wird zumindest einmal in der Stunde ein Telegramm als "Lebenszeichen" 
versendet.
Dazwischen ist der ESP8266 von der Spannungsversorgung abgetrennt und 
der MC MSP430G2553 im "Schlafzustand". Er wird durch ein externes 
Ereignis REED (L R) o. PIR(P)aufgeweckt oder spätestens nach einer 
Stunde durch einen Timer (T).

Die Spannung fällt deshalb so langsam, weil der Stromverbrauch in den 
Ruhephasen weit und 100 Mikroampere beträgt und sich der 20F LIC langsam 
auflädt.

Die Spannung werde ich mit einer Langzeitmessung nachmessen.

2 Cent schrieb:
> Kommunikation:
> Was passiert eigentlich wenn ein einziges Paket verloren geht?
> Planspiel: Sender sendet "bla1000" und wartet auf Empfangsbestätigung,
> "bla1000" kommt nicht an, also kommt auch keine Antwort zurück. Wartet
> der Sender (nun mit erhöhter) Stromaufnahme ewig (aka bis zur nächsten
> fälligen Stundensendung), und zieht derweil die Batterien runter?

Das Paket wird von der Alarmzentrale (RPI) zurückgesendet und vom Sensor 
mit dem gesendeten Telegramm verglichen. Kommt kommt keine Anwort oder 
ist diese ungleich, dann wird das Telegramm vom Sensor wiederholt. 
Derzeit bis zur Erschöpfung der Batterie.

Das war aber in dieser Situation nicht der Fall:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/433277/Funksensor.jpg

Lücken in der Nummerierung ganz links in Funksensor.jpg, weisen auf 
Wiederholungen hin, da der dieser Wert mit jedem versandten Telegramm 
inkrementiert wird. Es gibt in dem Abschnitt nur wenige Wiederholungen, 
trotzdem sinkt die Spannung im Laufe des gezeigten Intervalls um ein 1/2 
Volt ein. Die Frage ist warum und warum erholt sich die Batterie wieder?

2 Cent schrieb:
> Oder doch die ersten zu sendenden Bits???:
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/433717/Testpin_zoomed.jpg
> Warum dauert es (ewige) 85ms von der Anforderung bis zum einschalten der
> Versorgungsspannung? Wird womöglich "genau" im Moment der steigenden
> Flanke die Spannung (als Fahrkarte) gemessen???
> [[[Debugging ohne Scope: im Code die Spannung zweimal hintereinander
> Messen, beide gemessenen Werte übertragen]]]

Die große Dauer ((ewige) 85ms) ist der Preis für das komplette 
Abschalten der Versorgungsspannung des ESP8266. Der ESP8266 muss mit 
jedem neuen Telegramm neu initialisiert werden. Siehe Code zwischen 
FM_power_up und FM-power_down 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433706/Code.jpg (gelbe 
Kurve). Die Zeit ist durch die Reaktionszeit des ESP8266 vorgegeben (AT 
Kommando => AT Antwort des ESPs)

Die eigentliche Phase des Sendens und Empfanges wird durch den Testpin 
2.5 (blaue Kurve) markiert.

Code für die Markierung siehe 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433718/Code_Testpin.jpg

Thomas W. schrieb:
> Nur Mal so als Zwischenfrage:
> Die Messungen finden jetzt aber schon an dem Modul statt welches
> Probleme macht, oder?
> Ist denn der Spannungseinbruch überhaupt noch beobachtbar ? (Weil
> selten)
> Wenn sie Messungen auf dem Scope so unauffällig sind,
> Ist dann vielleicht doch nur einfach die Batterie am Problemmodul
> fehlerhaft?

Von acht Module ist der Effekt (Spannungseinbruch um ein 1/2 Volt für 
ca. 8 Stunden) einmal aufgetreten.
Die Spannung erreicht fast die unterste Grenze von 2,6V. Unter diesem 
Wert setzt der Sensor die Meldung "Batterie leer" ab, was vermutlich 
nicht zutrifft.

Das Problem ist seit 28.10.2019 nicht mehr aufgetreten, also kann die 
Batterie nicht erschöpft sein.

Wolfgang schrieb:
> GEKU schrieb:
>> rote Kurve zeigt die Versorgungsspannung an ESP8266 Pin 2 während des
>> Sendevorganges
>
> Was zeigen die drei Kurven. Stelle eine davon die Stromaufnahme dar?


https://www.mikrocontroller.net/attachment/433739/Testpin_zoomed_2.jpg

gelbe Kurve ... FET Eingangssignal zur Anschaltung der Stromversorgung 
des ESP8266
blaue Kurve ... Testsignal markiert die Phase zwischen Senden und 
Empfangen
rote Kurve ... Versorgungsspannung

Der Stromverlauf ist sichtbar in 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433700/Strom_ESP8266.jpg
wobei sich die steigende und fallende Flanke des Stroms (100mA) mit dem 
FET Eingangssignal sich zeitlich decken.

"H" ist die Zeitangabe des Rasters

Ich werden diese Signale nochmals aufnehmen und die Spannung (rote 
Kurve) mit Kopplung AC messen. Vielleicht sieht man dann den 
Spannungseinbruch.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Die große Dauer ((ewige) 85ms) ist der Preis für das komplette
> Abschalten der Versorgungsspannung des ESP8266. Der ESP8266 muss mit
> jedem neuen Telegramm neu initialisiert werden.

Das wäre beim Deep-Sleep auch nicht schneller, oder doch?

[Thomas W. (goaty)]

> Das Problem ist seit 28.10.2019 nicht mehr aufgetreten, also kann die
> Batterie nicht erschöpft sein.
>
Nicht erschöpft, sondern ein anderer interner Defekt der zu dem Effekt 
geführt hat, wäre das denkbar ? Batterie schon getauscht ?

[GEKU (Gast)]

Der Abstand zwischen den Telegrammen ist kurz, da Kontakt sofort wieder 
geöffnet wird. In der Praxis ist die Zeit zwischen zwei Telegramme viel 
größer.

[GEKU (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> Das wäre beim Deep-Sleep auch nicht schneller, oder doch?

Bleibt die Konfiguration im Deep-Sleep Modus erhalten?

In der Doku steht nur, dass diese im RTC gespeichert wird.

<< • Deep-sleep: Only RTC is powered on – the rest of the chip is 
powered off. Recovery memory of RTC can save basic Wi-Fi 
connectioninformation.>>

Wie lange dauert das Aufwecken und ESP interne konfigurieren?
Hat jemand Erfahrung damit?

[GEKU (Gast)]

Thomas W. schrieb:
> Batterie schon getauscht ?

Nein, die Spannung liegt wieder bei 3,38V + 0,2V Abfall an der 
Schottkydiode.

In Summe 3,58V, somit ist die Batterie nicht leer, oder?

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Bleibt die Konfiguration im Deep-Sleep Modus erhalten?

Beim Aufwachen macht der Chip einen Hardware Reset, wobei er komplett 
neu initialisiert wird.

> In der Doku steht nur, dass diese im RTC gespeichert wird.

Die RTC hat ein kleines bisschen RAM, das erhalten bleibt. Ob man das 
nutzt, bleibt dem Anwendungsprogramm überlassen. Den Re-Startvorgang 
kann man damit jedenfalls nicht beschleunigen.

Sein immer vorsichtig, wenn du im Datenblatt "can" liest. Das bedeutet 
bei Espressif in den allermeisten Fällen nur eine theoretisch denkbare 
Möglichkeit, die sie jedoch nicht implementiert haben.

> Wie lange dauert das Aufwecken und ESP interne konfigurieren?

Da berichtet jemand von 200ms
https://www.ondrovo.com/a/20170207-esp-consumption/

Mit DHCP sind Zeiten zwischen 1 und 3 Sekunden typisch.

[Wolfgang (Gast)]

GEKU schrieb:
> Ich werden diese Signale nochmals aufnehmen und die Spannung (rote
> Kurve) mit Kopplung AC messen. Vielleicht sieht man dann den
> Spannungseinbruch.

Bist du sicher, dass die Grenzfrequenz deines Oszis dabei ausreichend 
niedrig ist?
Ein Einbruch um 0.5V bei 3.2V ist mit DC viel besser zu sehen, weil dann 
nicht der zeitliche Verlauf der Abklingfunktion des Hochpassfilters wie 
beim AC-Signal überlagert ist. IMHO irritiert AC in diesem Fall eher (s. 
rote Kurve zwischen ESP Spannung AUS und EIN).

GEKU schrieb:
> Testpin2.jpg

[GEKU (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Bist du sicher, dass die Grenzfrequenz deines Oszis dabei ausreichend
> niedrig ist?

Reichen 200Hz / 1,8ns  nicht aus?

Ich habe mit 10:1 TastköpfE gemessen.

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> 200Hz

200 MHz natürlich.

[GEKU (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> Beim Aufwachen macht der Chip einen Hardware Reset, wobei er komplett
> neu initialisiert wird.

Ich habe mich auch dafür einschieden den ESP8266 mit eine Poweron für 
jedes Telegramm zu aktivieren, nachdem ich in diversen Foren gelesen 
habe, dass das Aufwecken nicht zuverlässig funktioniert.

Einzig WLAN-ID und Passwort lasse ich den ESP8266 mit CWJAP_DEF  über 
seinen Flash konfigurieren.

UDP, Ports und Zieladresse lassen sich nicht ins ESP8266 Flash schreiben 
und müssen vom MSP430G2553 mittels AT Kommando  CIPSTART  initalisiert 
werden.

Stefan F. schrieb:
> Die RTC hat ein kleines bisschen RAM, das erhalten bleibt. Ob man das
> nutzt, bleibt dem Anwendungsprogramm überlassen. Den Re-Startvorgang
> kann man damit jedenfalls nicht beschleunigen.

Ich glaube nicht, dass diese Möglichkeit implementiert ist, wenn sie 
nicht einmal von den AT Kommados unterstützt wird.
Wieviel Zeit die einzelnen Konfigurationschritte brauchen kann ich 
leicht ausmessen.

Auf jeden Fall dauern die Antworten sehr lange.

Stefan F. schrieb:
> Da berichtet jemand von 200ms

Kommt mir sehr kurz vor. Es dauert ziemlich lange bis sich die PLL 
stabilisiert.
Vielleicht kann ich das auch ausmessen.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Reichen 200MHz / 1,8ns  nicht aus?

Ich habe die Impulse mit meinem 60MHz Gerät auch deutlich sehen können.

[Stefan F. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Reichen 200MHz / 1,8ns  nicht aus?

Ich habe die Impulse mit meinem 60MHz Gerät auch deutlich sehen können.

GEKU schrieb:
>> Da berichtet jemand von 200ms
> Kommt mir sehr kurz vor. Es dauert ziemlich lange bis sich die PLL
> stabilisiert.

Start mit Einbuchens ins WLAN Netz dauert ca 3s. Ohne DHCP vielleicht 
ein paar hundert ms weniger.

[2 Cent (Gast)]

Heureka oder total falsches Gleis?
Forensik eines einmaligen Ereignisses... so langsam glaube (jaja Kirche) 
ich eher an einen Wackelkontakt/Frittenspannung des Batteriefaches.

GEKU schrieb:
> Werden die
> Batterie entnommen, arbeiten der Funksensoren noch einige Minuten
> während Kontakte ständig geöffnet und geschlossen werden.
Bedeutet wohl: nach herausnehmen der Batterien rennt das Teil noch viele 
Stunden.

GEKU schrieb:
> Die Spannung werde ich mit einer Langzeitmessung nachmessen.
LOL Tomaten und Augen? Das hat dein Logfile vielleicht schon längst 
fehlerfrei erledigt :D


https://www.elektronikpraxis.vogel.de/wann-und-wie-die-widerstandsveraenderung-durch-fritten-auftritt-a-93865/


--->Batterien raus, einige Stunden später (nach fetten der "rostigen" 
Kontakte mit Vaseline, oder Beten :D) wieder rein, logfile anschauen und 
Timings vergleichen könnte möglicherweise aufschlussreich sein.

[Dieter (Gast)]

Das Verhalten von Li-Batterien ist schon sehr altbekannt aus dem letzten 
Jahrtausend.    Fuer kleine tragbare Kopfhoerer mit Verstaerker, Mikro 
und Sender wurden diese kleine Zellen erkoren, weil viel leichter und 
laenger lagerfaehig als Baterien.
Die Ernuechterung kam bei den ersten Feldtests auf. Spannung schwankte 
arg. Erst nach einiger Betriebzeit, dh 20% entladen wurde es besser. Es 
stapelten sich die vermeintlich leeren Zellen.
Es gibt Zellen, die haben den Effekt nicht, die halten aber wirklich nur 
10 Jahre.

[2 Cent (Gast)]

Dieter schrieb:
> Die Ernuechterung kam bei den ersten Feldtests auf. Spannung schwankte
> arg. Erst nach einiger Betriebzeit, dh 20% entladen wurde es besser.
Hast du dazu irgendwelche Messreihen oder eine Quellenangabe???

[GEKU (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> Start mit Einbuchens ins WLAN Netz dauert ca 3s. Ohne DHCP vielleicht
> ein paar hundert ms weniger.

Ich habe die Kommunikation mit Zeitstempel aufgezeichnet :

19:03:54.673 bis 19:03:54.829 sendet der ESP8266 nach dem Einschalten 
"Mist"
19:03:56.986: WIFI CONNECTED => vom ESP8266

19:03:59.804: WIFI GOT IP => vom ESP8266
19:03:59.804: ATE0 OK => Antwort vom ESP8266 auf Kommando ATE0 vom 
Sensor
19:03:59.889: AT+CIPSTAMAC? => Kommando vom Sensor an den ESP8266
19:03:59.904: +CIPSTAMAC:"68:c6:3a:ea:7d:c4MK =1 OK => Antwort vom 
ESP8266
19:03:59.989: AT+CIPMUX=0 => Kommando an ESP8266 vom Sensor
19:03:59.989: OK => Antwort vom ESP8266
19:04:00.074: AT+CIPSTART="UDP","192.168.0.34",8000,1112,0 => Kommando 
an ESP8266 vom Sensor
19:04:00.089: CONNECT OK => Antwort vom ESP8266
19:04:00.174: AT+CIPSEND=48 => Kommando an ESP8266 vom Sensor
19:04:00.174: OK > => Antwort vom ESP8266
19:04:00.259: 68:c6:3a:ea:7d:c4 -.-S-. E 24oC 3485mV 2497mV 10 => Daten 
vom Sensor an den ESP8266
19:04:00.259: Recv 48 bytes SEND OK => Antwort vom ESP8266
19:04:00.274: +IPD,49:68:c6:3a:ea:7d:c4 -.-S-. E 24oC 3485mV 2497mV 10E 
=> Quittung an Sensor
19:04:00.274: AT+GSLP=0 => Kommando vom Sensor an den ESP8266
19:04:00.274: OK => Antwort vom ESP8266 an den Sensor
19:04:00.290: WIFI DISCONNECT => Antwort vom ESP8266 an Sensor


Fazit : Der Telegrammaustausch zwischen Sensor und Zentrale dauert ca. 
5,6s

[Dieter (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Hast du dazu irgendwelche Messreihen oder eine Quellenangabe???

Leider nein. Die Suchmaschine tut sich da schwer, weil das war in den 
späten 80er Jahren. Grund dafür war, dass sich eine hemmende Schicht 
beim Entladen aufbaute, die mit dem weiteren Entladezustand sich wieder 
reduzierte. Das war damal mit CR2032 Batterien bei einem Gerät des 
größten deutschen Reiseunternehmens namens y-Tours. Das Phenomän stand 
damals auch in Zeitschriften, wie zum Beispiel Funkschau. Die 
Messverfahren für die Datenblätter sind heute natürlich so, dass der 
Effekt nicht in der Kennlinie zu finden ist.

[GEKU (Gast)]

Ist vielleicht dieser Effekt gemeint:

《Als Wickelzelle für hohe Dauerbelastung und Pulsströme geeignet. 
Vorteil gegenüber Lithiumbatterien mit flüssiger Kathode 
(LiSO2,LiSOCl2,LiSO2Cl2) ist die geringere Passivierung der Anode, 
wodurch Spannungseinbrüche zu Beginn der Belastung (voltage delay) 
vermieden werden.》

Quelle: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Lithiumbatterie

[GEKU (Gast)]

Das Schlüsselwort dürfte  lithium thionyl chloride voltage delay 
sein:

http://axotron.se/blog/voltage-delay-in-lithium-thionyl-chloride-batteries/

http://axotron.se/blog/more-on-voltage-delay-in-lithium-thionyl-chloride-batteries/

[2 Cent (Gast)]

Da hat Dieter ja was hochinteressantes getriggert, wieder was gelernt, 
ich danke euch!

Ähnliche Effekte kenne ich von gealterten (bis kurz vor der 
Unbrauchbarkeit) NiMH-Akkus in Werkzeugen, nach kurzer Belastung werden 
die (wegen eigenerwärmung) leistungsfähiger.

Zurück zum Topic: Leider kann mir dieses "voltage delay" (noch dazu bei 
dem anwesendem 20F Supercap) den Spannungseinbruch am 27.10.19 nicht 
erklären.
@GEKU: Magst du den Test mit den zeitweise rausgenommenen Batterien 
machen?

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Magst du den Test mit den zeitweise ausgenommenen Batterien
> machen?

Ja, ich werden Test über die Nacht laufen lassen.

[Dieter (Gast)]

GEKU schrieb:
> Das Schlüsselwort dürfte  lithium thionyl chloride voltage delay ...
Genau so ein Effekt war das. An den Ausdruck oder Schlüsselwort kann ich 
mich nicht mehr erinnern. Es fiel dabei merkwürdigerweise auch die 
Spannung ab. Somit wäre für den Supercap auch nur eine kleinere 
Spannungsdifferenz bis zur unteren Grenze für Aussetzer vorhanden.

[GEKU (Gast)]

Dieter schrieb:
> Somit wäre für den Supercap auch nur eine kleinere Spannungsdifferenz
> bis zur unteren Grenze für Aussetzer vorhanden.

Ohne Supercap funktioniert der ESP8266 nicht mit den LS14500 
Lithiumprimärzellen, da die Spannung bei Belastung nach langer Ruhezeit 
stark einbricht.

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Magst du den Test mit den zeitweise rausgenommenen Batterien
> machen?

Die Li-Batterien wurden am 2019-11-03 19:44:21 entnommen. Die Spannung 
betrug 3374mV (+ 0,2V Schottkydioden).

Die Energie für den Melder wird nur mehr vom 20F LIC zur Verfügung 
gestellt.

Die letzte Meldung kam am 2019-11-04 08:28:36 bei 2653mV, um 9:49 wurde 
der Melder über Telegram als "VERLOREN GEGANGEN" gemeldet.

2019-11-03 19:44:21 3374mV  0
2019-11-03 20:43:16 3247mV  1
2019-11-03 21:42:08 3135mV  2
2019-11-03 22:41:00 3024mV  3
2019-11-03 23:39:50 2922mV  4
2019-11-04 00:38:41 2806mV  5
2019-11-04 01:37:29 2719mV  6
2019-11-04 02:36:20 2658mV  7
2019-11-04 03:35:06 2653mV  8
2019-11-04 04:33:50 2658mV  9
2019-11-04 05:32:32 2658mV  10
2019-11-04 06:31:14 2653mV  11
2019-11-04 07:29:57 2653mV  12
2019-11-04 08:28:36 2653mV  13

Abschätzung des Entladungsstromes :

$$Q = C \cdot U$$

$$I =\frac{20F \cdot (3,247V - 3,024V)}{7064sec} = 0,63mA$$

Die Abschützung stimme gut mit der Messung in 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433307/Stromverbrauch-1.jpg

FAZIT : Der LIC konnte den Batterieausfall mit 13 Stunden überbrücken.

[GEKU (Gast)]

Umgekehrt hat es nach dem einlegen der Batterien ca. 70s gedauert bis er 
aufgeladen wurde. Erst nach 5 Stunden sind 3,5 Volt erreicht.

$$\tau = R \cdot C$$

$$R = \frac{\tau}{C} = \frac{70s}{20F} = 3,5 \Omega$$

So ist der Innenwiederstand der beiden parallel geschalteten 
Li-Batterien ca.

$$R{i} = 2 \cdot(3,5 \Omega - R{lic} ) = 6,5 \Omega$$

Nebeneffekt des langsamen Anstieg der Spannungsversorgung ist, dass der 
PowerOn Rest des MSP430 nicht funktioniert. Man muss nach Einlagen der 
Batterien den Reset durch Kurzschließen des Resetpins mit dem Groundpin 
durchführen.

[GEKU (Gast)]

Die Ladekurve möchte ich euch nicht vorenthalten. Die endgültige 
Spannung wird erst nach sehr langer Zeit erreicht.

[GEKU (Gast)]

_Eigenschaften von  Lithium Thionylchlorid-Batterien_ :


http://www1.ict.fraunhofer.de/deutsch/scope/ae/lisocl2sys.html

https://tadiranbatteries.de/pdf/technische-broschuere-ltc-batterien.pdf

[Alexander S. (alex998)]

Irgendwie versteh ich dich nicht so ganz: Du verwendest sauteure 
exotische Bauteile um ein unpassendes Konzept (WLAN für einen autarken 
Sensor) mit aller Macht durchzuprügeln. Warum?

> Fazit : Der Telegrammaustausch zwischen Sensor und Zentrale dauert ca.
> 5,6s

Spätestens hier sollte man doch man merken daß da was nicht passt. Hast 
du mal gemessen/gerechnet was pro Funk-Event an mWh aus den Batterien 
gesaugt wird? Den PIR mal aussen vorgelassen.

Bsp: Homematic gibt für den HM-Sec-SC-2 (Einsteigerklasse) knapp 3000 
Betätigungen in 2 Jahren an - mit 2 Stück LR44 als Energielieferant.
Wieviel schaffst du mit deinem ESP und 2x Lithium-Giftanat-Batterie plus 
20F (sic!) Puffer?

[GEKU (Gast)]

Alexander S. schrieb:
> Wieviel schaffst du mit deinem ESP und 2x Lithium-Giftanat-Batterie plus
> 20F (sic!) Puffer?

Ich über  32000 Telegramme  mit einem Batteriesatz (2x LS14500) 
erreicht.

Das liegt im Bereich der rechnerischen Abschätzung :

2 x 2,6 Ah = 5,2 Ah = 18720 As

Ein Telegrammaustausch verbraucht 0,5 As => 18720 x 2 = 37440

Derher sollten ca. 37000 Telegramme ausgetauscht werden können. Rechnet 
man den Grundverbrauch des MSP430 im Sleep-Modus und die Pullup 
Widerstände dazu, dann sind es es was weniger.z

Alexander S. schrieb:
> Bsp: Homematic gibt für den HM-Sec-SC-2 (Einsteigerklasse) knapp 3000
> Betätigungen in 2 Jahren an - mit 2 Stück LR44 als Energielieferant.

Ich habe mit billigen (Funk)Lösungen negative Erfahrungen gemacht, weil 
ein Heizung nicht zuverlässig abgeschaltet wurde und dadurch über 150kWh 
unnötig verbraucht wurden. Die gekauften Komponenten benutzten ein 
gesichertes Übertragungsverfahren, aber der MC blieb hängen (Watchdog?).

Alexander S. schrieb:
> Irgendwie versteh ich dich nicht so ganz: Du verwendest sauteure
> exotische Bauteile um ein unpassendes Konzept (WLAN für einen autarken
> Sensor) mit aller Macht durchzuprügeln. Warum?

- Zuverlässigkeit kostet Geld, Industrie versucht Kosten zu sparen
- eine Lösung mit z.B. Homematic ist nicht kostengünstiger
- die Lösung funktioniert mit 8 Melder seit April, nur einmal ist ein 
Batteriesatz ausgefallen
- verteilte Melder übers Internet sind mit wenig Aufwand möglich
- ein Melder mit zwei Reedkontakte, einem PIR und einem externen Eingang 
(digital oder analog) mit einen Materialaufwand unter 50€

- und nicht zu vergessen, ich bei dem Projekt viel gelernt

[GEKU (Gast)]

Alexander S. schrieb:
> knapp 3000
> Betätigungen in 2 Jahren an - mit 2 Stück LR44 als Energielieferant.

Wenn es nur bei 3000 Betätigungen bliebe. Gerade bei der Verwendung 
eines PIRs können es viel mehr sein.

Wie weit kommt man mit 3000 Meldungen, wenn die Funktionstüchtigkeit 
regelmäßig überwacht werden soll? Die Batterien können leer werden, der 
Funk kann gestört sein und der Sensor kann zwischen Kontaktbetätigungen 
defekt werden.

Will man jede Stunde eine Überwachungstelegramm austauschen, wie ich es 
mache, dann sind die 3000 Meldungen schon in 150 Tagen verbraucht und es 
müssen die Batterien getauscht werden, ohne das ein Nutzsignal 
übertragen wurde.

GEKU schrieb:
> Ich habe mit billigen (Funk)Lösungen negative Erfahrungen gemacht, weil
> ein Heizung nicht zuverlässig abgeschaltet wurde und dadurch über 150kWh
> unnötig verbraucht wurden

Die Antwort auf diese Problem war, dass im 866MHz ISM-Band die maximale 
Sendedauer gesetzlich limitiert ist, und Überwachungstelegramme nicht 
mehr unterzubringen seien und meine Anwendung "Fotovoltaik steuert 
Heizung" zu viele Meldungen generiert hat und da kein Heizung AUS mehr 
gesendet werden durfte. Toll, diese Komponenten für eine für eine 
Einbruchsüberwachungsanlage zu verwenden!

Daher habe ich mich für eine IP Lösung entschieden. Zumal das System 
durch gezielte Störung des 866MHz ISM-Bandes nicht lahm gelegt werden 
kann.

Mir war schon klar, dass es kein guten fertigen Lösungen gibt, da IP und 
Stromsparen nicht so leicht vereinbar sind. Schließlich sollten die 
Melder ohne Netzteil mindestens ein Jahr betrieben werden können.

Daher eine exotische Lösung mit exotischen Bauelementen.

[Alexander S. (alex998)]

GEKU schrieb:
> über  32000 Telegramme  mit einem Batteriesatz (2x LS14500)
Ok, doch mehr als gedacht. Wieviel braucht dein PIR eigtl., der müsste 
ja dauernd an sein?


> Ich habe mit billigen (Funk)Lösungen negative Erfahrungen gemacht,

Ja, glaub ich dir, ich auch. Homematic sollte auch nur ein Beispiel sein 
für die 868er Technologie und deren relativ sparsamen Umgang mit Energie 
und Aufwand.

WLAN für Sensoren - ist wie mit dem 7,5Tonner zum Brötchenholen fahren; 
es funktioniert (sogar sehr zuverlässig), aber irgendwie sinnlos. In 
deiner Anwendung hast du doch gerademal 1-2 Byte Payload, da macht TCP 
10x mehr Overhead als Daten.


> - verteilte Melder übers Internet sind mit wenig Aufwand möglich
Bietet dir zB. LoRa auch, aber besser: Die Datenübertragung vom Sensor 
ist optimiert auf Energie & Reichweite , Anbindung ans Netz über ein 
stationäres Gateway. Nicht zu vergessen: Wenn die Sensoren direkt im 
Netz hängen sollten sie auch entsprechend gesichert sein, 10 Sensoren 
entsprechen 10 Angriffspunkten. Ich warte nur noch auf das erste Botnetz 
bestehend aus Türfensterkontakten, die können sich ja dann mit den 
IP-Cams zusammentun...


> - ein Melder mit zwei Reedkontakte, einem PIR und einem externen Eingang
> (digital oder analog) mit einen Materialaufwand unter 50€
Bei unter 10€ wär ich etwas beeindruckt.


> - und nicht zu vergessen, ich bei dem Projekt viel gelernt
Das auf jeden Fall. Ich wills dir auch garnicht madig machen, deine 
Lösung funktioniert ja. Aber es gibt durchaus besser geeignetes.

[GEKU (Gast)]

Alexander S. schrieb:
> Wieviel braucht dein PIR eigtl., der müsste
> ja dauernd an sein?

Ich verwende den AMN31112 von Panasonic mit einem typischen 
Stromverbrauch von 170µA .

Alexander S. schrieb:
> 868er Technologie

868er? oder 866er?

Alexander S. schrieb:
> In
> deiner Anwendung hast du doch gerademal 1-2 Byte Payload, da macht TCP
> 10x mehr Overhead als Daten.

68:c6:3a:ea:7d:c4 -L-S-. E 26oC 3338mV 2497mV 38 => 47 bis 52 Byte 
Payload, da in ASCII kommuniziert wird.

Log-Dateien können unter Linux (Raspberry) besser analysiert werden.
Siehe Beispiel LOG 0h, hier werden alle Telegramme um 0 Uhr dargestellt.

Ich verwende nicht TCP, sondern UDP und nutze die Verschlüsselung vom 
WLAN.

Alexander S. schrieb:
> Bietet dir zB. LoRa auch, aber besser: Die Datenübertragung vom Sensor
> ist optimiert auf Energie & Reichweite , Anbindung ans Netz über ein
> stationäres Gateway.

Proprietäre Systeme sind nicht so leicht durchschaubar. Viel Spass beim 
Hacken.

Alexander S. schrieb:
> Bei unter 10€ wär ich etwas beeindruckt.

Bei Produktion in CHINA vielleicht.
Der PIR ist das teuerste Element (zumindest für den Hobbyist) und 
beeinflusst den Preis erheblich.

Alexander S. schrieb:
> Aber es gibt durchaus besser geeignetes.

Welches, wäre interessant!

[GEKU (Gast)]

Alexander S. schrieb:
> Bei unter 10€ wär ich etwas beeindruckt.

Es gibt nur zwei Bauelement, die über 10€ kosten. Die Leiterplatte und 
der PIR. Nachdem ich auf SMD, mit wenigen Ausnahmen, umgestellt habe ist 
alles andere ist "Hasenfutter". Selbst das Gehäuse kostet unter einem 
Euro.

[GEKU (Gast)]

Alexander S. schrieb:
> WLAN für Sensoren - ist wie mit dem 7,5Tonner zum Brötchenholen fahren;
> es funktioniert (sogar sehr zuverlässig), aber irgendwie sinnlos.

Und was ist daran sinnlos?

Was kostet ein System mit Gateway in Internet?
Für IoT wird IP insbesondere Ipv6 immer interessanter. Es wird in 
Zukunft nach sparsamere und billigere Funkmodule auf IP Basis geben als 
der ESP8622.

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> ESP8622

ESP8266 natürlich.

[2 Cent (Gast)]

GEKU schrieb:
> Die Li-Batterien wurden am 2019-11-03 19:44:21 entnommen. Die Spannung
> betrug 3374mV (+ 0,2V Schottkydioden).
Schätze diese 0,2V schwanken doch recht stark im Stundentakt.

Betrieb am geladenen 20F LIC, #"Spannungsentnahme pro Schuss" in mV:
19:44:21 3374mV  0 # ---
20:43:16 3247mV  1 # 127
21:42:08 3135mV  2 # 112
22:41:00 3024mV  3 # 111
23:39:50 2922mV  4 # 102
00:38:41 2806mV  5 # 116
01:37:29 2719mV  6 #  87 -ab hier gehen die Messungen offensichtlich in 
die Hose**
02:36:20 2658mV  7 #  61
03:35:06 2653mV  8
04:33:50 2658mV  9
05:32:32 2658mV  10
06:31:14 2653mV  11
07:29:57 2653mV  12
08:28:36 2653mV  13
** Mögliche Erklärung: Referenzspannung für den A/D Wandler scheint mit 
der Versorgungsspannung zu fallen.
** Mögliche Verbesserung: 1,25V-Referenz verwenden, keine Ahnung ob 
deine Hardware das (intern) hergibt.

Dies war auch schon vorher (Eröffnungspost: "Funksensor_2.jgp zeigt das 
Verhalten wenn die Batterie LEER wird") erkennbar, hatte ich allerdings 
nicht gerafft.

!!!
Und jetzt wurde dein LIC momöglich durch Tiefentladung geschädigt, nur 
weil ich eine Messreihe zum Vergleichen sehen wollte...sorry!!!

> FAZIT : Der LIC konnte den Batterieausfall mit 13 Stunden überbrücken.
Aka 13 "Schuss", bei anwesender fast leerer Batterie sicherlich mehr. 
Fein!



GEKU schrieb:
> Die Ladekurve möchte ich euch nicht vorenthalten. Die endgültige
> Spannung wird erst nach sehr langer Zeit erreicht.
Effekt: Ab Sekunde 18 steigt der Nachladestrom an, also fällt entweder:
- der Innenwiderstand der Batterien. Allerdings: je mehr Datenblätter 
ich lese, desto weiniger glaube ich das der "voltage delay Effekt" am 
20F-Klotz nennenswert sichtbar werden kann. Ausser vielleicht bei 
Erstinbetriebnahme nach sehr langer Lagerzeit der Batterien, und selbst 
dann: beim Einlegen wird der Startstrom recht hoch (=sofortige 
Depassivierung), und bis deine Messspannung auf über 3,3V eingeschwungen 
ist vergehen Stunden (auch wegen Kennlinie der Schottky-diode).


Achso, da war ja noch die Eingangsfrage, typischer Fall von verzettelt 
:D:D:D
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433277/Funksensor.jpg
Neben "Rost" an den Batteriekontakten, und neben Passivierungseffekten 
("voltage delay") scheint das Rätsel wirklich gelöst:
GEKU schrieb:
> Der  Tipp  mit den Wiederholungen war die Lösung:
> Die Lücken in der Telegrammnumerierung von Bild  Funksensor.jpg  deuten
> auf Wiederholungen hin.
Da die Spannung am Ende der Messreihe höher ist als bei deren beginn 
scheint sowas (mit dieser speziellen Aussenstelle?) öfters vorzukommen. 
Am Anfang kan es mir vor wie ein defekter Kondensator (aka LIC).



Brainstorm Verbesserungsvorschläge (@Kritiker des ansich gutem Projekts, 
macht sowas mal nachträglich bei einem kommerziellen Fertigprodukt!):
- Telegrammnummern verbessern bis zur Eindeutigkeit, dadurch 
Problemfunkstrecken erkennen, ggf deren Antenne (Richtwirkung) 
verbessern
- Dioden raus (verheizen nur wertvolle Energie), und nur eine Batterie 
einsetzen
- Nicht jede Stunde, sondern einmal am Tag (pro Monat?) die 
Lebendmeldung senden. Da du ja sowieso immer die Batt-Spannung 
mitsendest verlierst du nicht wirklich irgendwelche Daten zum Debuging.
- Unterspannungsabschaltung, erst Spannung messen, wenn kritisch niedrig 
bei nächster Gelegenheit eine WARNUNG senden, oder Emfängerseitig eine 
WARNUNG generieren (wohl am sinnvollsten). Wenn die Messpsannung dann 
noch niedriger wird: als letzte Meldung "Feierabend" und schluss. 
Schützt den LIC vor Unterspannung
- Umbau auf Akkus (Modellbau bietet hoffentlich passende Bauformen für 
Lithium)


Wie auch immer: obwohl (auch) ich von WLAN, speziell für solche Sachen, 
wenig halte: gutes Projekt! Das könnte kaum besser laufen. Durchgezogen, 
einfach (lol) mal machen, benutzen, an der Funktion erfreuen :D:D:D
Respekt!

[2 Cent (Gast)]

Nachtrag, wegen verzettelt:
Effekt: Ab Sekunde 18 steigt der Nachladestrom an, also fällt entweder:
-...
oder die Dioden erwärmen sich, dadurch sinkt die Vorwärtsspannung, der 
Ladestrom erhöht sich.

Prost!

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Schätze diese 0,2V schwanken doch recht stark im Stundentakt.

siehe Dateianhang

2 Cent schrieb:
> Und jetzt wurde dein LIC momöglich durch Tiefentladung geschädigt, nur
> weil ich eine Messreihe zum Vergleichen sehen wollte...sorry!!!

Ich habe leider Sensoren ohne eingelegte Batterien ein Monat gelagert, 
die LICs wiesen am Anfang einen größeren Leckstrom auf, aber sie dürften 
es mir nicht übel genommen haben.

Jetzt lagere ich die Melder mit eingelegte Batterien, mit verbundenem 
Reset und Ground. Alle MSP430 PINs sind hochohmig, die Pullups 
unbelastet, da die Reedkontakte offen sind.

2 Cent schrieb:
> Aka 13 "Schuss", bei anwesender fast leerer Batterie sicherlich mehr.
> Fein!

Ja, richtig! Hier funktioniert sogar die Meldung vom Sensor, dass die 
Batterie leer ist. Ohne Batterien kommt nur die Meldung vom 
RPI-Alarm-Server, dass sich der Melder nicht innerhalb einer Stunde 
gemeldet hat.

2 Cent schrieb:
> Effekt: Ab Sekunde 18 steigt der Nachladestrom an, also fällt entweder:
> - der Innenwiderstand der Batterien. Allerdings: je mehr Datenblätter
> ich lese, desto weiniger glaube ich das der "voltage delay Effekt" am
> 20F-Klotz nennenswert sichtbar werden kann. Ausser vielleicht bei
> Erstinbetriebnahme nach sehr langer Lagerzeit der Batterien, und selbst
> dann: beim Einlegen wird der Startstrom recht hoch (=sofortige
> Depassivierung), und bis deine Messspannung auf über 3,3V eingeschwungen
> ist vergehen Stunden (auch wegen Kennlinie der Schottky-diode).

Sorry, ich habe das Messgerät (VC820 mit USB Interace) ein paar Sekunden 
vor dem Einlegen der Batterien gestartet. Es ist ein leichter Knick zu 
sehen. Siehe zweites Bild.
Der "Voltage Delay Effekt" macht den LIC notwendig, da die impulsartige 
Belastung die Spannung der Batterien so stark einbrechen ließ, dass das 
System pumpte. Auch ein großer Elko hilf nichts.

2 Cent schrieb:
> - Dioden raus (verheizen nur wertvolle Energie), und nur eine Batterie
> einsetzen

Interessanterweise helfen die Dioden Strom zu sparen.
Kleiner Spannung an den Pullups reduzieren den Strom durch diese.
Der Strombedarf des MSP430 und PIR steigen mit dem Quadrat der 
Spannungsversorgung.

2 Cent schrieb:
> - Umbau auf Akkus (Modellbau bietet hoffentlich passende Bauformen für
> Lithium)

Letzter passen Akkus mit etwa gleicher Kapazität nicht ins flache 
Gehäuse. Siehe 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433355/Schnittbild_Sensor-2.jpg. 
Ist schon mit Größe AA sehr knapp. Das Gehäuse ist von den Abmessungen 
ideal und schön, sowie mit 0,7€ sehr preiswert. Siehe 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/433360/Tuersensor_Links.jpg

2 Cent schrieb:
> Wie auch immer: obwohl (auch) ich von WLAN, speziell für solche Sachen,
> wenig halte: gutes Projekt! Das könnte kaum besser laufen. Durchgezogen,
> einfach (lol) mal machen, benutzen, an der Funktion erfreuen :D:D:D
> Respekt!

Danke!
Wenn es fertig ist, obwohl Hobbyprojekte bekanntlich nie fertig werden, 
kann ich Code und LPL unter "Projekte & Code" speichern.

PS :

2 Cent schrieb:
> Dioden erwärmen sich, dadurch sinkt die Vorwärtsspannung, der
> Ladestrom erhöht sich

Ich werden den Ladestrom noch messen. Hoffe der Ladestromstoß wirkt sich 
nicht negativ aus, da er nur durch die Innenwiderstände von Batterien 
und LIC begrenzt wird. Er sollte auf jeden Fall innerhalb der zulässigen 
Grenzen für Batterien und LIC sein!

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Dioden erwärmen sich

DIODE SCHOTTKY 20V MBR0520L verträgt 0,5A Dauerstrom.

Der maximale Strom am Beginn des Ladevorganges beträgt 225mA.

Dieser Strom dürfte auch für Batterien und LIC in Ordnung sein.

[GEKU (Gast)]

_Nachtrag zur internen Messung der Versorgungsspannung durch den 
MSP2553_

Der ESP8266 wird mit eine Lithiumprimärzelle und einem LIC versorgt.

Der zu messende, interessante Spannungsbereich beträgt 2,6 bis 3,6V. Die 
Versorgungsspannung sollte wegen dem LIC nicht unter 2,2V fallen.

Der MSP430G hat einen ADC mit 10 Bit Auflösung und zwei interne 
Referenzspannungsquellen von 1,5 und 2,5V. Die Versorgungsspannung wird 
intern halbiert dem ADC angeboten.

Bis jetzt habe ich nur die 2,5V Spannungsreferenz verwendet. Jetzt bin 
ich darauf gekommen, dass der zu messende Spannungsbereich zu groß ist 
und unterhalb von 3V Versorgungsspannung das Messergebnis nicht mehr 
stimmt, da  unterhalb  dieser Spannung die interne 2,5V 
Referenzspannungsquelle zu versagen beginnt. Mit der 1,5V 
Referenzspannungsquelle steht der ADC ab 3V Versorgungsspannung an der 
oberen Aussteuerungsgrenze.

Lösung des Problems :

Liegt das Messergebnis mit der 2,5V Referenzspannungsquelle unter 3V 
schalte ich auf die 1,5V Referenzspannungsquelle um und wiederholte die 
Messung mit der neuen Referenz.

Jetzt liegt der Messfehler im Spannungsbereich von 2,6 bis 3,6V unter 
0,1V.

[2 Cent (Gast)]

GEKU schrieb:
> Liegt das Messergebnis mit der 2,5V Referenzspannungsquelle unter 3V
> schalte ich auf die 1,5V Referenzspannungsquelle um und wiederholte die
> Messung mit der neuen Referenz.
So hatte ich das eigentlich nicht gemeint. Aber auf jeden Fall meinen 
Glückwunsch das eine Lösung mit einem update der Software, also ohne 
grossartige Veränderung (neue Referenz) mit deiner HW möglich ist!
Allerdings: wegen der Vergleichbarkeit der Messwerte inmitten jeder 
langteitaufnahme würde ich eher auf eine Umschaltung verzichten, also 
immer die selbe Referenzerzeugung verwenden. Beide internen Referenzen 
werden wohl kaum präzise ein langzeitstabiles Verhältnis von 2,5/1,5 
haben. Staunend liesse ich mich gerne eines besseren belehren, oder 
alternativ wieder diskontinuitäten in verwirrenden Messreihen suchen :D


> Die Versorgungsspannung wird
> intern halbiert dem ADC angeboten.
> Bis jetzt habe ich nur die 2,5V Spannungsreferenz verwendet
Vorschlag: immer die 1,5V-Referenz verwenden.
Anpassen eines Widerstandes im Spannungteiler (bis jetzt "halbiert") 
durch recht einfaches parallelstacken auf einen Widerstand (plus 
Codeanpassung) sollte dir am Ende sowohl bei vollen Batterien der 
Auflösung nicht Schaden, als auch die Vergleichbarkeit deiner Messreihen 
verbessern.

OFFTOPIC TOTAL -Idee-:
Rauchmelder (dein anderer Thread) schreit nach reinrassigem selbstbau. 
Dann kannste nicht nur die erlaubte rauchdichte festlegen, sondern (zB 
staubige Luft in der Sägewerkstatt) sogar Lüftungsempfehlungen 
implementieren.

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Vorschlag: immer die 1,5V-Referenz verwenden.
> Anpassen eines Widerstandes im Spannungteiler (bis jetzt "halbiert")
> durch recht einfaches parallelstacken auf einen Widerstand (plus
> Codeanpassung) sollte dir am Ende sowohl bei vollen Batterien der
> Auflösung nicht Schaden, als auch die Vergleichbarkeit deiner Messreihen
> verbessern.

Die Messung der Versorgungsspannung läuft komplett intern im MSP430G2553 
ab, die Spannungsteilung auf die halbe Spannungsteilung ist fix. Da habe 
ich keinen Einfluss darauf.

Bei Verwendung der 1,5V Referenz bleibt der Messwert bei Spannungen über 
3V auf 3V ( 10 Bit ADC liefert dann immer 1023 zurück).

2 Cent schrieb:
> OFFTOPIC TOTAL -Idee-:
> Rauchmelder (dein anderer Thread) schreit nach reinrassigem selbstbau.
> Dann kannste nicht nur die erlaubte rauchdichte festlegen, sondern (zB
> staubige Luft in der Sägewerkstatt) sogar Lüftungsempfehlungen
> implementieren.

Gute Idee, wäre ein interessantes Projekt, würde dazu allerdings einen 
3D Drucker benötigen.
Für die Messkammer schwarzes PLA?

[2 Cent (Gast)]

GEKU schrieb:
> Die Messung der Versorgungsspannung läuft komplett intern im MSP430G2553
> ab, die Spannungsteilung auf die halbe Spannungsteilung ist fix.
Staun was der MSP430 intern so alles kann. In dem Fall scheint ein 
externer Spannungsteiler zum nachträglichen dazufrickeln eher 
suboptimal, und dein Workaround mit den beiden Ref.spannungen 
naheliegend.


?Ein 3D-Drucker für eine Streulichtkammer wie diese
https://de.wikipedia.org/wiki/Brandmelder#/media/Datei:Ormk.jpg
wegen der vielen "y" ein guter Anschaffungsgrund um die Chefin zu 
überzeugen, wer weiss :D

Allerdings dann eher nicht ausgerechnet solches Filament nehmen:
https://technik.lpeshop.de/filamente/371-pla-ir.html
"PLA-Filament Infrarot - Schwarz für 3D-Drucker - Transparent für IR- 
Licht"

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Staun was der MSP430 intern so alles kann. In dem Fall scheint ein
> externer Spannungsteiler zum nachträglichen dazufrickeln eher
> suboptimal, und dein Workaround mit den beiden Ref.spannungen
> naheliegend.

Die Lösung funktioniert sehr gut.
Einziger Wermutstropfen ist, dass ich zur Berechnung des Spannungswertes 
in mV aus den 1024 Stufen ADCs, Variablen vom Typ  long long 
verwenden muss. Ist ein bisschen rechenintensiv.


2,5V Messbereich:

long long get_battery_voltage(void)
{
    ADC10CTL0&=~ENC;
    ADC10CTL1=INCH_11+ADC10DIV_3;                //2.)  Sensor ADC10CLK/4
    ADC10CTL0=SREF_1+ADC10SHT_3+REFON+ADC10ON+ADC10IE+REF2_5V;  //voltage_bat
    delay(30);
    ADC10CTL0|=ENC+ADC10SC;                            //Sampling and conversion start
    __bis_SR_register(CPUOFF+GIE);                    //LPM0 with interrupts enable

    return (ADC10MEM * (long long)5096)/(long long)1024;    //voltage battery (mV)
}

1,5 V Messbereich:

long long get_battery_voltage2(void)
{
    ADC10CTL0&=~ENC;
    ADC10CTL1=INCH_11+ADC10DIV_3;                               //2.)  Sensor ADC10CLK/4
    ADC10CTL0=SREF_1+ADC10SHT_3+REFON+ADC10ON+ADC10IE;          //voltage_bat
    delay(30);
    ADC10CTL0|=ENC+ADC10SC;                                     //Sampling and conversion start
    __bis_SR_register(CPUOFF+GIE);                              //LPM0 with interrupts enable

    return (ADC10MEM * (long long)3064)/(long long)1024;        //voltage battery (mV)
}

Programmteil für Umschaltung:

battery_voltage=get_battery_voltage();

        if (battery_voltage<3000)
        {
            battery_voltage=get_battery_voltage2();
        }

[GEKU (Gast)]

GEKU schrieb:
> 2,5V Messbereich:

5V bzw. 3V durch die interne Halbierung der Versorgungsspannung

[GEKU (Gast)]

Bei Verwendung von 4x 100uF keramische Mehrschichtkondensatoren kann auf 
den 20F LIC verzichtet werden. Der Spannungseinbruch an den 
Lithiumprimärzellen bleibt bei Anschaltung des ESP8266 unter 500mV, 
während bei Verwendung des 20F LICs keine Einbrüche feststellbar sind.

Es könnten anstelle der Li-Primärzelle auch zwei in Serie geschaltete AA 
Alkaliebatterien verwendet werden. Die Spannung beginnt mit 2,8V im 
Gegensatz zu der Li-Primärzelle mit 3,6V.

Die Spannung sinkt schon nach einer Woche merklich ein. Die 
Li-Primärzellen halten die Spannung schon seit einigen Wochen 
unverändert.
Interessant wird sein welche Batterien im Betrieb kostengünstiger sind.
Alkaliebatterien oder Lithiumprimärzellen?
Gibt es hier schon Erfahrungswerte?

[Bernd K. (bmk)]

Dann vergleichen wir mal Li-SOCI2 vs Alkali

Bild 1 stellt die Entladekurve einer Li-SOCI2 dar.
Die Spannung ist von Anfang bis Ende gleich.

Bild 2 stellt die Entladekurve einer Alkali dar.
Die Spannung beginnt bei 1,5V und geht kontinuierlich runter bis bei 
0,8V die Kapazität erschöpft ist.

Benötigt man bis zum Entladeende eine konstante Spannung, braucht man 
bei einer Li-SOCI2 Zelle nichts zu machen. Das kann die von sich aus.

Will man bei Verwendung von Alkali Zellen ein vergleichbares Verhalten 
haben, wird man 4 Zellen in Reihe schalten und einen Low-Drop Regler 
nachschalten müssen:

4x Alkali frisch:   4x1,6V = 6,4V nach LDO 3V = 3V
4x Alkali entladen: 4x0,8V = 3,2V nach LDO 3V = 3V

Die Frage nach den Kosten (mal vom Platzbedarf abgesehen) ist wie folgt.
1. 1x Li-SOCI2:
https://www.nkon.nl/de/disposable-batteries/lithium/aa-14500/eve-er14505-aa-lithium.html

2. 4x Alkaline:
https://www.nkon.nl/de/disposable-batteries/alkaline/aa-14500/4-aa-varta-longlife-in-blister.html

Das ist jetzt nur eine Momentaufnahme von aktuellen Angeboten. Je nach 
Aufgabenstellung (zu tolerierende Spannung) könnte es anders aussehen.

[GEKU (Gast)]

Bernd K. schrieb:
> mal vom Platzbedarf abgesehen

Danke für die sehr gute Aufbereitung der Problematik!
Der Preis für die Li-SOCI2 ist ebenfalls sehr gut.

Wesentlich für mich ist der Platzbedarf. Es stehen max. 120 x 50mm zur 
Verfügung.
Es gehen sich maximal zwei AA Zellen aus, für den LDO wird es, abgesehen 
von der Verlustleistung,  schon schwierig.

Ich ver wende zwei Lithiumprimärzellen,  die parallel geschaltet sind 
und bei 3,6V 5200mAh aufbringen. Damit lässt sich eine Betriebsdauer von 
knapp über einem Jahr realisieren.

Bei zwei Stück Alkali AA mit 1,5V in Serie wären es nach der 
Entladekurve 500mAh (ohne LDO Lösung). Damit wären nur 3 Monate 
realisierbar.  Liege ich da richtig?

Ein Jahr Betrieb :

2 Li-Primärzellen AA   4€

10 Alkali AA  5€ + 5 facher Aufwand beim Tausch der Batterien

So gesehen war die Entscheidung zwei AA Li-SOCI2 Zellen zu verwenden 
richtig.

[2 Cent (Gast)]

GEKU schrieb:
> Interessant wird sein welche Batterien im Betrieb kostengünstiger sind.
> Alkaliebatterien oder Lithiumprimärzellen?
Weder noch, bei solch kurzer Laufzeit von einem Jahr oder weniger ist 
keine Primärzelle wirklich "kostengünstig" im Betrieb.

Nimm H! Mir ist noch nie eine Eneloop ausgelaufen, und da ist noch sehr 
viel Luft in deinem Gehäuse, nach etwas Umbau der Platinen würden allein 
"unten" drei AA nebeneinander passen.

Gegenargument: NiMH dürfen niemals nicht Tiefentladen werden, ansonsten 
ist deren Preisvorteil sofort dahin. Also Abschaltspannung von 
1,2V+1,2V+1,0V etwa 3,4V unbedingt erzwingen.

Die stündlichen Statusmeldungen schon deutlich vorher (Hausnummer 3,xxV 
testen) auf einen Intervall von 24h reduzieren, und nur Senden falls 
zwischenzeitlich nicht sowieso schon eine Datenübertragung stattgefunden 
hat. Stromsparen ist die billigste Energiquelle.


Drei NiMH haben etwa die halbe Kapazität der zwei vorhandenen 
Li-SOCI2, allerdings wirst du die Schottkydioden, und damit die 
uneindeutige Messung (Spannungsabfall über D) der tatsächlichen 
Spannungslage los. Wie lange das gesamte Mopped dann laufen wird? 
Versuch macht kluch.

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Drei NiMH haben etwa die halbe Kapazität der zwei vorhandenen
> Li-SOCI2, allerdings wirst du die Schottkydioden, und damit die
> uneindeutige Messung (Spannungsabfall über D) der tatsächlichen
> Spannungslage los. Wie lange das gesamte Mopped dann laufen wird?
> Versuch macht kluch.

Danke für den guten Tipp!

Ich habe es mit zwei Eneloop versucht. 2,77V Anfangsspannung. Es 
funktioniert einwandfrei. Die Frage ist die Laufzeit.

Die Eneloop haben mindestens 1900mAh.

https://mobilepowertest.de/images/12.png

Davon kann man 1700mAh ausschöpfen bevor die Spannung unter 1,2V sinkt.
Bei 2x 1,2V = 2,4V funktioniert der ESP8266 noch.

Ich werden eine Langzeitmessung durchführen. Versuch mit zwei Alkali 
läuft gerade.

2019-11-22 20:16:45 2935mV + 150mV für Schottky

2019-11-27 11:19:19 2782mV + 150mV für Schottky

150mV  Spannungsverlust nach 5 Tagen

Drei AA Zellen passen sehr knapp nebeneinander ins Gehäuse. Ich müsste 
die Clips des mittleren Akkus versetzen damit es keine Kurzschlüsse 
gibt.
Sorgen macht mir eher die Spannung von 4,15V, die für den ESP und MSP zu 
hoch sind.

[Dieter (Gast)]

Im Datenblatt steht 2.5-3.6V.
Average 80mA, auf 
https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/esp8266/esp8266-grundlagen.htm 
Peaks bis 300mA.

Die obere Spannung bezieht sich auf kontinuierlichen Betrieb. Wenn der 
Chip kurz fuer den Betrieb unter Spannung gesetzt wird, dann alles ruht, 
haelt er etwas mehr aus.

[2 Cent (Gast)]

> 4,15V
Autsch! Gerade mal nachgesehen: 1458 mV war bis jetzt mein höchster 
gemessener Wert, einige Minuten nach ordentlichem schnelladen. Mit drei 
Stück also rechnerisch sogar 4,374V.
Mit einer nicht-Schottky-Diode und einem Widerstand als Mindestlast 
Hausnummer 0,6V weniger (=3,744V) ist irgendwie auch nicht wirklich 
optimal.
Die Zellchemie meiner uralten Eneloop wurde seitdem womöglich in der 
Spannungslage noch weiter nach oben gepimpt, drei sind wohl zuviel des 
guten für deine HW.


>Versuch mit zwei Alkali läuft gerade.
>2019-11-22 20:16:45 2935mV + 150mV für Schottky
Die Schrottky brauchst du doch jetzt nicht mehr, oder?. Auch wenn bei 
höherer Spannung der Strom höher wird (dein Gegenargument viel weiter 
oben) wird am Ende ohne Diode der Batteriesatz viel besser 
leergequetscht werden können. Für zwei NiMH gilt das natürlich erst 
recht.

Es bleibt spannend :D

[Dieter (Gast)]

Die Bausteine sind ausgelegt zur Verwndung an LiFe Akkus 3.3V direkt 
oder an andere mit low drop Spannungsregler.

[GEKU (Gast)]

2 Cent schrieb:
> Die Schrottky brauchst du doch jetzt nicht mehr, oder?. Auch wenn bei
> höherer Spannung der Strom höher wird (dein Gegenargument viel weiter
> oben) wird am Ende ohne Diode der Batteriesatz viel besser
> leergequetscht werden können. Für zwei NiMH gilt das natürlich erst
> recht.

Es ist wirklich spannend.

Ich werden einen Sensor auf zwei Eneloop in Serie umbauen und die 
Schottky-Dioden überbrücken.

Im Programm muss ich den internen Clock des MSP430G von 16 auf 12MHZ 
senken sonst erreiche ich nur 2,7V.

Mal sehen was raus kommt.

[LS14500 (Gast)]

Hallo,
in meinen Augen ist das ein typisches Last- Zeitverhalten dieser 
Batterietypen.