Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Batteriewahl und Powermanagement


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von Gustl B. (-gb-)


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Hallo zusammen,

ich möchte weiterhin meinen Gartensensor bauen. Der soll mit 
Batterie/Akku laufen und das möglichst lange. Dazu sollte natürlich der 
Standbystrom möglichst klein sein und die Wachphase muss möglichst kurz 
sein. Geplant ist eine Wachphase von < 10 Sekunden einmal die Stunde. 
Dabei zieht der ESP mit Sensoren so 100 mA bei 3.6 V. Das sind dann also 
maximal 0.1 A*(10/3600) h*3.6 V = 0.001 Wh.

Wenn ich z. B. 4 Wh zur Verfügung habe, dann darf ich 4000 mal 
aufwachen. Und leider sind 4000 Stunden nicht so irre viel, nicht mal 24 
Wochen. Daher möchte ich möglichst viel gespeicherte Energie in billig 
und brauchbarem Format auf die Platine bekommen und den Standbystrom 
reduzieren. Den Strom in der Wachphase bekomme ich kaum kleiner.

Jetzt habe ich die folgenden Ideen:

1. Eine 1,5 V Batterie oder 3 V Lithium und dann ein Stepup. Habe ich 
jetzt auch mal gebaut. TPS61021A als Stepup. Aber das braucht zu viel 
Strom im Tiefschlaf. Nicht der Regler, aber die Schaltung dahinter weil 
da doch einige Pullups/downs sind und manche Sensoren ja auch einen 
kleinen Standbystrom haben. Ich müsste also den Schaltregler 
ausschalten, das geht auch, und zwar mit einem TPL5111 z. B 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpl5111.pdf?ts=1595243904627&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTPL5111 
.
Der TPL5111 hat aber das Problem, dass der erst ab 1.8 V funktioniert, 
also nicht mit nur einer 1.5 V Zelle. Ich könnte den TPL5111 also hinter 
den Stepup setzen und mit ihm den Strom zwischen Stepup und dem Rest per 
MOSFET schalten. Dann habe ich aber den Ruhestrom vom Stepup immer 
drinnen. Das ließe sich lösen, wenn ich von einer Zelle weggehe oder 
Lithium verwende, aber mehrere Zellen brauchen mehr Platz und Lithium 
kostet mehr.

2. Ich nehme eine 9 V Batterie und einen Stepdown wie den LTC3621 
https://www.mouser.de/datasheet/2/609/3621fc-1271123.pdf . Aber 9 V ist 
zu viel für den TPL5111, der verträgt nur 5 V als V_CC. Ich kann den 
Stepdown also nicht abschalten.

Und da beginnen die Fragen:

Kann ich den TPL5111 über einen Spannungsteiler versorgen? Der zieht nur 
wenige nA an V_CC, es würde also ein sehr hochohmiger Spannungsteiler 
genügen.

Und dann zur Batterie, was würdet ihr nehmen? Ich finde ja eine 9 V 
Batterie schicker weil die recht kompakt ist und keine Halterung 
braucht. Sie hat auch eine schmale Seite die gut zur Platinenbreite 
passen würde. Zwei AA Zellen bringe ich nicht auf eine Platinenseite 
sondern müsste zwei Halter auf Vorder- und Hinterseite bestücken.

von Rainer S. (enevile) Benutzerseite


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kleine Solarzelle draufpacken natürlich muss du auf Akku umbauen(Wird 
aber wieder im Winter mit der Kälte kritisch)

Gustl B. schrieb:
> nicht mal 24 Wochen.
Geht doch voll klar. Mit Solar je nach Größe müsstest du "nie" wieder 
laden

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Hm, ich hatte mich gerade gegen Solar entschieden eben wegen dem Winter. 
Aber ja, Solar wäre fein. Welchen Akkutypen sollte ich für Solar 
verwenden? Li-Ion fällt ja dann raus. Und hast du Empfehlungen für einen 
Laderegler IC?

Und dann müsste ich mich im Spannungsbereich des ESP bewegen. Da brauche 
ich dann wieder einen Stepdown. Oder so einen Timer wie den TPL5111 der 
einen MOSFET schaltet und dahinter einen LDO. Ja, vielleicht wäre das 
eine gute Lösung.

von W.S. (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> ich möchte weiterhin meinen Gartensensor bauen.

Da hat ja auch keiner was dagegen.

Aber irgendwie hört sich das alles verbohrt an: Du gehst von einem 
stromfressenden Bauteil aus und rechnest dann zurück, was du denn dafür 
so an Batterie/Akku/Regler usw. brauchst.

Das klingt ja in sich logisch, aber muß das alles denn genau SO sein?
Mir würden da mehrere Alternativen einfallen:
1. Ein Kabel legen. Damit sind alle Stromversorgungsprobleme gelöst, 
allenfalls braucht man noch einen Stützakku zum Überbrücken, wenn man 
der Strom weg ist.

2. An deinen Gartensensor (oder besser: deine Garten-Wetterstation) ein 
Solarmodul dranbeppen, damit dein Akku nachgeladen wird.

3. Auf irgend eine stromsparendere Lösung umschwenken. Eine simple 
IR-Fernbedienung für deine Glotze hält ja mit einem Satz AAA-Zellen auch 
so lange durch, daß eher die Zellen altershalber verrotten als 
leergesaugt sind.

4. Addition von 2. und 3.

Nochwas: manche Lösungen (Akkus oder Batterien) funktionieren im Garten 
im Winter schlecht bis nicht, wenn es mal nen ordentlichen Frost gibt.

W.S.

von Udo S. (urschmitt)


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Nimm eine preiswerte Zink Kohle Batterie für Weidezaungeräte.
Da kriegst du 9V 55Ah für ca. 10 Euro.
oder eine 9V 75Ah Alkaline für ca. 16 Euro
https://www.weidezaun.info/weidezaun/weidezaungeraete/batterien-akkus.html

Die Batterie kann man "verstecken".

von Kai A. (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Aber ja, Solar wäre fein. Welchen Akkutypen sollte ich für Solar
> verwenden? Li-Ion fällt ja dann raus.

Seh' das nicht so binär mit dem Laden unter 0°C.

Laut Datenblatt darfst du LG,Samsung,Sony Li+ Akkus bei 1°C schnell 
laden aber bei -1°C gar nicht mehr laden..

Ich hab mich für eine C/100 Ladung bis -10°C entschieden.

von Gustl B. (-gb-)


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W.S. schrieb:
> genau SO sein?

Naja, das macht den Strom nicht fett. Wenn der ESP aufwacht und WLAN 
macht, dann sind das schon die 100 mA.

W.S. schrieb:
> 1. Ein Kabel legen.

Nun, ich wollte das in klein une einfach bauen. Damit man im Garten 
mehrere viele verteilen kann und dann auch eine Karte rechnen kann mit 
Feuchtigkeit, Temperatur, Sonnenschein. Und was machen Leute die das auf 
dem Balkon in den Blumenkasten stecken wollen? Die können kein Kabel 
durch die Tür legen.

W.S. schrieb:
> ein
> Solarmodul dranbeppen, damit dein Akku nachgeladen wird.

Ja, ist eine Idee, aber Akkus uns Winter ist nicht optimal, daher hatte 
ich mich dagegen entschieden.

W.S. schrieb:
> IR-Fernbedienung für deine Glotze hält ja mit einem Satz AAA-Zellen auch
> so lange durch,

Die wird aber nicht einmal je Stunde für 10 Sekunden gedrückt und frisst 
dann so viel Strom. Wenn du eine stromsparendere WLAN Lösung als den ESP 
kennst dann her damit. Ich baue das zwar primär für mich als 
Lernprojekt, aber auch Freune haben schon Interesse bekundet. Da soll 
das einfach verwendbar werden.

Udo S. schrieb:
> Die Batterie kann man "verstecken".

Ja, stimmt, aber wenn ich 10 so Sensoren in den Garten stecke geht das 
auch ins Geld und dann muss schon recht viel versteckt werden. Eine 9 V 
Batterie ist da hybsch klein und passt schön an die Platine. Aber 
vielleicht sind auch zwei 1.5 V Zellen besser geeignet? Und dann war 
noch die Frage nach der Versorgung des TPL5111.

Kai A. schrieb:
> Ich hab mich für eine C/100 Ladung bis -10°C entschieden.

OK, Danke, hast du Empfehlungen für einen Laderegler? Und wie mache ich 
hinter dem Li-Ion weiter? MOSFET um abzuschalten und dann LDO für die 
3.3 V?

: Bearbeitet durch User
von c-hater (Gast)


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Gustl B. schrieb:

> Naja, das macht den Strom nicht fett. Wenn der ESP aufwacht und WLAN
> macht, dann sind das schon die 100 mA.

Das ist der springende Punkt. Für solche Anwendungen ist WLAN halt weder 
gedacht noch geeignet, also auch der ESP nicht.

Wenn's unbedingt Funk sein soll, dann nimmt man halt ein RFMirgendwas 
und einen ATtiny und schon braucht man nur ein Tausendstel der Energie 
(und hat dabei sogar noch eine deutlich höhere Updaterate als nur einmal 
die Stunde).

Und wenn's am Ende unbedingt in's LAN oder WLAN soll, dann baut man halt 
eine Konzentrator-Bridge dazu (die dann mehrere solcher abgesetzten 
Sensoren abfragen und ihre Ergebnisse bereitstellen kann). Dafür könnte 
man dann einen ESP verwenden.

von Gustl B. (-gb-)


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c-hater schrieb:
> Das ist der springende Punkt. Für solche Anwendungen ist WLAN halt weder
> gedacht noch geeignet, also auch der ESP nicht.

Ja, sehe ich ein. Das mit WLAN ist eben eine einfache Lösung für die man 
keine zusätzliche Hardware benötigen würde. Mit einer 9 V Batterie oder 
zwei 1.5 V Batterien wäre die Laufzeit ja auch gut genug.
Was würdet ihr da hernehmen wenn es ESP sein soll?

Das mit Solar und dem TPL5111 muss ich mal probieren.

Noch eine Frage:
Kennt ihr einen IC wie den TPL5111 den man z. B. über I2C programmieren 
kann und der auch lange Zeiten >1 h kann?

: Bearbeitet durch User
von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Es wurde ja schon angesprochen, dass WLAN hier recht fehl am Platze ist.
Was du erreichen möchtest geht besser mit BLE.
Da gibts ach fertige ARM SoCs von TI mit BLE Stack und HW.
Wenn es dann noch ins WLAn soll, brauchts einen zentralen BLE -> WLAN 
Gateway. Der kann ja dann von dem Gerät versorgt werden wo die Daten eh 
hin sollen.
(Ja wo sollen sie denn eigentlich hin?)

von S. R. (svenska)


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Gustl B. schrieb:
> Den Strom in der Wachphase bekomme ich kaum kleiner.

Du könntest die Messung einmal die Stunde durchführen, die Übertragung 
dann aber nur alle 4 Stunden. Oder du nimmst einen Attiny für die 
Messungen, der dann den DC-DC-Wandler für den ESP nur für die 
Übertragung einschaltet.

Gustl B. schrieb:
> Was würdet ihr da hernehmen wenn es ESP sein soll?

...so einen Attiny könntest du aus 3 AA-Zellen direkt versorgen, und den 
ESP getrennt davon. Hast du dir diese Artikel mal angeschaut:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Ultra_low_power
https://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung_aus_einer_Zelle

?

von Gustl B. (-gb-)


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Die Daten sollen hier in den Keller auf den Rechner. BLE fällt aus, 
dafür ist der Garten zu groß und ich will auch nicht überall 
Basisstationen hinsetzen. Ne, ich bleibe bei WLAN und werde an der 
Wachzeit optimieren.

Was würdet ihr denn für eine Batterie verwenden wenn das ohne Solar 
laufen sollte, 9 V oder 2x AA?

Kann ich den TPL5111 über einen Spannungsteiler versorgen?
Gibt es Bauteile wie den TPL5111 nur über den uC programmierbar?

Wenn Solar, welchen Laderegler würdet ihr verwenden und welchen Akkutyp? 
Li-Ion hat 3,6 V Nennspannung. Das passt gut für den ESP, aber ich kann 
den Li-Ion nicht sehr weit entladen, da der ESP minimal 3 V sehen 
möchte.

S. R. schrieb:
> Du könntest die Messung einmal die Stunde durchführen, die Übertragung
> dann aber nur alle 4 Stunden.

Sehr gut! Das muss ich mal ausprobieren welchen Anteil am Verbrauch das 
WLAN hat.

S. R. schrieb:
> 3 AA-Zellen

Das braucht leider viel Platz.

: Bearbeitet durch User
von S. R. (svenska)


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Gustl B. schrieb:
> Was würdet ihr denn für eine Batterie verwenden wenn das
> ohne Solar laufen sollte, 9 V oder 2x AA?

Die Energiedichte von 9V ist ... dürftig.
Würde ich nicht nehmen.

Wie wäre es stattdessen mit zwei Baby- oder Monozellen?
Da ist wesentlich mehr Energie drin als in AA-Zellen.

von Gerald K. (geku)


Angehängte Dateien:

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Ich würde mich für 2x AA entscheiden und das Gehäuse (0,67€) danach 
aussuchen:

https://at.elv.com/softline-gehaeuse-lichtgrau-024264?fs=3671210299&c=302

Das Gehäuse lässt sich relativ einfach wasserdicht machen. Ist für den 
Gartenbetrie  wichtig.

Außenabmessungen (L x B x H): 140 x 60 x 26 mm. Im Gehäuse lassen sich 
die beiden AA-Zellen und einiges an Elektronik unterbringen (siehe 
Foto).
Die Leiterplatte lässt sich, Danke des Gehäusbolzen, zentriert 
montieren.

Mit einem Jumper ließe sich auswähle  ob 2x AA Alkali in Serie oder 2x 
3.6 V Primary lithium-thionyl chloride (Li-SOCl2) parallel (2×2,6Ah bei 
3,6V). Ein 10F LIC erhöht die Betriebsdauer nicht unwesentlich.

Die Spannungen reichen aus um einen ESP8266 zuverlässig zu betreiben.


PS :    2x2,6Ah x 3,6V =18,7 Wh   》》》  18000x Aufwachen 》》 über 100 
Wochen bei 1x pro h

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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Gustl B. schrieb:
> Die Daten sollen hier in den Keller auf den Rechner. BLE fällt aus,
> dafür ist der Garten zu groß und ich will auch nicht überall
> Basisstationen hinsetzen. Ne, ich bleibe bei WLAN und werde an der
> Wachzeit optimieren.

Dann halt nicht BLE, sondern irgendwas auf Basis von 802.15.4 (6LoWPAN, 
Thread,...). WLAN hat für diesen Einsatzzweck einfach das Problem, dass 
Du die Energie in ein 20MHz Spektrum reinpumpen musst, während 802.15.4 
mit nur 2 MHz auskommt und mit der gleichen Energie also 10mal weiter 
kommt.

Oder Du nimmst Sub-GHz-Technik und hast dann eine geringere Dämpfung 
durch Wasser.

Sowas z.B.
https://www.ti.com/product/CC1310

> Was würdet ihr denn für eine Batterie verwenden wenn das ohne Solar
> laufen sollte, 9 V oder 2x AA?

Nichts von alledem.

https://www.saftbatteries.com/products-solutions/products/ls-lsh-lsp?text=LS%2033600%20&tech=84&market=&sort=newest&submit=Search

LS33600: 17Ah. Wenn man es richtig macht, hält das Jahre.

fchk

von Gerald K. (geku)


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Frank K. schrieb:
> LS33600: 17Ah. Wenn man es richtig macht, hält das Jahre.

Die LS33600 entspricht D-Size bzw. Mono und bedeutet ein größeres 
Gehäuse.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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LiFePO4 Akkus passen ohne Spannungswandler/Regler direkt zum ESP.

von Gustl B. (-gb-)


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S. R. schrieb:
> Die Energiedichte von 9V ist ... dürftig.

Dafür halt eher günstig.

S. R. schrieb:
> Wie wäre es stattdessen mit zwei Baby- oder Monozellen?

Brauchen Platz.

Gerald K. schrieb:
> Außenabmessungen (L x B x H): 140 x 60 x 26 mm.

Nun ich würde gerne bei maximal 18 mm Breite bleiben und 3 cm Tiefe. 
Länge dann so 5 bis 6 cm. Aber meinetwegen auch beidseitig auf der 
Platine, das wären dann 2x AA oder 2x 9 V Block wobei Letzteres dann 
schon sehr mächtig ist.

Frank K. schrieb:
> Dann halt nicht BLE, sondern irgendwas auf Basis von 802.15.4 (6LoWPAN,
> Thread,...). WLAN hat für diesen Einsatzzweck einfach das Problem, dass
> Du die Energie in ein 20MHz Spektrum reinpumpen musst, während 802.15.4
> mit nur 2 MHz auskommt und mit der gleichen Energie also 10mal weiter
> kommt.
>
> Oder Du nimmst Sub-GHz-Technik und hast dann eine geringere Dämpfung
> durch Wasser.

Verstehe ich alles, macht Sinn, macht aber die Infrastruktur 
komplizierter.

Nun gut ich sehe, dass ich bei meinem Verbrauch und den 
Platzbegrenzungen (das ist natürlich beides so gewählt weil ich das so 
will) mit 2x AA oder 9 V Block nicht lange hinkomme. Bleibt mir also 
Solar. Das wäre auch OK. Macht folgender Gedanke Sinn?

Solarzelle und dann ein LTC4079 
https://www.mouser.de/datasheet/2/609/4079f-1271375.pdf der eine 
einzelne LiFePo4 Zelle 18650 oder 14500 lädt. Dahinter dann den Timer 
TPL5111 und dahinter einen Stepup TPS61021A 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps61021a.pdf den der Timer schaltet. 
Der hat zwei Vorteile:
Der Stepup hat einen pass-through-mode, das bedeutet, dass der seinen 
Schalter einfach dauerhaft auf ein schaltet wenn die Eingangsspannung 
höher ist also die eingestellte Ausgangsspannung.
Wenn der Stepup aus ist, also EN Low, dann ist der Schalter im Stepup 
aus und damit meine Last auch vom Akku getrennt.

Ich könnte damit also von 0,9 V bis zur vollen LiFePo4 Spannung 
verwenden für den ESP und könnte den dank Timer aber auch vollständig 
vom Akku trennen.

Unzufrieden bin ich noch beim Timer, da hätte ich gerne einen den in 
programmieren kann vom ESP aus. Gibt es da welche die sonst ähnliche 
Eigenschaften wie der TPL5111 haben?
Und dann ist der Laderegler LTC4079 für den LiFePo4 doch recht teuer. 
Gibt es da empfehlenswerte günstigere Lösungen?

von Gerald K. (geku)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> LiFePO4 Akkus

Bei Li Akkus muss man einen Tiefentladungschutz vorsehen oder rasch bei 
Akkualarm reagieren. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Kapazität bei 
gleicher Baugröße nicht an die (Li-SOCl2 herankommt. Die 
Wartungsintervalle sind daher erheblich kürzer.

Nachtrag :
Zur Paraĺlschaltung zweier LS14500 ist es notwendig diese mittels 
Schottky-Dioden zu entkoppeln. Der Spannungsverlust von ca. 0,2V fällte 
bei der Betriebsdauer nicht ins Gewicht, da die CMOS Elektronik bei 
kleiner Versorgungsspannung auch weniger Strom verbraucht.
Vorteil der LS14500 ist, dass die Spannung bis zur Erschöpfung konstant 
bleibt. Nach der ersten  "Battery Low" Meldung habe ich knapp einen 
halben Tag Zeit diese zu tauschen bevor der Melder seine Funktion 
einstellt.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Gustl B. schrieb:
> Dafür halt eher günstig.

Nee, nicht einmal das. Akkus und EInweg-Batterien in diesem Format haben 
von allen handelsüblichen Formaten das schlechteste 
Preis-Leistungsverhältnis.

von Kai A. (Gast)


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Gustl B. schrieb:
>> Ich hab mich für eine C/100 Ladung bis -10°C entschieden.
>
> OK, Danke, hast du Empfehlungen für einen Laderegler?

MCP73831 (effizienter) oder TP4056.

Beide ICs kann man via Pins ausschalten wenns zu kalt/warm ist.

Einen low-Iq LDO zwischen LIB und µC ist sicher nicht schlecht.

von Gustl B. (-gb-)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> LiFePO4 Akkus passen ohne Spannungswandler/Regler direkt zum ESP.

Ja, das stimmt. Aber mit dem Stepup kann ich die Betriebsspannung schön 
bei 3,3 V halten und weiter runter nutzen und zusätzlich den Stepup als 
Schalter verwenden um die Last komplett vom Akku zu trennen. Im ESP sind 
ja auch Pullups/Downs die ich sonst dauerhaft am Akku hätte wenn ich das 
richtig sehe. Den einen Euro ist mir das Wert und ich sehe keine 
Nachteile.

Gerald K. schrieb:
> Ein weiterer Nachteil ist, dass die Kapazität bei
> gleicher Baugröße nicht an die (Li-SOCl2 herankommt.

Li-SOCl2 ist eine Batterie oder ein Akku? Ich denke Ersteres. Das wäre 
eine Überlegung Wert wenn ich auf Batterie gehe, aber weil ich den 
Verbrauch nicht groß reduzieren kann wenn ich bei WLAN bleiben will, 
scheint Solar doch die bessere Option.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Gustl B. schrieb:
> Im ESP sind
> ja auch Pullups/Downs die ich sonst dauerhaft am Akku hätte wenn ich das
> richtig sehe.

Nein, im Deep-Sleep Modus schaltet der alle I/O Pins hochohmig.

> Aber mit dem Stepup kann ich die Betriebsspannung schön
> bei 3,3 V halten

Brauchst du das denn? Der LiFEPo4 Akku ist bei 3,2 Volt sowieso am Ende.

: Bearbeitet durch User
von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Du hast also dein Garten mit WLAN ausgeleuchtet?
BLE5 kommt inzwischen mit mehr Reichweite als WLAN bei eben viel weniger 
Energieverbrauch.
Am AP des Gartens kommt dann ein BLE Empfänger und Strom is da ja dann 
auch.

WLAN ist und bleibt ungegeignet, seidenn du stellst da 10Ah an Liion 
hin.

Noch eine Sache:
Vllt ist 1h Sendefolge auch etwas zu grob.
Wenn der zB 6 Uhr misst und du stehst 6:40 auf um zu gucken wie warm es 
draußen ist um je nachdem die Kleidung auszusuchen.
In 40min Sonneaufgang kann sich schon viel getan haben und der nächste 
Wert kommt erst in 20min.

von Gerald K. (geku)


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Gustl B. schrieb:
> Nun ich würde gerne bei maximal 18 mm Breite bleiben und 3 cm Tiefe.
> Länge dann so 5 bis 6 cm. Aber meinetwegen auch beidseitig auf der
> Platine, das wären dann 2x AA oder 2x 9 V Block wobei Letzteres dann
> schon sehr mächtig ist.

Wichtig jst, dass man mit gebräuchliche Batterietypen auskommt. Sonst 
geht der Batterietausch ins Geld.

Optisch schaut das Gehäuse nicht schlecht aus  Es lässt sich leicht 
öffenen, was für den  Batteruetausch wichtig ist. Und er Preis von 0,67€ 
ist auch nicht schlecht.

PS : ich habe mir eine größer Stückzahl des Gehäuse zugelegt. Es lässt 
sich sehr gut für andere Projekt verwenden. Z.B. das USB betriebene 
Programmiergerät für die Melder verwendet auch dieses Gehäuse.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Mw E. schrieb:
> In 40min Sonneaufgang kann sich schon viel getan haben und der nächste
> Wert kommt erst in 20min.

Da wäre es doch eigentlich besser, man misst die Temperatur in sehr viel 
kürzeren Intervallen mit einem sparsamen Mikrocontroller (z.B ATmega328) 
und wirft das WLAN Modul nur dann an, wenn sie sich um mindestens 1°C 
geändert hat.

von Gustl B. (-gb-)


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Kai A. schrieb:
> MCP73831 (effizienter) oder TP4056.

Danke!

Kai A. schrieb:
> Einen low-Iq LDO zwischen LIB und µC ist sicher nicht schlecht.

Ja genau wie ist das wenn der Akku mit z. B. 4 V geladen wird, dann 
sieht der ESP doch auch die 4 V.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Nein, im Deep-Sleep Modus schaltet der alle I/O Pins hochohmig.

Ja, aber wie in einem anderen Tread geschieben ist das mit dem 
Tiefschlaf irgendwie nicht so sicher dass es immer funktioniert. Ich 
würde da den ESP gerne komplett vom Strom trennen und auch gleich alle 
Sensoren mit.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Brauchst du das denn? Der LiFEPo4 Akku ist bei 3,2 Volt sowieso am Ende.

Wahrscheinlich nicht, aber wenn ich den auch gleich als Schalter 
verwende um die Last zu trennen dann hat das keine Nachteile.

Mw E. schrieb:
> Du hast also dein Garten mit WLAN ausgeleuchtet?

Ja.

Mw E. schrieb:
> BLE5 kommt inzwischen mit mehr Reichweite als WLAN bei eben viel weniger
> Energieverbrauch.
> Am AP des Gartens kommt dann ein BLE Empfänger und Strom is da ja dann
> auch.

Naja, zur Reichweite habe ich jetzt was von so um die 10 Meter in der 
Praxis gelesen. Und dann brauche ich dafür noch Zusatzhardware. Das soll 
möglichst einfach werden. Eine kleine Hardware die man in den 
Blumenkasten oder den Garten steckt und die dann Messwerte funkt.

Mw E. schrieb:
> WLAN ist und bleibt ungegeignet, seidenn du stellst da 10Ah an Liion
> hin.

Ja, sehe ich ein, aber mit Solar sollte das ja doch funktionieren. Dann 
muss der Akku nur die Nacht und ein paar düstere Tage überbrücken.

Mw E. schrieb:
> Vllt ist 1h Sendefolge auch etwas zu grob.

Ja das stimmt. Mit Solar wäre genug Strom zum häufigeren Senden 
vorhanden.
Ihr habt mich überzeugt, ich werde das mal mit Solar aufbauen.

Kai A. schrieb:
> Beide ICs kann man via Pins ausschalten wenns zu kalt/warm ist.

Ja das ist gut, Temperatur werde ich messen, dann kann ich den Akku nur 
dann laden lassen wenn die Temperatur passt oder der Akku so leer ist, 
dass ich ihn trotzdem laden will.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Da wäre es doch eigentlich besser, man misst die Temperatur in sehr viel
> kürzeren Intervallen mit einem sparsamen Mikrocontroller (z.B ATmega328)
> und wirft das WLAN Modul nur dann an, wenn sie sich um mindestens 1°C
> geändert hat.

Das wäre ein Teil der Lösung, ja.

von Gerald K. (geku)


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Mw E. schrieb:
> Vllt ist 1h Sendefolge auch etwas zu grob.
> Wenn der zB 6 Uhr misst und du stehst 6:40 auf um zu gucken wie warm es
> draußen ist um je nachdem die Kleidung auszusuchen.

Daher sollte das stündliche Aufwecken hauptsächlich zur Überwachung von 
Batterie und Funkverbindung dienen. Die Lösung des Problems könnte sein, 
den Melder bei einer Temperaturdifferenz >1°C aufzuwecken und das 
Ergebnis zu versenden.

Bei meiner Anwendung als Alarmmelder wäre es auch nicht sinnvoll den 
Kontakt oder die Bewegung nur stündlich zu übertragen. Eine 
Kontaktänderung weckte den Melder sofort auf und sendet den Alarm 
unverzögert. Des nächste Abwecken erfolgt spätestens nach einer Stunde.

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Naja das mit dem Aufwachen und wie oft ich das machen kann hängt am 
Verbrauch und an der Energie die ich einsammeln kann. Ich habe mit Solar 
noch keine Erfahrungen und will keine großen Zellen verbauen sondern 
vielleicht eine 10 cm x 10 cm. Ich kann da nicht abschätzen wie groß der 
Strom im Schnitt ist den die liefert und wie das an einem bewölkten Tag 
aussieht. Das Aufwachen würde ich sowieso von Temperatur und Ladezustand 
abhängig machen. Wenn der Akku voll ist, dann wacht das öfter auf.

Einen Aufwachen durch Schwellwerte will ich nicht, weil ich ja mehrere 
Dinge messe. Da bräuchte man sonst viele verschiedene Schwellwerte.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Gustl B. schrieb:
> Naja, zur Reichweite habe ich jetzt was von so um die 10 Meter in der
> Praxis gelesen. Und dann brauche ich dafür noch Zusatzhardware. Das soll
> möglichst einfach werden. Eine kleine Hardware die man in den
> Blumenkasten oder den Garten steckt und die dann Messwerte funkt.

Das war die erste BLE Version.
Die 100m von BLE5 sind natürlich genauson Käse wie die 100m bei WLAN.

Wenn dun Smartphone hast und andere BLE HW, dann kannste die Reichweite 
ja schonmal mit soner BLE Scan App ausprobieren.
Mit sowas hab ich letztens den Roborasenmäher meines Nachbarn gescannt.
Das sind schonmal 50m ausm Haus raus bis zu seinem Grundstück (über ne 
Hauptstraße rüber).
Das Fitnessband von irgendeinem Nachbarn im Haus empfange ich auch 
grade.
Die dbm zeigts auch glech noch an: BLExplorer

Wenn der Tempsensor etwas ungünstig liegt, dann kann das auch recht oft 
aufwachen bei oftem Wechsel: Sonne, Wolke, Sonne.
Bis man das rausepxerimentiert hat st sein Satz Akkus leer.

: Bearbeitet durch User
von Kai A. (Gast)


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Mw E. schrieb:

> Die 100m von BLE5 sind natürlich genauson Käse wie die 100m bei WLAN.

BLE5 longrange mit 125kbit/s ist leider optional. nRF52840/nRF52811 kann 
es.

Neuere WLAN+BT Kärtchen von Intel wohl auch ... aber sonst?

von Gerald K. (geku)


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Mw E. schrieb:
> Du hast also dein Garten mit WLAN ausgeleuchtet?
> BLE5 kommt inzwischen mit mehr Reichweite als WLAN bei eben viel weniger
> Energieverbrauch.

Die geringere Reichweite ist das wichtigste Argument gegen die Lösung 
mit WLAN.

Daher habe ich meinen Melder für einen alternativen Aufsteckmodul mit 
868MHz Interface ausgelegt. Die Reichweite ist größer und der 
Stromverbrauch geringer.

Was mir bei WLAN gefällt, dass der Funkverkehr im normalen WLAN 
Datenverkehr versteckt ist.
WLAN stellt die Verschlüsselung und die Fehlerkorrektur zur Verfügung.
An Hand der Wiederholungen kann die Qualität der Übertragung bewertet 
werden.Die Wiederholungen liegen bei mir im eng verbauten Gebiet unter 
2%. Da kommt es noch noch nicht zu großen Verzögerungen.

Ich habe 8 Melder installiert und mit WLAN bisher keine Probleme.

Wie sieht es mit der Empfindlichkeit bei Sabotage  im Vergleich 
zwischen WLAN und 868MHz aus?

von Kai A. (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Ich kann da nicht abschätzen wie groß der
> Strom im Schnitt ist den die liefert und wie das an einem bewölkten Tag
> aussieht.

Unter 'OFF-Grid' kanns du dir eine Solarzellen-Akku Kombination raus 
suchen die im Januar/Februar gut funktioniert:
https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#PVP

Fütter das Teil mit mW(h), nicht W(h).

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Gustl B. schrieb:
> Ja genau wie ist das wenn der Akku mit z. B. 4 V geladen wird, dann
> sieht der ESP doch auch die 4 V.

Ja. Deswegen sollst du ja einen LiFePO4 Akku nehmen, den bekommst du 
auch mit 3,6 Volt voll.

Gustl B. schrieb:
> Ja, aber wie in einem anderen Tread geschieben ist das mit dem
> Tiefschlaf irgendwie nicht so sicher dass es immer funktioniert.

Ich hatte damit noch nie Probleme. Die Versorgungsspannung darf nur 
nicht zu weit absacken. Unter 2,5V stürzt der ESP ab und saugt dann 
(wenn du Pech hast) den Akku ganz schnell aus. LiFePO4 Akkus sollen 
darauf angeblich nicht ganz so empfindlich reagieren, wie LiIo und 
Bleiakkus.

Gustl B. schrieb:
> zur Reichweite habe ich jetzt was von so um die 10 Meter in der
> Praxis gelesen.

Ich erreiche im Haus 5 Meter zuverlässig und ab 10 Meter geht gar nichts 
mehr. Draußen geht bestimmt mehr.

von Gerald K. (geku)


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Gustl B. schrieb:
> Ja, sehe ich ein, aber mit Solar sollte das ja doch funktionieren. Dann
> muss der Akku nur die Nacht und ein paar düstere Tage überbrücken.

Spätestens nach der erste Tiefentladung bereut man den beschrittenen 
Weg. Der Akku verliert seine Kapazität und damit steigt die Gefahr 
weiterer Tiefentladungen. Die Lösung ist damit sehr wartungsintensiv.

Die Kapazität von Li-Akkus ist geringer als die von Li-Primärzellen auf 
Li-SOCl2 Basis.

Das zeitgerechte Laden mit Solarzellen ist sehr problematisch. Im Winter 
liegt oft Schnee auf den Solarzellen, die Sonnenscheindauer ist zu 
dieser Jahreszeit sowieso sehr kurz. Die Tiefentladung ist jetzt 
vorprogrammiert  Also raus in die Kälte zum Tauschen der Akkus.
Übrigens der Zeitpunkt zum Tausch ist schwer zu ermitteln da der 
Ladezustand der Akkus nicht bekannt ist. Es bedarf spezieller Massnahmen 
dafür zu sorgen, dass der MC bei langsam steigender Spannung während des 
Ladevorganges von selbst anläuft.

Da bleibe ich lieber bei meinen Primärzellen.

Die Lösung sollte ohne Spannungswandler auskommen. Zusätzlicher 
Stromverbrauch durch Wandlerverluste. Funkstörungen des Wandlers stören 
den Funkmodul und reduzieren dadurch die Reichweite. 
Telegrammwiederholungen benötigen zusätzliche Energie aus dem Akku.

Akkus aus mehreren Zellen benötigen eine Zellenmanagement das ebenfalls 
Energie benötigt.
Akkus mit mehren Zellen verhalten sich besonders fieß bei Tiefentladung. 
Zellen altern unterschiedlich.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Gerald K. schrieb:
> Da bleibe ich lieber bei meinen Primärzellen.

Dito

von Gustl B. (-gb-)


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Kai A. schrieb:
> Unter 'OFF-Grid' kanns du dir eine Solarzellen-Akku Kombination raus
> suchen die im Januar/Februar gut funktioniert:

Danke! Man bekommt also auch im Winter über mehrere Stunden mehr als 100 
W/m^2 als Sonneneinstrahlung. Das sind bei 10 % Wirkungsgrad dann 10 
W/m^2 und bei 1 (dm)^2 folglich 0,1 W/(dm)^2.
Das sollte dicke reichen wenn ich im zeitlichen Mittel 1 mW brauche 
(also 1 mWh je Stunde bei einmal für 10 s Wachzeit).

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ja. Deswegen sollst du ja einen LiFePO4 Akku nehmen, den bekommst du
> auch mit 3,6 Volt voll.

Sehr fein.

Gerald K. schrieb:
> Spätestens nach der erste Tiefentladung bereut man den beschrittenen
> Weg. Der Akku verliert seine Kapazität und damit steigt die Gefahr
> weiterer Tiefentladungen. Die Lösung ist damit sehr wartungsintensiv.

Ja, verstehe ich. Ich habe dazu bisher keine Erfahrungswerte und muss 
das wohl einfach mal probieren.

Für mich bleiben die Fragen:
Welchen Laderegler sollte ich nehmen? Der MCP73831 oder MCP73811 hat 
eine recht hohe Ladespannung. Der LTC4079 
https://www.mouser.de/datasheet/2/609/4079f-1271375.pdf sieht wunderbar 
geeignet aus, kostet aber recht viel.

Und dann hätte ich gerne einen Timer wie den TPL5111 aber mit digital 
einstellbarer Zeit. Beim TPL5111 geht das über einen Widerstand und ist 
somit ziemlich unflexibel. Kennt ihr geeignete Alternativbausteine?

Edit:

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dito

Ihr haltet also die Idee mit Solar für Unsinn? Auch wenn es zwingend 
WLAN sein soll?

: Bearbeitet durch User
von Alex D. (daum)


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Gustl B. schrieb:
> Und dann hätte ich gerne einen Timer wie den TPL5111 aber mit digital
> einstellbarer Zeit. Beim TPL5111 geht das über einen Widerstand und ist
> somit ziemlich unflexibel. Kennt ihr geeignete Alternativbausteine?

Kenne ich jetzt leider keinen, aber was wenn du einen ultra low power 
Mikrocontroller verwendest, der eine RTC hat? Ist zwar beim 
Stromverbrauch wahrscheinlich ein ganzes Stück höher aber ein STM32L010 
kann laut Datenblatt bei ca 500nA Stop Mode + RTC (Weiß nicht ob da 
Strom für den Oszillator schon eingerechnet ist) und es gibt glaube ich 
auch MSP430 mit sehr geringem Betriebsstrom.

So ein Mikrocontroller könnte auch Überwachungsfunktionen übernehmen, 
wozu er öfter aufwachen muss, braucht wahrscheinlich weniger Strom und 
kann den dann eventuell seltener einschalten (falls sowas wie 4mal die 
Stunde messen, aber nur 1 mal pro Stunde senden gewollt ist).

von Gerald K. (geku)


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Kai A. schrieb:
> Unter 'OFF-Grid' kanns du dir eine Solarzellen-Akku Kombination raus
> suchen die im Januar/Februar gut funktioniert:
> https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#PVP
>

Wenn die Fläche der Solarzellen so groß wie eine Handfläche sind, dann 
kann man bestenfalls die Selbstentladung kompensieren. Daher bringen 10 
cm x 10 cm nichts!

Man kann mit folgender Outdoor Powerbank mit Solarzellen
https://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?cPath=343&products_id=7125
ein Gefühl für die Machbarkeit bekommen.

Man braucht nur den Melder über die Powerbank betreiben, die Powerbank 
in die Sonne legen und beobachten ob der Melder von der Sonnenenergie 
leben kann.  (Achtung, die Powerbank liefert 5V)
Wobei die 8000mAh Speicherkapazität die Sonneneinstrahlung sehr gut 
mittelt. Man wird zur Erkenntnis kommen, dass die Fläche der Solarzellen 
für einen dauerhaften Betrieb nicht ausreichen.
Außerdem ist ohne MMP ist die Nutzung der Sonnenenergie zu gering.

Fazit : die Fläche  muss wesentliche größer sein. Der Aufwand, Akkus 
einsetzen, wenn das Gerät klein und wartungsarm sein soll, lohnt sich.

von Gustl B. (-gb-)


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Alex D. schrieb:
> aber was wenn du einen ultra low power
> Mikrocontroller verwendest, der eine RTC hat?

Das wäre eine Idee. Ich habe aber von uCs keine Ahnung. Da muss ich mich 
erstmal einlesen wie kompliziert das alles würde wenn ich meine Sensoren 
da ran hänge und den ESP nur für das WLAN verwende. Oder ich verwende 
einen uC nur als Timer, das hätte auch was ... hm, mal gucken und 
Überblick verschaffen.

Gerald K. schrieb:
> Daher bringen 10
> cm x 10 cm nichts!

Was war dann an meiner Rechnung falsch? Solange das im Mittel über den 
ganzen Tag 1 mW liefert bin ich zufrieden.

Gerald K. schrieb:
> Man kann mit folgender Outdoor Powerbank mit Solarzellen
> 
https://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?cPath=343&products_id=7125
> ein Gefühl für die Machbarkeit bekommen.

Nun, da ist leider kein Schaltplan dabei, da weiß ich also nicht, was 
die Elektronik in dem Gerät verbraucht.

Zum Laderegler:
Ich habe jetzt den MCP73123/223 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22191E.pdf gefunden, 
aber da steht nix mit Solar. Kann der auch eine Solarzelle als Quelle 
verwenden oder braucht der eine Quelle die gleich den vollen 
eingestellten Ladestrom liefern kann? Der Baustein von LTC (AD) der 
leider recht teuer ist wird ja mit Solar beworben.

von Gerald K. (geku)


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Gustl B. schrieb:
> Ihr haltet also die Idee mit Solar für Unsinn? Auch wenn es zwingend
> WLAN sein soll?

Energiedichte
1
Li-Ion-Akku            120 -180 Wh/kg
2
Alkalibatterien      125 Wh/kg
3
Li-SOCl2 Batterie  650 Wh/kg

Wenn das Laden mit Solarstrom nicht gut funktioniert, dann wird man 
einen Akku mindestens doppelt so tauschen. Und gegenüber den 
Primärzellen den Aufwand des Aufladens haben.

: Bearbeitet durch User
von Arno (Gast)


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Solar ist halt ein ziemlicher Aufwand - ist das dir "nie wieder Batterie 
wechseln" wert? Solarzellen gibt es schon, das sieht dann so aus: 
https://shop.lemo-solar.de/produkt/duennschicht-solarmodul-art-nr-asm0555/ 
oder so: 
https://shop.lemo-solar.de/produkt/solarmodul-fertigmodul-art-nr-sm6350/

Dann mach es. Wenn es so sein soll, würde die größte LiPo-Zelle nehmen, 
die in deinen Bauraum passt, dazu eine 5V-Solarzelle, eine 5V6-Z-Diode 
als Überspannungsableiter, einen MCP73831, einen AVR direkt an die 
LiPo-Zelle, der auch die Daten aufnimmt, und nur bei Bedarf den 3V-LDO 
(z.B. einen NCV8161) mit den ESP dahinter einschaltet. AVR im 
LowPower-Mode braucht im Gesamtbild nicht so viel mehr Energie als der 
Power Manager IC (natürlich sind 0,5µA sehr viel mehr als 35nA, aber das 
fällt bei 100mA für 1/300 der Zeit nicht ins Gewicht), kann dafür wie 
von dir gewünscht programmiert werden, kann selbst die Messungen 
durchführen (und die Sensoren bei Nichtgebrauch abschalten) und den Akku 
überwachen. Wenn die Spannung unter 3,2V fällt, werden eben die Sensoren 
und der LDO nicht mehr eingeschaltet, der AVR alleine kann dann noch 
ganz schön lange im LowPower-Modus laufen, bis z.B. ein 2Ah-LiPo-Akku 
auf kritische Werte fällt. Kannst ja auch noch eine Micro-USB-Buchse mit 
anbringen, um mit einer Powerbank nachzutanken, wenn der Akku im Februar 
tatsächlich leer zu werden droht (Akkuspannung schön mit senden, dann 
kann dein "Konzentrator" dich gleich warnen).

Aber ich würde vermutlich AA-Zellen einplanen. NiMH oder Alkali-Mangan. 
Und daran einen AVR (wie oben) und einen Step-Up-Wandler anschließen. 
Wenn du ernsthaft über 10cm x 10cm Solarzelle nachdenkst, sehe ich das 
Problem von AA-Zellen ehrlich gesagt nicht.

Das alles nur, wenn du wegen der Einfachheit (und Preis) bei WLAN 
bleiben willst. Technisch gibt es bessere Lösungen für deine 
Anforderungen.

MfG, Arno

von Gerald K. (geku)


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Gustl B. schrieb:
> Nun, da ist leider kein Schaltplan dabei, da weiß ich also nicht, was
> die Elektronik in dem Gerät verbraucht.

Den Aufwand hat man bei der eigenen Lösung auch.

Die Leistungsangaben bei  Solarzellen beziehen sich auf eine optimierte 
Leistungsentnahme mittels MPP Tracking
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking

Der Wirkunggrad der kleinen "Solaranlage" kann mit einer großen Anlage 
nicht mithalten.

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Gerald K. schrieb:
> Wenn das Laden mit Solarstrom nicht gut funktioniert

Warum sollte das nicht funktionieren?

Im Gegensatz habe ich ohne Akku auf jeden Fall laufende Kosten und muss 
ein bis zweimal im Jahr Batterie wechseln.

Gerald K. schrieb:
> Energiedichte

Wenn ich Batterie verwende, dann würde mich eher interessieren wo ich 
mehr Wh/€ bekomme.

Arno schrieb:
> ist das dir "nie wieder Batterie
> wechseln" wert?

Naja, wenn ich davon 10 Stück im Garten habe und noch ein paar in 
Blumentöpfen, dann muss ich da schon oft Batterie wechseln.

Arno schrieb:
> einen MCP73831

Da steht nix von Solar im Datenblatt. Geht der auch mit Solarzelle wenn 
die wegen Bewölkung nicht den eingestellten Ladestrom liefern kann?

Arno schrieb:
> einen AVR direkt an die
> LiPo-Zelle, der auch die Daten aufnimmt, und nur bei Bedarf den 3V-LDO
> (z.B. einen NCV8161) mit den ESP dahinter einschaltet.

Ja, das macht Sinn. Wobei ich mit Solarzelle vermutlich nicht so sehr 
auf den Verbrauch achten muss.

Arno schrieb:
> Wenn du ernsthaft über 10cm x 10cm Solarzelle nachdenkst, sehe ich das
> Problem von AA-Zellen ehrlich gesagt nicht.

Welches Problem mit AA Zellen?

Wie schon gerechnet:
Hier im Land sollte ich auch im Winter und bei Bewölkung für ein paar 
Stunden > 100 W/m^2 bekommen. Also Einstrahlung durch die Sonne.
Sagen wir ich bekomme das für eine Stunde. Dann nehme ich einen 
Wirkungsgrad von 5% für die Solarzelle und als Fläche 10 cm x 10 cm. 
Dann bekomme ich also (100 Wh/100)*0,05 = 0,05 Wh an Energie am Tag.

Wenn mein ESP einmal aufwacht für 10 Sekunden, dann braucht der
100 mA \* 10 s \* 3.6 V = 0.001 Wh.

Also selbst wenn meine Solarzelle einen so schlechten Wirkungsgrad hat, 
die Solarzelle nur so kurz und so schwach beschienen wird kann der ESP 
50 Mal am Tag aufwachen und senden. Ich finde das ist eine sehr 
konservative Annahme und sie erfüllt meine Voraussetzungen. Das würde 
funktionieren mit einer LiFePo4 Zelle, einem Laderegler und einem Timer 
der dann über einen Schalter die Last im Schlafzustand vollständig 
trennt.

Ich suche also einen Laderegler für LiFePo4 der an einer Solarzelle 
betrieben werden kann und einen Timer dem ich die Zeit möglichst digital 
vom ESP aus programmieren kann.

Gerald K. schrieb:
> Den Aufwand hat man bei der eigenen Lösung auch.

Mit geht es nicht um den Aufwand, sondern um den Verbrauch. Und den 
möchte ich für die Schlafzeit minimieren. Und dann brauche ich entweder:
1. Batterielösung die dann aber viel Energie für langen Betrieb 
speichert
2. Solarlösung mit Akku.

Arno schrieb:
> Das alles nur, wenn du wegen der Einfachheit (und Preis) bei WLAN
> bleiben willst. Technisch gibt es bessere Lösungen für deine
> Anforderungen.

Das ist mir bewusst. Ich werde mich auch da noch weiter umgucken. Habt 
ihr Empfehlungen was ich mir da angucken sollte? Eigentlich will ich 
einen uC mit ein paar IOs, 8 sollten reichen, mit I2C und gerne noch 
einem ADC Eingang. Tiefschlaf wäre auch sehr fein genauso wie 
eingebauter Funk und etwas mit Reichweite. Ist da LoRA das nachdem ich 
suchen soll oder Zigbee oder Nordic oder wie die alle heißen?

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Daher habe ich meinen Melder

Das erste Mal dass ich LiIonKondensatoren sehe, ich halte sie für die 
Vereinigung der schlechten Eigenschaften von GoldCaps und LiIon Akkus.
Warum verbaust du sie, wo doch deine Stromversorgung allem Anschein nach 
aus 2 viel niederohmigeren LiIon Akkus stammt. Pufferung der 
Sendeleistung kann es bei 0.25 Ohm und ca.  200mA maximal empfohlenen 
Entladestrom nicht sein.

von Gustl B. (-gb-)


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MaWin schrieb:
> Vereinigung der schlechten Eigenschaften

Vielleicht auch ein Kompromiss? Speichert mehr Energie als ein GoldCap 
und hat einen geringeren Innenwiderstand als ein echter Akku.

Jedenfalls zum Timer, ich habe jetzt zwei Bauteile gefunden:

https://www.mouser.de/datasheet/2/302/PCF8523-1127521.pdf
und
https://www.mouser.de/datasheet/2/389/cd00019860-1796216.pdf

Ersterer ist günstiger, Zweiteren gibt es mit eingebautem Quarz. Beide 
können nicht nur einen kurzen Interrupt Puls liefern sondern auch einen 
Pegel halten. Da kann ich dann mit dem ESP einen Timer setzen, werde 
geweckt, mache Kram und setze dann den Timer zurück und werde schlafen 
gelegt.
Andererseits könnte ich auch den TPL5111 verwenden und statt Widerstand 
ein Digitalpoti verwenden. Also als Bestückungsoption neben dem 
Widerstand. Die Digitalpotis kosten ähnlich, brauchen weniger Strom und 
sehen von der Programmierung sehr viel einfacher aus als so ein Timer.

von Bernd K. (bmk)


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Warum kompliziert, wenns auch einfach geht mit einer Primärzelle:

https://www.nkon.nl/de/disposable-batteries/lithium/aa-14500/kraftmax-ls14500-aa-lithium-batterij-3-6v-wegwerp.html

Vorteil: Die Spannung ist von Beginn bis Entladeende immer 3,6V dank der 
Li-SOCI2 Chemie. Das ist bei Akkus und bei Alkali nicht der Fall; da 
braucht es irgendwelche Regler, um die Spannung über die Entladedauer 
konstant zu halten. Ein paralleler Goldcap macht hier allerdings Sinn, 
um für 10 sec. die 100mA zu liefern.

Und wenn es 10 Jahre halten soll, ist die Zelle halt etwas größer:
https://www.akkushop.de/de/er34615-lithium-batterie-d-mono-36-volt-19000mah-mit-breitem-pluspol-min.-08cm-max.-115mm/

von c-hater (Gast)


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Gustl B. schrieb:

> Das ist mir bewusst. Ich werde mich auch da noch weiter umgucken. Habt
> ihr Empfehlungen was ich mir da angucken sollte?

Steht doch schon viel weiter oben im Thread: 
ATtinyIrgendwas+RFMirgendwas. Konkret z.B. ATtiny84A + RFM75-S.

Damit kannst du einen Betriebsspannungsbereich von 1.9..3.6V ohne 
irgendwelche Wandler überstreichen. Damit bist du schonmal sehr frei bei 
der Wahl des Energiespeichers. Dazu kommt, dass beides zusammen bei 
kluger Programmierung nur sehr wenig Energie braucht. So wenig, das mit 
Primärzellen etwas größerer Kapazität Betriebsdauern im Bereich mehrerer 
Jahre möglich werden. Damit entfällt dann auch das ganze aufwendige 
Solar-Geraffel.

Das ganze Gebilde besteht dann wirklich nur noch aus (passivem) Sensor, 
Energiespeicher und den genannten beiden Komponenten. Naja, einen 
100n-Bypass sollte man auch noch spendieren.

Das Funkmodul kostet derzeit 1,71€/Stück bei Pollin, einen Tiny84A 
(SOIC-14) kannst du für derzeit 0,86€/Stück bei Reichelt kriegen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Gustl B. schrieb:
> Ihr haltet also die Idee mit Solar für Unsinn?

Wenn du Platz für eine richtig große Solarzelle hast, kann das auch im 
Winter klappen. Da brauchst du aber schon wesentlich mehr, als die Größe 
einer Handfläche.

Für die Kombination Solarzelle + LiFePO4 Akku sollte (wie bei Bleiakkus) 
ein einfacher Shunt-Regler genügen. Sobald die Spannung über 3,6V 
steigt, verheizt der Regler die überschüssige Energie. Kann man gut mit 
einem TLVH431 und einem ausreichend belastbaren Transistor realisieren, 
der den Strom in Wärme umwandelt.

Aber wenn man bedenkt, wie teuer und Aufwändig die Installation und 
Pflege einer Solarzelle ist, würde ich persönlich lieber dem Vorschlag 
von c-hater und Gerald K folgen.

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


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MaWin schrieb:
> Das erste Mal dass ich LiIonKondensatoren sehe, ich halte sie für die
> Vereinigung der schlechten Eigenschaften von GoldCaps und LiIon Akkus.
> Warum verbaust du sie, wo doch deine Stromversorgung allem Anschein nach
> aus 2 viel niederohmigeren LiIon Akkus stammt. Pufferung der
> Sendeleistung kann es bei 0.25 Ohm und ca.  200mA maximal empfohlenen
> Entladestrom nicht sein.


LIC parallel zu Primärzellen erhöhen deren Betriebsdauer :

Beitrag "Re: LIC-Kondensator als "Resteverwerter""

besonders sichtbar bei Alkali.

_Li-SOCl2 haben die negative Eignschaft kurz bei Belastung einzubrechen 
wenn sie sich länger in Ruhe befanden_ :

Beitrag "Re: Eigenartiges Verhalten von Li-Batterien"

Der LIC überbrückt den Einbruch. Die PLL reagiert mit 
Verbindungsunterbrechungen auf Spannungssprünge der Versorgung.

Zeitgewinn für Störungsmeldung nach Erschöpfen der Batterien :

Li-SOCl2 haben die an und für sich gute Eigenschaft die Spannung von 
3,6V bis zur Erschöpfung aufrecht zu erhalten. Wenn der 
Spannungseinbruch erkannt wird ist meist keine Energie vorhanden eine 
Störungsmeldung für den Batterieausfall abzusenden.

Der LIC verzögert den Einbruch der Spannung, die Entladekurve eines sehr 
großen Kondensators wird wirksam. So können einige Stunden noch 
Telegramme abgesetzt werden. Siehe Bild in der Beilage.

: Bearbeitet durch User
von Arno (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Arno schrieb:
>> einen MCP73831
>
> Da steht nix von Solar im Datenblatt. Geht der auch mit Solarzelle wenn
> die wegen Bewölkung nicht den eingestellten Ladestrom liefern kann?

Keine Ahnung. Ausprobieren? Ans Labornetzteil anschließen und die 
Strombegrenzung zudrehen? :) Kann ich meinetwegen die Tage mal 
versuchen, ich hab dazu einen Aufbau.

Gustl B. schrieb:
> Arno schrieb:
>> Wenn du ernsthaft über 10cm x 10cm Solarzelle nachdenkst, sehe ich das
>> Problem von AA-Zellen ehrlich gesagt nicht.
>
> Welches Problem mit AA Zellen?

Oben waren sie dir zu groß, das Problem meinte ich.

Gustl B. schrieb:
> Wie schon gerechnet:
> Hier im Land sollte ich auch im Winter und bei Bewölkung für ein paar
> Stunden > 100 W/m^2 bekommen. Also Einstrahlung durch die Sonne.
> Sagen wir ich bekomme das für eine Stunde. Dann nehme ich einen
> Wirkungsgrad von 5% für die Solarzelle und als Fläche 10 cm x 10 cm.
> Dann bekomme ich also (100 Wh/100)*0,05 = 0,05 Wh an Energie am Tag.
>
> Wenn mein ESP einmal aufwacht für 10 Sekunden, dann braucht der
> 100 mA \* 10 s \* 3.6 V = 0.001 Wh.

Ich hab auch sowas in Erinnerung wie "im deutschen Januar/Februar im 
Schnitt eine Stunde Peakleistung pro Tag". Wenn so ein Modul (wie ich 
verlinkt hatte) also 55mA bringt, kannst du mit 55mAh pro Tag im Schnitt 
rechnen. Bei guter Ausrichtung. Und in der Hoffnung, dass die 
technischen Daten von dem Teil stimmen.

Der ESP kann also eine halbe Stunde pro Tag aktiv sein. Und 
wahrscheinlich musst du mindestens eine Woche Puffer einplanen (aber das 
ist ja machbar) und regelmäßig den Schnee und Dreck von den Zellen 
putzen. Wie gesagt: Batteriespannung mit senden und ggf. abschalten oder 
mit einer Powerbank hinlaufen und nachladen.

MfG, Arno

von Tommy (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Ihr haltet also die Idee mit Solar für Unsinn?
>
> Wenn du Platz für eine richtig große Solarzelle hast, kann das auch im
> Winter klappen. Da brauchst du aber schon wesentlich mehr, als die Größe
> einer Handfläche.

Warum?
Es werden 24 mWh pro Tag verbraucht.

Ein kleines, fast senkrecht montiertes, 150 mW / 5V Modul und eine 3Ah 
18650 sollten in Deutschland reichen.

von Gerald K. (geku)


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Tommy schrieb:
> 150 mW / 5V Modul

Die Angaben sind sehr vage. Unter welchen Bedingungen werden 150mW 
erreicht.
Bei 5V oder ist diese die Leerlaufspannung?
Beim UxI Maximum (MPP) ?
Bei welcher Beleuchtungstärke?

Wer hat schon einmal eine Solarleucht besessen? Wie gut und wie lange 
hat diese funktioniert?

von Tommy (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Tommy schrieb:
>> 150 mW / 5V Modul
>
> Die Angaben sind sehr vage. Unter welchen Bedingungen werden 150mW
> erreicht.
STC

> Bei 5V oder ist diese die Leerlaufspannung?

Nennspannung - es sind 10 billig multikristalline Solarzellenschnipsel 
in Reihe geschaltet.

> Wer hat schon einmal eine Solarleucht besessen? Wie gut und wie lange
> hat diese funktioniert?

Meine selbst gebaute aus 2005 funktioniert noch..

BTW, wir reden hier über das Wetter im Winter - da zählen 
Größenordnungen, nicht Nachkommastellen.

von Gerald K. (geku)


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von Gustl B. (-gb-)


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Jetzt habe ich eine Solarzelle mal getestet. Die liegt hier flach auf 
meinem Schreibtisch, draussen ist es bewölkt und die Sonne könnte wenn 
keine Wolken da wären nicht auf das Fenster leuchten weil da ein Balkon 
drüber ist.

Ich bekomme hier bei gleichzeitiger Messung knapp 3 V und knapp 3 mA. 
Dazu verwende ich einen 1 kOhm Widerstand.

Das wären also in einer Stunde 9 mWh und das reicht mir dicke für den 
ESP. Ich brauche aber einen Laderegler der auch schon bei kleinem Strom 
den Akku laden kann. Also einen der quasi seinen Eingangswiderstand so 
anpasst, dass die Spannung bei 3,6 V bleibt und dann den Akku mit dem 
geringen Strom lädt. Kann das der MCP73831? Ein LTC4079 ist zumindest 
für Solar gedacht. Aber wie ist das wenn man da einen Ladestrom 
einstellt, ist das dann der minimale Ladestrom und drunter wird nicht 
geladen oder ist das der maximale Ladestrom und das lädt den Akku auch 
schon bei viel kleinerem Strom?

von Gerald K. (geku)


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Der MCP73831 funktioniert unter 3V nicht mehr. Der LCT4079  bis 2,7V 
herunter. Welcher Akku soll mit so kleinen Spannungen geladen werden?

von Gerald K. (geku)


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Gustl B. schrieb:
> Ich bekomme hier bei gleichzeitiger Messung knapp 3 V und knapp 3 mA.
> Dazu verwende ich einen 1 kOhm Widerstand.

Wie groß ist die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom?

von Gerald K. (geku)


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Folgende Überlegung könnte man mit eine  100F LIC anstellen
LIC über Solarzelle auf maximale Betriebsspannung  des ESP8266 
aufladen und im Betrieb eine Entlydung bis zu 2,6V zulassen. Wieviele 
Aufweckzyklen (10smit 100mA) sind möglich, ohne dass der LIC nachgeladen 
wird?

Aufgeladen  :

Entladen :

60 As stünden zur Verfügung.

Es sollten sich mindestens 60 Wachzyklen ausgehen, wo die 100 mA 
sicherlich nicht die ganzen 10s benötigt werden.

https://www.conrad.at/de/p/vinatech-vlcrs3r8107mg-lic-kondensator-100-f-3-8-v-15-x-h-18-mm-x-40-mm-1-st-1663725.html

Der Aufwand wäre sehr gering. Die Fotozelle parallel zum LIC und In 
Serie gestalltete Leuchtdioden parallel zum LIC zur Spannungbegrenzung 
auf 3,3V.

60 stündliche Aufwachzyklen entsprechen 4 Tage ohne Sonnenschein.

Meine Erfahrungen mit einem 20F LIC, ESP8288 und MSP430 sind knapp ein 
Tag Überbrückungszeit.

Werde mir mir ansehen ob mein Melder anstelle der Li Primärzellen mit 
Solarzellen zuverlässig läuft.

Ich muss noch Ausrechnen wie lange es dauert bis der LIC im Betrieb 
geladen wird.

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Gerald K. schrieb:
> Welcher Akku soll mit so kleinen Spannungen geladen werden?

Nein mir geht es nicht um niedrige Ladespannungen, sondern um kleine 
Ladeströme.

Wenn meine Solarzelle schwach beleuchtet wird, dann darf sie kaum 
belastet werden um noch die 3,6 V für eine LiFePo4 Zelle zu bieten. Das 
bedeutet dann hier auf dem Schreibtisch im Haus ohne direkte 
Sonneneinstrahlung eine Belastung von ca. 2 mA. Dann ist die Spannung 
noch bei grob 3,6 V.
Und jetzt ist eben die Frage:
Machen das Laderegler aus so? Ich suche einen Laderegler der die 
Solarzelle nur so stark belastet, dass die Spannung weiterhin zum Laden 
reicht und gegebenenfalls den Ladestrom eben reduziert. Klar, wenn genug 
Sonne die Solarzelle trifft, dann darf der auch gerne mit großem Strom 
laden, aber er soll eben auch bei wenig Licht trotzdem laden, nur dann 
mit kleinerem Strom.

Gerald K. schrieb:
> Wie groß ist die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom?

So wie sie jetzt hier liegt 4,7 V und 4,5 mA.

Jetzt war ich kurz draußen, habe auf Sonnenschein gewartet und bekomme 
Leerlaufspannung 6 V und Kurzschlussstrom 0,55 A wenn ich die Zelle 
direkt zur Sonne ausrichte.
Wenn ich dir Zelle entgegengesetzt ausrichte, also die Solarseite zeigt 
zum beleuchteten Boden/Rasen bekomme ich 90 mA Kurzschlussstrom.

Ich finde das sollte schon auch für den Winter reichen. Wenn der Akku 
eine Woche überbrückt dann wird da schonmal die Sonne scheinen für ein 
paar Stunden.

Gerald K. schrieb:
> Folgende Überlegung könnte man mit eine  100F LIC anstellen

Danke, das ist interessant.

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von Gerald K. (geku)


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Gustl B. schrieb:
> So wie sie jetzt hier liegt 4,7 V und 4,5 mA.

Braucht es dann überhaupt einen Laderegler?
Die Solarzelle verhält sich wie eine Konstantstromquelle.
Man muss nur dafür sorgen, dass die maximale Ladespannung nicht 
überschritten wird. Shuntregler?

von Gustl B. (-gb-)


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Gute Frage, weiß ich nicht. Hängt das nicht auch vom Zellentyp ab? Der 
LTC4079 Regler macht das. Wenn man das Datenblatt aufmerksam liest, dann 
erfüllt der tatsächlich alles was ich will. Ist nur leider recht teuer 
aber gut. Und dann will ich weiterhin die Last vom Akku trennen können. 
Entweder über einen Timer und einen MOSFET oder einen kleinen uC der 
dann auch Sensoren abfragen kann, einen MOSFET schaltet und dem ESP das 
Enable gibt. Wobei der kleine uC mit Sensoren dann auch dauerhaft Strom 
zieht. Weniger, klar, aber trotzdem mehr wie eine Lösung bei der die 
Sensoren auch vollständig vom Akku getrennt werden.

von c-hater (Gast)


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Gustl B. schrieb:

> LTC4079 Regler macht das. Wenn man das Datenblatt aufmerksam liest, dann
> erfüllt der tatsächlich alles was ich will. Ist nur leider recht teuer

Nur allein dieser Regler ist schon deutlich teuerer als mein Vorschlag. 
Und dazu käme ja noch der ESP, das Solarmodul und ein Akku (statt 
vergleichweise billiger Primärzelle). Das Handling des Gesamtwerks 
dürfte ein dranbammelndes Solarmodul auch nicht gerade verbessern.

Also, wer angesichts solch eindeutiger Hinweise auf eine wirklich 
zielführende Lösung weiter das tote Pferd reitet, der will einfach 
nicht, dass man ihm hilft...

von Gerald K. (geku)


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c-hater schrieb:
> Also, wer angesichts solch eindeutiger Hinweise auf eine wirklich
> zielführende Lösung weiter das tote Pferd reitet, der will einfach
> nicht, dass man ihm hilft...

Aber man kann viel dabei lernen.

Man muss keinen Prototyp mit Layout erstellen, denn dann wirds teuer.
Aber mit Experimente sammelt man viel Erfahrung.

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


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Gustl B. schrieb:
> Hängt das nicht auch vom Zellentyp ab?

Vieviel Ladestrom verträgt der Akku?  Gibt den die Solarzelle bei 
Kurzschluß und maximaler Beleuchtung her?

von Tommy (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Leerlaufspannung 6 V und Kurzschlussstrom 0,55 A wenn ich die Zelle
> direkt zur Sonne ausrichte.

Bei so einem großen Modul (das ist doch schon mehr als 10x10cm², oder?) 
ist
der MCP73831 schon am Limit.

Bei dem kleinen 53x30mm² Modul folgt die Solarmodulspannung der 
Akkuspannung mit ca. +60mV bei Strömen <30mA bis 4,2V.

von Gustl B. (-gb-)


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Gerald K. schrieb:
> Vieviel Ladestrom verträgt der Akku?

Weiß ich nicht, habe mir noch keinen rausgesucht.

Tommy schrieb:
> Bei so einem großen Modul (das ist doch schon mehr als 10x10cm², oder?)
> ist
> der MCP73831 schon am Limit.

Ja, das sind 15 cm x 13 cm. Hatte ich mir mal bei Amazon gekauft. Für 
einen Sensor sollte das locker reichen. Wenn ich mehrere dieser 
Sensorboards nahe beisammen verwende, dann könnte ich auch mit einer 
Solarzelle mehrere versorgen. Also die Akkus dann parallelschalten

von Johannes S. (jojos)


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Gustl B. schrieb
[...]


buhuhu, da baut jemand so abgefahrene Dinge wie 
Beitrag "Re: Zeigt her eure Kunstwerke (2020)"

und dann um einige zig Bits ein paar m durch die Luft zu blasen an einem 
Stromfresser festkrallen und da lieber Solarfarmen oder Kernkraftwerke 
anflanscht, ich verstehe es ehrlich nicht.

Meinen RFM Node v2 habe ich noch nicht bestückt, wollte erst einen Ofen 
dafür bauen. Die Platinen liegen hier schon eine Zeit lang rum, würde 
dir sogar 3 Stück schenken. Software habe ich auch, kann zwar wieder 
etwas verbessert werden, aber die v1 funkt hier jetzt schon seit 2-3 
Jahren.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich würde die Antenne anders positionieren, dass sie möglichst weit von 
allen andere teilen entfernt ist. Also mindestens an den äußeren Rand 
der Platine. Und da sollten dann auch keine Leiterbahnen oder 
Kupferflächen drunter liegen.

von Johannes S. (jojos)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich würde die Antenne anders positionieren, dass sie möglichst weit von
> allen andere teilen entfernt ist.

ok, Danke.
Ich wollte nicht den Thread mit meiner Platine kapern, nur zeigen das 
sowas doch eigentlich Pillepalle ist gegen so ein FPGA Board.
Gegen ESP habe ich auch nix, hier laufen auch einige, z.B. als LED 
Matrix Display (mittlerweile 3 Stück), Sensor am Stromzähler, Sonoff mit 
Tasmota für Dekolampen. Aber da ist überall eine Steckdose in der Nähe.
Die RFM funken nur auf dem LowLevel anders, in der Anwendungsschicht mit 
IOBroker auf dem PC sind sie alle gleich. Ob ein Logging auf einen Wert 
vom ESP oder RFM oder sonstwoher kommt ist da egal. Geht natürlich auch 
mit FHEM, OpenHAB oder sonstigen genauso. Eine heterogene Umgebung ist 
von daher kein Problem.

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Johannes S. schrieb:
> buhuhu, da baut jemand so abgefahrene Dinge wie

Dann warte mal auf die beiden Nachfolger a) mit USB3 und b) mit 1 
GSample/s ADC (-:

Johannes S. schrieb:
> Kernkraftwerke

Die gibt es auch in klein. Es gab sogar Leuchttürme die eines im Keller 
hatten.

Nun, ich habe mit uCs bisher nix gemacht ausser mit dem uBlaze im FPGA. 
Daher wollte ich erstmal mit dem ESP anfangen. HF Layout einer PCB 
Antenne traue ich mir auch eher nicht zu. Da sah die Fertiglösung eben 
schick aus.
Aber wie sich zeigt brauche ich entweder

für Batterie eine sparsame Lösung und da passt der ESP nicht oder
ich nehme Solar und das wird noch ne Ecke komplexer aber ginge mit ESP.

Am liebsten würde ich ja alle diese Möglichkeiten, auch eine mit kleinem 
uC und Sub 1GHz Funk, aufbauen und vergleichen. Da würde ich bestimmt 
viel bei lernen, allerdings würde das dann eine ehere große Baustelle.

Und dann gibt es viele Empfehlungen aber ich habe keine Ahnung was da 
die beste Lösung ist. Zigbee, Nordic, LoRA, BT5LE, 433, 866, ...?
Schön wäre entweder ein kleines Modul das nicht allzu teuer ist mit 
Antenne auf dem Modul oder ein IC mit wenig externer Beschaltung und 
einfacher PCB Antenne oder Drahtantenne.

Edit:
Also ich baue das auch gerne ohne Fertigmodule. Die Beschaltung von so 
einem SX1231H sieht jetzt nicht so irre kompliziert aus und die Löterei 
mache ich gerne. Der hat auch einige GPIOs, dann könnte ich auch einen 
kleinen uC mit weniger IOs verwenden.

Edit2:
Ich baue jetzt erstmal mit ESP, aber mit kleinem uC der der ESP nur 
selten weckt. Gestern habe ich noch das WLAN getestet, der ESP braucht 
ca. 4 Sekunden für die Verbindung, dann noch ein paar ms zum Senden der 
Daten. Da kann ich den schon einmal die Stunde wecken. Der uC holt dann 
in kürzeren Zeitabständen die Sensordaten.

: Bearbeitet durch User
von Arno (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Wenn meine Solarzelle schwach beleuchtet wird, dann darf sie kaum
> belastet werden um noch die 3,6 V für eine LiFePo4 Zelle zu bieten. Das
> bedeutet dann hier auf dem Schreibtisch im Haus ohne direkte
> Sonneneinstrahlung eine Belastung von ca. 2 mA. Dann ist die Spannung
> noch bei grob 3,6 V.
> Und jetzt ist eben die Frage:
> Machen das Laderegler aus so? Ich suche einen Laderegler der die
> Solarzelle nur so stark belastet, dass die Spannung weiterhin zum Laden
> reicht und gegebenenfalls den Ladestrom eben reduziert.

Was soll er sonst machen? Wenn die Eingangsspannung zusammenbricht, wird 
er ja nicht mehr Strom verbrauchen, und unter die Akkuspannung wird die 
Eingangsspannung nur fallen, wenn ohnehin kein Ladestrom mehr zur 
Verfügung steht...

Aber ich hab das gerade mal für dich getestet: MCP73831 auf ca. 500mA 
eingestellt (ist ein 1700mAh-Akku), Labornetzteil auf 5V, 
Akku-Leerlaufspannung 3,9V.

1) Strombegrenzung ganz auf: Akku 4,1V, Eingangsstrom 500mA, 
Eingangsspannung 5V
2) Strombegrenzung etwas runtergedreht (hat keine Skala, daher "etwas"): 
Akku 3,95V, Eingangsstrom 70mA, Eingangsspannung 4,3V
3) Strombegrenzung weiter runtergedreht: Akku 3,9V, Eingangsstrom 7mA, 
Eingangsspannung 4,25V

MfG, Arno

von Gustl B. (-gb-)


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Arno schrieb:
> Was soll er sonst machen?

Der Laderegler könnte auch aufhören zu laden wenn ein Minimalstrom bei 
einer Minimalspannung nicht mehr möglich ist. Und wenn der Minimalstrom 
dann recht groß ist, dann wäre da oft Schluss und bei Bewölkung würde 
nicht geladen oder so.

Arno schrieb:
> Aber ich hab das gerade mal für dich getestet:

Vielen Dank, wieder was gelernt! Gut, da bräuchte ich dann einen LDO für 
den ESP.

von Johannes S. (jojos)


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Gustl B. schrieb:
> Der hat auch einige GPIOs, dann könnte ich auch einen kleinen uC mit
> weniger IOs verwenden.

Wenn das die sind wie bei den RFM, dann haben die IO feste Funktionen.
Aber uC mit 48 Pins sind ja auch noch recht klein und bieten mehr 
Reserven. Und über SPI/I2C/One Wire kann man ja auch mehrere Sensoren an 
einen Funker hängen.

Gustl B. schrieb:
> Gestern habe ich noch das WLAN getestet, der ESP braucht ca. 4 Sekunden
> für die Verbindung,

Das soll mit fester IP Adresse schneller gehen.

Gustl B. schrieb:
> und die Löterei mache ich gerne.

Ja, das FPGA Board sieht schon sehr professionell aus. Wie lötest du 
sowas?

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Johannes S. schrieb:
> Aber uC mit 48 Pins sind ja auch noch recht klein

Mit reichen da schon deutlich weniger IOs. So ein kleiner ATiny oder PIC 
würde da schon passen.

Allerdings messe ich die Bodenfeuchtigkeit über die Frequenz. Ich muss 
also mit dem uC eine Zeit zwischen zwei Interrupts messen. Klar, das 
kann man mehrmals machen und mitteln, das geht mit dem ESP gut, aber ich 
weiß nicht wie das bei den ATinys funktioniert. Ich meine deren Takt ist 
vermutlich nicht so irre stabil und hängt vielleicht von der 
Versorgungsspannung ab.

Johannes S. schrieb:
> Wie lötest du
> sowas?

Die ICs alle unter Heißluft und das Kleinzeug mit einem dünnen Lötkolben 
wie dem Weller RTM 013 S. Das geht aber auch unter Heißluft nur mache 
ich das da nicht so gerne weil ich da immer den Heißluftfön halten muss.

von Johannes S. (jojos)


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Gustl B. schrieb:
> Ich muss also mit dem uC eine Zeit zwischen zwei Interrupts messen.
> Klar, das kann man mehrmals machen

Input Capture heißt das Kunststück, das beherrschen viele uC. Wenn der 
uC mit einem Quarz getaktet wird, dann ist die Messung stabiler, ist 
richtig.  Ich hatte bei meinen Experimenten (mit internen RC Oszi) auch 
Tag/Nacht Schwankungen gesehen die eher Temperaturschwankungen waren.

von Gerald K. (geku)


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Johannes S. schrieb:
> Software habe ich auch, kann zwar wieder etwas verbessert werden, aber
> die v1 funkt hier jetzt schon seit 2-3 Jahren.

Über die Versorgung sagt die Schaltung leider nichts aus. Genau das ist 
das Thema dieses Threads

von Gerald K. (geku)


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Johannes S. schrieb:
> Software habe ich auch, kann zwar wieder etwas verbessert werden, aber
> die v1 funkt hier jetzt schon seit 2-3 Jahren.

Über die Versorgung sagt die Schaltung leider nichts aus. Genau das ist 
das Thema dieses Threads

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich würde die Antenne anders positionieren,

Ich sehe in den Unterlagen keine Antenne. Es ist, wie bei der 
Spannungsversorgung, nur ein Anschluß vorgesehen.

von Johannes S. (jojos)


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Gerald K. schrieb:
> Über die Versorgung sagt die Schaltung leider nichts aus. Genau das ist
> das Thema dieses Threads

Im Ruhezustand brauche ich 1,3 µA, beim Senden 40 mA. Also deutlich 
sparsamer als ein ESP. Vmin habe ich nicht mehr genau im Kopf, ich meine 
so 2,5 V. Der RFM75, den C-Hater genannt hat, wäre evtl. besser wenn der 
weiter runter kommt.
Versorgung hatte ich bisher
a) 2x AA Zellen, ohne Spannungsregler. Laufen mehrere Jahre. Sendezyklus 
war testweise 10 s oder 30 s, 60 s würden auch reichen und viel 
ausmachen.
b) 2x AA und Spannungsregler mit StepUp. Kann die Batterie bis unter 1,5 
V leerziehen, hat aber einen höheren Eigenbedarf mit ca. 50 µA.
Ein Pololu Modul mit Regler IC von TI. Habe noch ein anderes Chinamodul 
hier liegen das in Ruhe 6 µA ziehen soll, wäre besser, habe ich noch 
nicht eingebaut.
c) LiSO2 Batterie, hat aber nur etwa ein Jahr gehalten. Da wäre wohl 
noch ein dickerer C nötig gewesen um den Sendepeak zu puffern. Eine 
Zelle hatte sich sogar umgepolt.

Gerald K. schrieb:
> ch sehe in den Unterlagen keine Antenne.

ja, habe so ein Ringelschwänzchen verwendet. Vielleicht nicht ideal, 
reicht aber für ca. 30 m vom Garten ins Haus. Und auch im Haus durch 
Stahlbetondecken.

Aber wie schon geschrieben, diese Alternative zum ESP hatte ich nochmal 
erwähnt um Öl ins Feuer zu giessen :) Ich bin zwar kein richtig Grüner, 
aber für den Zweck finde ich die Energieverschwendung unnötig und 
vermeidbar. Andere argumentieren ja mit 'SMD will ich nicht löten', aber 
das hat der TO ja gut drauf.

Noch eine Korrektur zur Lithium Batterie:
nicht LiSO2, sowas hier 
https://www.reichelt.de/lithium-zelle-aa-mignon-3000-mah-10er-pack-ans-1502-0005-p202598.html?&trstct=pol_20&nbc=1
und diese
https://www.reichelt.de/lithium-batterie-1-2-aa-1200-mah-axial-1er-pack-xl-050f-ax-p234445.html?&trstct=pol_1&nbc=1
hatte ich benutzt.

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


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Johannes S. schrieb:
> c) LiSO2 Batterie, hat aber nur etwa ein Jahr gehalten. Da wäre wohl
> noch ein dickerer C nötig gewesen um den Sendepeak zu puffern. Eine
> Zelle hatte sich sogar umgepolt.

Ich verwende auch eine LiSO2, die  LS14500 . Die Zelle liefert 3,6V. 
Daher benötige ich nur eine Zelle.

Ich habe die Korrektur überlesen. Diese LI-Zellen sind eine andere 
Technologie und liefer nur 1,5V. Die zweite hat nur die halbe Kapazität 
einer Alkali, das erklärt die kurze Betriebsdauer

: Bearbeitet durch User
von Johannes S. (jojos)


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ja, dann hatte ich beides. 2x AA Lithium und auch 1x LiSO2. Diese lief 
aber am Sensor mit 10 s Sendezyklus, ohne Pufferelko. Das sollte man so 
nicht machen, sonst würde die wahrscheinlich auch lange halten. Nur 40 
mA sind leichter zu puffern als 400 mA :)
Im Datenblatt wird das Puffern ja auch ausdrücklich empfohlen.

: Bearbeitet durch User
von Uwe S. (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Laderegler?

Um einen Li+ Akku(mit BMS) zu laden reicht doch ein N-FET der '-' von 
dem Solarmodul weg-schaltet und ein ADC der hochohmig die Akkuspannung 
misst.

Der Rest ist Software!

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