Hallo, Erstmal kurz als Info für was ich das ganze brauche: Ich habe einen Regensensor gebaut, bei dem bei Regen eine Wippe umkippt die dann einen Reed-Kontakt auslöst. Der ESP8266 soll sich grundsätzlich im Deep-Sleep befinden und durch den Reed-Kontakt aufgeweckt werde, sich dann kurz mit dem Wlan verbinden, per MQTT das Auslösen der Wippe sowie den Akkustand versenden und dann wieder in den Deep-Sleep wechseln. Das auslesen des Akkustandes kriege ich denke ich hin, unsicher bin ich mir noch bei der richtigen Auswahl von Soalrzelle(n), Akku, Laderegegler und sonstiger Elektronik. Orientiert habe ich mich an folgenden zwei Artikeln: https://randomnerdtutorials.com/power-esp32-esp8266-solar-panels-battery-level-monitoring/ https://tutorials-raspberrypi.de/nodemcu-esp8266-solar-zelle-18650-akku-stromversorgung/ Die sind sich bei der Hardware eigentlich auch ziemlich einig: - eines oder mehrere 5/6V Solarpanele - Akku: ein oder mehrere Li-Ion 18650 + Halterung - Lademodul: TP4056 - Spannungsregler: MCP1700-3302E - Kondensatoren: 100uF und 100nF - diverse Widerstände um den Ladestand der Batterie zu überwachen Die Kommentare äußern aber teilweise heftige und teilweise auch widersprüchliche Kritik an diesem Setup, allerdings meist ohne konkreter Verbesserungsvorschläge. Vielleicht kann mir irgendwer hier im Forum bei folgenden für mich unklaren Punkten Rat geben: - Brauche ich irgendein „Modul“ um eine Tiefenentladung des Akkus zu verhindern, oder sorgt dafür schon das Lademodul? Habe da den Begriff „Protection Board“ aufgeschnappt. Oder bekommt der ESP nicht schon lang bevor es für die Batterie kritisch wird keinen Strom mehr? - Muss ich den Akku irgendwie vor Überladung schützen? - Muss/Kann ich irgendwie verhindern, dass Strom aus dem Akku in die Solarzelle zurückfließt wenn dessen Spannung geringer ist oder sorgt dafür schon das Lademodul? Wenn ja, welche Diode? nehme ich dann dafür? - Kann das Lademodul gleichzeitig den Akku laden und den ESP betreiben? Manche behaupten das geht nicht, und empfehlen deswegen stattdessen den MCP73871. Was könnt ihr mir empfehlen? Ich weis dass diese Fragen sehr Anfängerlastig sind, habe aber versucht die Fragen möglichst konkrete zu formulieren um eine Beantwortung möglichst einfach zu machen. Vielen Dank schon mal!
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Julian S. schrieb: > Brauche ich irgendein „Modul“ um eine Tiefenentladung des Akkus zu > verhindern, oder sorgt dafür schon das Lademodul? Tiefentladung muss auf jeden Fal verhindert werden. Ob den Modul das hat kann ich dir nicht sagen, da ich nicht weiß, welches Modul du verwendest. Verlinke mal dessen Datenblatt (und zwar so dass der Link auch funktioniert, nicht wie oben). > Oder bekommt der ESP nicht schon lang bevor > es für die Batterie kritisch wird keinen Strom mehr? Die Batterie fällt nicht schlagartig aus. Des ESP8266 hat die Eigenart, sich bei Unterspannung aufzuhängen und dann permanent einige zig mA Strom aufzunehmen. Damit würdest du Lithium Akkus sicher zerstören - es sei denn du hast eine Schutzschaltung dazwischen. > Muss ich den Akku irgendwie vor Überladung schützen? Auf jeden Fall. Dafür sollte der Laderegler sorgen und zur Sicherheit eine zusätzliche Schutzschaltung im Akku. Akkus ohne integrierte Schutzschaltung würde ich nicht verwenden, die sind nämlich gefährlich. > Muss/Kann ich irgendwie verhindern, dass Strom aus dem Akku in die > Solarzelle zurückfließt wenn dessen Spannung geringer ist oder sorgt > dafür schon das Lademodul? Auch hier verlinkte bitte das Datenblatt des Lademoduls. Wenn keine anständigen Infos dazu verfügbar sind, musst du es wohl ausprobieren oder eine Diode hinzufügen. > Wenn ja, welche Diode? Bis 200mA würde ich die 1N4148 nehmen. Ansonsten eine andere die den Strom aushält und möglichst wenig Leckstrom in Sperr-Richtung hat. > Kann das Lademodul gleichzeitig den Akku laden und den ESP betreiben? Welches Lademodul? Wenn man undokumentierten Chinakram kauft, sollte man sich die Zeit nehmen, die Produkte selbst zu untersuchen. Es ist nicht unsere Aufgabe, die Versäumnisse der Billig-Händler auszugleichen. Also: Frage den Händler/Hersteller, falls er es nicht dokumentiert hat.
Was die Spannungsregler angeht, halte dich an ihre Datenblätter! Es ist gan wichtig, die richtigen Kondensatoren zu verwenden und sie richtig zu platzieren. Sonst riskierst du, dass der Spannungsregler scheingt und damit Überspannung ausgibt. ESP Module brauchen Spannungsregler, die 500mA liefern können. Die genannten Spannungsregler sind zu schwach, ein stabiler Betrieb ist damit nicht gewährleistet. Das NodeMCU Board ist die schlechteste denkbare Wahl, wegen seiner hohen Ruhestromaufnahme.
Was die Auswahl der Solarzelle angeht: Die Leistung müsste ja angegeben sein, die gilt natürlich nur unter idealen Bedingungen. Bedenke, dass dei Sonne nur wenige Stunden scheint. Im Winter reduziert sich die Leistung typischerweise auf 3% (verglichen mit Sommer). Dazu kommen ca. 50% Verluste durch Laderegler, Akku und Spannungsregler. Ein nacktes ESP Modul (nicht das NodeMCU Board) nimmt etwa 80mA auf, wenn es aktiv ist. Zum Einbuchen im Netz und senden eines kurzen Datenpaketes kannst du mit 5 Sekunden rechnen. Im Deep-Sleep Modus oder Power-Down geht die Stromaufnahme auf etwa 20µA runter. Aber der Spannungsregler, der Akku (Selbstentladung) und dessen Laderegler nehmen auch ständig einige µA auf. Wie groß die Solarzelle letztendlich sein muss, hängt also stark von deiner finalen Schaltung ab und davon, wie oft der ESP aktiviert wird. Bevor du da unnötig Geld in eine unpassende Solarzelle versenkst, würde ich den ESP einfach mal an einem einmalig aufgeladenen Akku betreiben und dann mal schauen, wie weit du kommst. Anhand der erreichten Zeit (und der Kapazität des Akkus) kannst du dann den Bedarf an Solarstrom recht präzise berechnen. Wenn der Akku groß genug ist, brauchst du ihn nur im Sommer zu laden, dann kann die Solarzelle um Faktor 10 kleiner sein. Wie wäre es, wenn du eine Solar-Lampe zur Stromversorgung missbrauchst?
Stefan ⛄ F. schrieb: > und zwar so dass der Link auch funktioniert, nicht wie oben). Sorry, habe die Links angepasst, sind jetzt richtig. Stefan ⛄ F. schrieb: > Was die Spannungsregler angeht, halte dich an ihre Datenblätter! Danke für die Info, werde ich machen. Stefan ⛄ F. schrieb: > ESP Module brauchen Spannungsregler, die 500mA liefern können. Die > genannten Spannungsregler sind zu schwach, ein stabiler Betrieb ist > damit nicht gewährleistet. Diese Spannungsregler habe ich schon mit diversen ESP8266 im Einsatz, hat bis jetzt immer problemlos funktioniert. Stefan ⛄ F. schrieb: > Das NodeMCU Board ist die schlechteste denkbare Wahl, wegen seiner hohen > Ruhestromaufnahme. Das Node-MCU Board wurde zwar in den verlinkten Anleitungen verwendet, ich werde aber ein nacktes ESP8266 Board verwenden. Stefan ⛄ F. schrieb: > Wie wäre es, wenn du eine Solar-Lampe zur Stromversorgung missbrauchst? Das habe ich hier im Forum auch schon mal irgendwo gelesen. Würde das ganze am liebsten selber machen ohne eine Lampe auszuschlachten, die Möglichkeit besteht aber natürlich. Die Dimensionierung der Solarzellen hätte ich genauso gemacht wie von dir beschrieben. Dann noch zu dem Lademodul, und damit zu Tiefenentladung und Überladung: Beide Tutorials aus meines Erachtens nach relativ seriösen Quellen verwenden das TP4056 Lademodul. Das Datenblatt dazu findet man hier (ab Seite 2): https://kleine-teile.de/Kleine-Teile/Datenblaetter/TP4056%20Datasheet.pdf In den Kommentaren als bessere Alternative angepriesen wurde dieses das MCP73871 Lademodul. Datenblatt: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/MCP73871-Data-Sheet-20002090E.pdf Ehrlich gesagt blicke ich bei den Datenblättern da aber nicht wirklich durch. Interessant wäre ja Tiefenentladung, Überladung und ein gleichzeitiges betreiben von ESP und Laden des Akkus, oder? Stefan ⛄ F. schrieb: > Auf jeden Fall. Dafür sollte der Laderegler sorgen und zur Sicherheit > eine zusätzliche Schutzschaltung im Akku. Akkus ohne integrierte > Schutzschaltung würde ich nicht verwenden, die sind nämlich gefährlich. Der Akku an den ich dachte ist der Li-Ion 18650, der wurde auch in den beiden Tutorials verwendet. Den brauche ich also einen Akku mit Schutzelektronik, auch wenn der doppelt so teuer ist? Z.b. so einen:? https://www.ebay.de/itm/2-x-Panasonic-NCR18650B-Li-Ionen-Akku-mit-PCB-Schutzelektronik-3400mAh-6-8A/293633337175?_trkparms=ispr%3D1&hash=item445de92757:g:hPwAAOSwiX9e~GHT&amdata=enc%3AAQAFAAACcBaobrjLl8XobRIiIML1V4Imu%252Fn%252BzU5L90Z278x5ickkvjzWOStkxwnlDuxSI1PVVg18t%252BiSbKWyIljBNgNqs1MAVihwK8h9P5UOmMtirOyM8UpX5wld%252BNA1c%252FjkYP5NUSO0NUfwNvbYMdpHPxlnw61WZXRSotI%252FBGYDtE51wyab56Mp96RnVG4a8aa6DZnpzJXIeXkOHealmS2e%252FBY43qjb%252BM2V4N3Jnz%252F5EOAM%252Bu2n894aTrogYwPYtoP7WijShiH%252Buzh%252FsSJXNa%252B0ySBASH5IGGSshocb8ep6nIgDDJMsQLw2f7%252BicGH3%252FIxmf5U9t6SY6SUE6CG4lMfkN%252BU6noRqdwMFmZ0mzTfIDfzG4xRaGaLPW2wRq%252B6z5DcR9cLxAV6koIVdXrKlsHXiXm6IH8qh%252BZlfleicQ7RX5JlZkz4uvk0gm0zXXWyVV%252FaeQB9Ny8cJyX8HQ1rsXoloPQQ5jegI%252BxDqMaw%252BPJpUPJODeF6Ug79rRLAtcHeQ4od7tqQE9AYQYFYnyLqJ0%252BjZuUqmXdv1rm2z8EMV7Uxfm%252Fo4E94pv3GNoNcSmnXyiQgK7r62HwTx4AF8Yu6H830YQGwp7GCaE%252FOYWKH5e8YzS%252FC1AhdmHbmHcwagM7Hu5bPZYysJ2Ratb9piCRBgW1CNaEb1n6gQV9kZA7GgcCGhx%252Fe9%252BuRpgx%252F%252BhCfsNX%252F%252F%252BOn7noPwCGygL6ttqs%252F8788Di41mL6Q%252FEZ%252F7gPoME0iRnUVOM1OxbJB1ftgCc2Tx%252B8k%252B8BtKE8MrXVYMMk3piJiauR56BNZqCqDpEdI%252Bgv2It3donpZcX6MXBko1x1BOYC2ENz6Djw%253D%253D%7Ccksum%3A293633337175e4fa1eafb23940498648c333d546d5ca%7Campid%3APL_CLK%7Cclp%3A2334524
Julian S. schrieb: > Interessant wäre ja Tiefenentladung, Überladung und ein > gleichzeitiges betreiben von ESP und Laden des Akkus, oder? Achte auf den Tiefentladeschutz. Überladen sollte bei keinem Laderegler möglich sein, das gehört zu deren Grundfunktion. Gleichzeitiges Betreiben des ESP wäre zu berücksichtigen, wobei ich davon ausgehe, dass die allermeisten Laderegler damit kein Problem haben sollten. Wenn das Datenblatt dazu nicts sagt, wird es wohl gehen. Solarzelle ist ein spezieller Aspekt. Damit kommen nicht alle Laderegler klar. Denn Solarzellen liefern einen Strom, der durch die Sonneneinstrahlung begrenzt wird - also auch schwankt. Ich habe den TP4056 noch nicht benutzt, aber nach den Angaben des Datenblattes sollte er wohl geeignet sein. Bei dem Chip gefällt mir allerdings nicht, dass sie Ladespannung so hoch ist. Ich würde lieber auf 4V oder 4,1V gehen, damit der Akku länger hält. > Der Akku an den ich dachte ist der Li-Ion 18650, > der wurde auch in den beiden Tutorials verwendet. 16850 ist lediglich eine Angabe der Größe. Die gibt es mit und ohne integrierte Schutzschaltung. 22€ für einen Akku kommt mir allerdings arg teuer vor. Schau mal: https://www.reichelt.de/industriezelle-li-ion-18650-3-6-v-2600-mah-button-top-sanyo-18650-pcb-p118280.html Bist du denn sicher, dass diese Zellen genügend Kapazität haben? Das würde ich wie gesagt erst einmal prüfen. Da hier im Winter die Sonne praktsch nie zu sehen ist, würde ich den Akku so auslegen, dass er für mindestens 4 Monate (ohne Sonnenlicht) ausreicht. Ironischerweise wird dein Gerät im Sommer wo viel Sonnenstrom verfügbar ist weniger Strom benötigen, weil es weniger regnet. Und wenn er schon so lange hält, wäre es vielleicht eine Überlegung Wert, den ganzen Zinnober mit Solarzelle und Laderegler weg zu lassen und den Akku 2x im Jahr gegen einen aufgeladenen auszuwechseln.
Mit Solar würde ich eigentlich schon ganz gerne machen, das ganze soll dann aufs Hausdach. Stefan ⛄ F. schrieb: > Bist du denn sicher, dass diese Zellen genügend Kapazität haben? Ich denke ich würd mit zwei parallel geschalteten Akkus anfangen und bei Bedarf nochmal erweitert. Wenn der Akku gegen Tiefenentladung geschützt ist, muss ich dann nochmal explizit darauf achten, dass das Lademodul das auch tut? Stefan ⛄ F. schrieb: > 16850 ist lediglich eine Angabe der Größe. Danke, das war eine Erleuchtung für mich. Was denkst du von folgenden Akkus:? https://www.ebay.de/itm/2x-TrustFire-18650-Li-Ion-Akku-2400-3400mAh-3-7V-Schutzschaltung-PCB-DE/193767552187?_trkparms=aid%3D1110006%26algo%3DHOMESPLICE.SIM%26ao%3D1%26asc%3D20200520130048%26meid%3D6674bb587aa94f55ba2906301801610c%26pid%3D100005%26rk%3D1%26rkt%3D12%26mehot%3Dpf%26sd%3D284056275811%26itm%3D193767552187%26pmt%3D1%26noa%3D0%26pg%3D2047675%26algv%3DSimplAMLv5PairwiseWebWithDarwoV3BBEV2b%26brand%3DTrustFire&_trksid=p2047675.c100005.m1851 Oder sollte ich auf bekannte Marken setzen?
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Julian S. schrieb: > Wenn der Akku gegen Tiefenentladung geschützt ist, muss ich dann nochmal > explizit darauf achten, dass das Lademodul das auch tut? Nein. Julian S. schrieb: > Was denkst du von folgenden Akkus:? Nichts. Wie vertrauenswürdig findest du einen Händler, der im Titel und in den Bildern fett 3400mAH schreibt, und dann weiter unten "2400mAh - 3400mAh" angibt? Zudem kosten sie nur halb so viel wie üblich. "Wir akzeptieren nur PAYPAL-Zahlungen." finde ich auch sehr merkwürdig. Generell würde ich Akkus niemals bei Ebay, Amazon, oder ähnlichen Plattformen kaufen. Die Chance, dort beschissen zu werden, ist weit über 50%. Es geht dabei ja nicht nur um ein paar Euro, sondern viel mehr auch um Sicherheit. Wende dich lieber an einen vertrauenswürdigen Händler, der einen guten Ruf zu verlieren hat.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Wie vertrauenswürdig findest du einen Händler, der im Titel und > in den Bildern fett 3400mAH schreibt, und dann weiter unten "2400mAh - > 3400mAh" angibt? Man kann oben auswählen mit welcher Kapazität man den Akku haben will. Es gibt Auswahlmöglichkeiten zwischen 2400mAh und 3400mAh, deswegen diese Formulierung. Nur die 2400mAh Akkus sind so besonders günstig. Trotzdem hast du vermutlich recht, beim Akku sollte man im Sinne der Sicherheit nicht sparen. Ich sträube mich nur immer vor den 5€ Versandkosten bei Conrad, Reichelt und Co.
Julian S. schrieb: > Man kann oben auswählen mit welcher Kapazität man den Akku haben will. Ah OK, das habe ich nicht bemerkt.
Julian S. schrieb: > Oder sollte ich auf bekannte Marken setzen? Darf etwas mehr (reale) mAh sein?: https://www.batterijservice.nl/en/samsung-inr21700-50e-unprotected-5000mah.html Sony, LG oder Samsung sollten es schon sein - aber nicht unbedingt in 'neu' (Z.B. Zellen aus alten Notebook Akku nehmen)
Ich bin mir ziemlich sicher dass das mit dem Akku usw. gut geklappt hätte, gestern hatte ich aber noch einen neuen Einfall, so werde ich es jetzt voraussichtlich auch lösen: Bei Amazon habe ich folgendes gefunden: https://www.amazon.de/dp/B07XMN5RXM/ref=cm_sw_r_cp_awdb_imm_t1_geY5FbV4NHZ78 Die Fernbedienung(Sender) schraube/breche ich auf und statt dem Knopf schließe ich den Reedkontakt des Regensensors an. Im Haus habe ich sowieso einen ESP für Temperatur und Luftfeuchtigkeit am Laufen, an den schließe ich dann das Relais(Empfänger) wie einen Taster an. Dann muss ich zwar auch gelegentlich Batterien wechseln, aber diese Fernbedienungen halten meiner Erfahrung nach ewig, und durch eine Wand müsste sie auch kommen. Es heißt ja oft dieses Forum sei eher Anfängerfeindlich, kann ich nicht bestätigen, vielen Dank für die schnelle und kompetente Beantwortung meiner Fragen!
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Julian S. schrieb: > Die Fernbedienung(Sender) schraube/breche ich auf und statt dem Knopf > schließe ich den Reedkontakt des Regensensors an. Das scheitert eventuell daran, dass der Reedkontakt nur sehr kurz geschlossen wird.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Das scheitert eventuell daran, dass der Reedkontakt nur sehr kurz > geschlossen wird. Hm, daran habe ich nicht gedacht, ist das sehr wahrscheinlich? Ansonsten würde ich es denke ich einfach mal ausprobieren.
Julian S. schrieb: > Die Kommentare äußern aber teilweise heftige und teilweise auch > widersprüchliche Kritik an diesem Setup, Ein TP4056 ist schlich komplett ungeeignet am Solarpanel. Seine Verwendung zeigt, dass du von den Stromquellen- Eigenschaften eines Solarpanels nicht die geringste Ahnung hast. Zweitens ist WLAN das blödeste was man zum Energiesparen nutzen kann, nicht ohne Grund nutzen Funkthermometer etc. das nicht. Klar, ein fettes Solarpanel, so DIN A4 gross, kann all diese Fehlentscheidungen irgendwie retten.
MaWin schrieb: > Ein TP4056 ist schlich komplett ungeeignet am Solarpanel. Kannst du das begründen? Ich frage weil ich nämlich im Datenblatt keinen Grund dafür sehe.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Kannst du das begründen? Ich frage weil ich nämlich im Datenblatt keinen > Grund dafür sehe Auch du hast keinerlei Ahnung von Solarpanels ? Das sind Stromquellen, keine Spannungsquellen. Ein TP4056 hingegen belastet die Quelle immer mit einem Maximalstrom, und kann sie den nicht liefern, sondern lässt daraufhin die Spannung einbrechen, schaltet er ab (und wieder an und wieder ab...) Im Endeffekt braucht man zum Laden eines (LiIon) Akkus nichts als eine Maximalspannungsüberwachung, z.B. per TLV431 oder ICL7665. Das Solarpanel kann (über eine Diode die Akkuentladung nachts ins Solarpanel verhindert) direkt an den Akku. Besser geht es nur mit MPPT Reglern.
MaWin schrieb: > Ein TP4056 hingegen belastet die Quelle immer mit einem Maximalstrom, Das ist nicht richtig. Der Chip begrenzt den Ladestrom und die Spannung. Er kommt durchaus mit Quellen klar, die weniger als den konfigurierten Strom liefern. Dann wird der Akku lediglich langsamer geladen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Das ist nicht richtig. Der Chip begrenzt den Ladestrom Ja, eben auf einen Maximalwert. > und die Spannung. > Er kommt durchaus mit Quellen klar, die weniger als den konfigurierten > Strom liefern. Dann wird der Akku lediglich langsamer geladen. Wie liefert eine Quelle weniger Strom ? in dem sie schon bei diesem geringeren Strom in der Spannung einbricht. Wie reagiert der TP4056 auf einbrechende Spannung ? Mit Abschaltung. Nicht mit langsamerem Ladevorgang. Allerdings steigt die Spannung nach Abschaltung natürlich gleich wieder wegen nun fehlender Last, also schaltet der TP4056 wieder ein. Ein vernünftiger Ladevorgang wird daraus nicht sondern vor allem Schaltverluste. Merke: Solarzellen erfordern andere Schaltungen als Spannungsquellen.
MaWin schrieb: > Wie reagiert der TP4056 auf einbrechende Spannung ? > Mit Abschaltung. Nicht mit langsamerem Ladevorgang. Das ist nach meinem Kenntnisstand falsch. Er schaltet eben nicht ab. Es werden sogar Module für genau diesen Anwednungsfall angeboten: https://www.roboter-bausatz.de/1047/tp4056-lithium-lipo-lion-akku-solar-lademodul-fuer-arduino
Stefan ⛄ F. schrieb: > Das scheitert eventuell daran, dass der Reedkontakt nur sehr kurz > geschlossen wird. Meinst du dass es nicht reicht, damit die Fernbedienung das Signal „absendet“ oder um das Relais korrekt auszulösen? Weil ein Relais schaltet durch den Reedkontakt-Impuls sauber, das habe ich gerade ausprobiert.
Julian S. schrieb: > Meinst du dass es nicht reicht, damit die Fernbedienung das Signal > „absendet“ oder um das Relais korrekt auszulösen? Ja das meine ich. Kommt halt auf die Fernbedienung an.
Julian S. schrieb: > Es heißt ja oft dieses Forum sei eher Anfängerfeindlich, ... Kommt darauf an, ob jener geschickt seinen Fall moderieren kann, oder nicht. Stefan ⛄ F. schrieb: > Das ist nach meinem Kenntnisstand falsch. Er schaltet eben nicht ab. Das das so ist, sieht man auch im Datenblatt mit dem Vorwiderstand. Wichtgste ist dafür zu sorgen, dass bei voll bestrahlter Solarzelle dieser nicht überlastet wird.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Ja das meine ich. Kommt halt auf die Fernbedienung an. Du hattest Recht, die Fernbedienung löst nicht aus. Jetzt ist natürlich die Frage, ob es trotzdem eine Möglichkeit gibt das so zu lösen. Im Prinzip brauche ich also eine „Signalverlängerung”, die den kurzen Impuls des Reedkontaktes verlängert. Nach ein bisschen Recherche bin ich dafür auf zwei Möglichkeiten gestoßen: 1. Irgendwie soll das mit einem Kondensator möglich sein. Idee ist, wenn ich das richtig verstanden habe, dass der Kondensator sich wenn der Reedkontakt geschlossen ist schnell auflädt und sich dann über einen Widerstand langsam entlädt —> Impuls länger Dazu habe ich aber leider nirgends wirklich konkrete Beispiele/Schaltungen gefunden und kann mir das deswegen schlecht vorstellen. 2. Den Impuls mit einem Monoflop verlängern. Hierbei soll der Monoflop das Signal verlängern. Zum Klassiker NE555 gibt es einige Anleitungen, wie etwa: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0310121.htm Datenblatt: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ne555.pdf Allerdings liegt der Stromverbrauch hier, wenn ich das Datenblatt richtig gelesen habe, bei 6 mA (Max), was eben viel zu viel ist. Etwas stromsparenden soll der TLC555 sein, mit 0,35 mA (Max). Auch das finde ich aber noch ziemlich viel. Den Anschluss von diesem Monoflop müsste ich hin kriegen, da die Pins ja genau wie beim NE555 sind. Datenblatt: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc555.pdf?ts=1609395529112 Deutlich stromsparender dagegen sind 74HC123 und 74HC4538. Abgesehen davon, dass ich nicht weiß was der Unterschied zwischen den beiden ist, ist auch der Stromverbrauch mit 0,008 mA (Max) gleich niedrig. Hier dagegen stoße ich an die Grenzen meines technischen Verständnisses. Lässt sich die gewünschte Signalverlängerung mit diesen Monoflops erreichen? Zu diesen finde ich leider kaum Material im Internet, auch keine “Anleitung”. Datenblätter: https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74HC_HCT123.pdf http://www.farnell.com/datasheets/2030204.pdf Um die Laufzeit zu verlängern habe ich die 2x3=6V Knopfzellen der Fernbedienung schon gegen 4x1,5=6V AA Batterien getauscht. Konkrete Fragen also: Lässt sich das ganze irgendwie mit einem Kondensator realisieren (ist mir grundsätzlich sympathischer)? Weis irgendwer hier, wie die beiden oben verlinken stromsparenden Monoflops funktionieren?
Julian S. schrieb: > Lässt sich das ganze irgendwie mit einem Kondensator realisieren (ist > mir grundsätzlich sympathischer)? Ich würde die "Einfache monostabile NAND-Gatter Schaltung" von der Seite https://www.electronics-tutorials.ws/de/sequentielle/multivibratoren.html aufbauen. Also mit einem CD4011B. Praktischerweise kannst du diese IC direkt mit der Batterie versorgen, ohne weitere Verluste durch Spannungsregler in Kauf nehmen zu müssen. Lege die Eingänge der beiden ungenutzten Gatter fest auf HIGH oder LOW, damit sie keine Radiowellen empfangen und dadurch den Stromverbrauch in die Höhe treiben.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Die Leistung müsste ja angegeben sein, die gilt natürlich nur unter > idealen Bedingungen. Das ist Unfug. Was bitte sind "ideale Bedingungen"? Die Leistungsangabe bei Solarzellen/-panelen bezieht sich gewöhnlich auf ein senkrecht einfallendes Licht mit definiertem Spektrum und einer Bestrahlungsstärke von 1000W/m² bei 25C.
Wolfgang schrieb: > Das ist Unfug. Was bitte sind "ideale Bedingungen"? Das sind die idealen Bedingungen: > Die Leistungsangabe bei Solarzellen/-panelen bezieht sich gewöhnlich auf > ein senkrecht einfallendes Licht mit definiertem Spektrum und einer > Bestrahlungsstärke von 1000W/m² bei 25C.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Ich würde die "Einfache monostabile NAND-Gatter Schaltung" von der Seite > https://www.electronics-tutorials.ws/de/sequentielle/multivibratoren.html Danke für den Link, die Seite ist ja super! Der Triggerinput wäre in meinem Fall ja dann der Reedkontakt des Regenmessers. Fraglich ist für mich noch wie ich damit die Fernbedienung schalte. Der Ausgang dieser Schaltung gibt ja entweder 0V oder 6V aus. Ich will aber irgendwie den Taster der Fernbedienung “simulieren”. Die einzige Möglichkeit die mir jetzt einfallen würde wäre ein Relais dazwischenzuschalten, aber einerseits weis ich nicht ob die Schaltung diese Ströme aushält und andererseits sind Relais auch nicht gerade stromsparend... Gibts da ne bessere Lösung?
Stefan ⛄ F. schrieb: > Das sind die idealen Bedingungen: ... Idealere Bedinungen hast du, wenn du das Panel in 8849m Höhe installierst oder auf einem Satelliten spazieren fallen lässt (1361W/m²).
Julian S. schrieb: > Fraglich ist für mich noch wie ich damit die Fernbedienung schalte. Der > Ausgang dieser Schaltung gibt ja entweder 0V oder 6V aus. Ich will aber > irgendwie den Taster der Fernbedienung “simulieren”. Mit einem Optokoppler.
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Stefan ⛄ F. schrieb: > Mit einem Optokoppler. Habe mal versucht mich da einzuarbeiten. Ich denke ein 4N35 müsste für mich geeignet sein. Datenblatt: https://www.vishay.com/docs/81181/4n35.pdf Dann habe ich versucht die benötigten Widerstände anhand folgender Seite richtig zu berechnen: https://www.kollino.de/elektronik/optokoppler/ “If” war auf dem Datenblatt allerdings nur als max und nicht als typ angegeben, also habe ich max verwendet. Auch beim CTR war ich mir unsicher welchen Werte ich nehmen sollte. Ebenfalls nicht sicher war ich mir bei der Dimensionierung von Widerstand “Rt” und Kondensator “Ct”, die ja die Dauer des Impulses festlegen. Herausgekommen ist am Ende auf jeden Fall die Schaltung im Anhang. Wäre super nett wenn du dir das mal anschauen könntest und sagen könntest ob das so einigermaßen hinhaut!
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Julian S. schrieb: > “If” war auf dem Datenblatt allerdings nur als max und nicht als typ > angegeben, also habe ich max verwendet. Das ist vollkommen unnötig. Du musst erst mal heraus finden, wie hoch der Laststrom ist. Vermutlich < 1mA. Anhand des CTR ermittelst du den nötigen Strom durch die LED. Achtung: Der CTR ist keine Konstante sondern hängt wiederum von der Stromstärke ab. Je geringer der Strom, umso geringer der CTR Wert. Nehmen wir mal an, dass du auch CTR=50 kommst, dann brauchst du an der LED 2mA damit am Ausgang 1mA fließen können. Du kannst auch einfach Pi mal Daumen 5mA probieren und nur wenn das nicht klappt, dann eventuell erhöhen oder einen anderen Optokoppler nehmen. 500µF und 1kΩ werden wohl gehen, aber der Kondensator ist groß. Ich würde lieber einen 4,7µF Elko und 120kΩ nehmen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Du musst erst mal heraus finden, wie hoch der Laststrom ist. Hab gerade nachgemessen, durch den Taster fließen 0,7 mA. Stefan ⛄ F. schrieb: > Der CTR ist keine Konstante sondern hängt wiederum von der > Stromstärke ab. Je geringer der Strom, umso geringer der CTR Wert. Und wo finde ich den? Aus dem Datenblatt werde ich da ehrlich gesagt nicht schlau. Stefan ⛄ F. schrieb: > Nehmen wir mal an, dass du auch CTR=50 kommst, dann brauchst du an der > LED 2mA damit am Ausgang 1mA fließen können. Das heist das doppelte? Das wäre in meinem Fall dann ja 1,5 mA. Das wäre dann wieder in der Rechnung R(vor Led) = (6-1,3)/0,0015 = 3,1 KiloOhm Und in der Rechnung R (Lastkreis) = (6x3)/(0,00075x50%) = 48 KiloOhm Stimmt das? Ich glaube irgendwie ich hab’s immer noch nicht richtig verstanden. Stefan ⛄ F. schrieb: > Du kannst auch einfach Pi mal Daumen 5mA probieren Das verstehe ich jetzt nicht, wieso denn jetzt auf einmal 5 mA? Stefan ⛄ F. schrieb: > 500µF und 1kΩ werden wohl gehen, aber der Kondensator ist groß. Ich > würde lieber einen 4,7µF Elko und 120kΩ nehmen. Okay, ich denke dann nehme ich deine Werte. Muss mal schauen ob ich noch irgendwelche Kondensatoren rumliegen habe.
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Julian S. schrieb: > Und wo finde ich den? Als Beispiel zeige ich das relevanten Angaben zum PC817. Da werden mindestens 50% bei 5mA versprochen (also 2,5mA Ausgangsseitig). Das Diagramm zeigt das typische Verhalten: 500% bei 5mA. Rechne aber besser immer mit dem ungünstigsten Fall und lege noch eine Schippe zur Reserve drauf. Du hast geschrieben, dass du 0,7 mA brauchst. Bei CTR=50% brauchst du also 1,4 mA Eingangsstrom. Und wenn du den nochmal verdoppelst (auf 2,8 mA), bist du auf der sicheren Seite. Und jetzt berücksichtigst du, dass die Batteriespannung im Laufe der Zeit nachlässt. Dafür kommt nochmal etwas Reserve drauf. > Du kannst auch einfach Pi mal Daumen 5mA probieren Das verstehe ich jetzt nicht, wieso denn jetzt auf einmal 5 mA? Weil ich mir schon gedachte habe, dass der Laststrom unter 1 mA liegen wird. Wie wir sehen, hatte ich Recht. Mit 5 mA hast du reichlich Reserve drin ohne das CMOS IC zu überfordern. Berechnung des Vorwiderstandes: (6V - 1,2V) / 5mA = 1kΩ Wenn die Batterien schwächer werden fließt weniger Strom: (3,6V - 1,2V) / 1kΩ = 2,4mA Das reicht immer noch aus, denn damit kann der Optkoppler mindestens 1,2mA Laststrom (= 50%) antreiben. Das ist immer noch eine gute Reserve drin.
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Das Datenblatt des 4N35 verspricht bei 10mA 40%, bei 5mA dürfte 50% also relativ gut passen. Stefan ⛄ F. schrieb: > Berechnung des Vorwiderstandes: > > (6V - 1,2V) / 5mA = 1kΩ Okay, das macht Sinn. Das kann ich so dann ja übernehmen. Was mir jetzt noch ein bisschen ein Rätsel ist, ist dieser Widerstand im Lastkreis, also dem Schalter der Fernbedienung. Benötige ich den überhaupt?
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Julian S. schrieb: > Was mir jetzt noch ein bisschen ein Rätsel ist, ist dieser Widerstand im > Lastkreis, also dem Schalter der Fernbedienung. Benötige ich den > überhaupt? Wir reden hier von dem Vorwiderstand der LED im Optokoppler, um die Stromstärke durch die LED fest zu legen. Mit dem Lastkreis (Ausgang des Optokopplers) hat das nur insofern zu tun, dass die Stromstärke passend zum Laststrom berechnet werden muss. Ändern kannst du den Laststrom aber nicht, der ist von der Fernbedienung vorgegeben.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Wir reden hier von dem Vorwiderstand der LED im Optokoppler, um die > Stromstärke durch die LED fest zu legen. Ja, das ist mir klar. Ich habe bloß ein paarmal gesehen, dass auch im Lastkreis, also auf der Seite des Fototransistors noch ein sogenannter „Arbeitswiderstand“ verwendet wird, etwa hier: https://www.kollino.de/elektronik/optokoppler/ Dessen Funktion ist mir unklar, und ob ich den in meinem Fall überhaupt benötige.
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Vergiss den, dieser Lastwiderstand betrifft deine Anwendung nicht. Du verwendest stattdessen die bereits vorhandene Last (die Fernbedienung). Du hat 0,7mA gemessen. Falls die Fernbedienung 3V Versorgungsspannung hat, kannst du den scheinbaren Lastwiederstand (den die Fernbedienung enthält) zurück rechnen: 3V / 0,7mA = 4,3kΩ
Stefan ⛄ F. schrieb: > Vergiss den, dieser Lastwiderstand betrifft deine Anwendung nicht. Du > verwendest stattdessen die bereits vorhandene Last (die Fernbedienung). Ok Danke, dann hab ich das jetzt auch verstanden. Fernbedienung hat 6V Versorgungsspannung, aber das sollte am Prinzip ja nichts ändern.
Also ich hab auch so einen Regenmesser. Wippe und Trichter sind von Reichelt, ursprünglich für eine drahtlose Wetterstation. Hab dies mit ESP2866 und 18650 "umgerüstet" Elektronik raus, den ESP mit dem Reset über den Readkontakt angesteuert. Bei jedem Reset schickt er ein http-Request bei mit an meinen Raspi. Der 18650 wird über ein 12V Solarpanel gespeist 12V 10W (ja überdimensioniert, aber hält auch mal im Winter und steht suboptimal). Die Spannung wird via Schaltregler von TI runtergeregelt. Der ESP hat samt dem Regler platz in dem bisherigen Batteriegehäuse im Regenmesser. Solarpanel und Batterie sind extern über kurzes Kabel angebunden. Läuft seit Jahren.
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Anton Wert schrieb: > Also ich hab auch so einen Regenmesser. > Wippe und Trichter sind von Reichelt, ursprünglich für eine drahtlose > Wetterstation. > Hab dies mit ESP2866 und 18650 "umgerüstet" Das habe ich mir auch noch überlegt, dann hat sich der Bastler in mir aber für einen kompletten Eigenbau entschieden, wie im Bild zu sehen ;)
So, alle Teile sind da, hab die Schaltung gerade auf einem Breadboard aufgebaut. Und siehe da, es klappt...fast... Nicht bedacht habe ich dass der Optokoppler die Schaltung invertiert. Heißt: Die Fernbedienung sendet die ganze Zeit, außer wenn der Regensensor auslöst. Das würde sich zwar auch auswerten lassen, ist batterietechnisch aber natürlich Schwachsinn weil die Fernbedienung quasi die ganze Zeit sendet. Deswegen jetzt die Frage: Wie invertiere ich das Ausgangssignal am einfachsten (und Batterie-schonensten) , bzw. besteht die Möglichkeit die „Einfache monostabile NAND-Gatter Schaltung“ irgendwie so abzuändern, dass das Ausgangssignal invertiert ist?
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Julian S. schrieb: > Nicht bedacht habe ich dass der Optokoppler die Schaltung invertiert. > Heißt: Die Fernbedienung sendet die ganze Zeit, außer wenn der > Regensensor auslöst. Wieso das denn? Der Optokoppler leitet nur dann, wenn seine LED leuchtet. Wenn bei dir die LED im Ruhezustand leuchtet, hast die die Schaltung falsch aufgebaut. Zeichne mal den aktuellen Schaltplan auf, dann sehen wir weiter!
Angehängte Dateien:
So, habe meinen aktuellen Schaltplan mal angehängt.
Du musst den Optokoppler anders anschließen: vorher:
1 | 1k A C |
2 | ---[===]------|>|------| 0V |
nachher:
1 | 1k C A |
2 | ---[===]------|<|------o 6V |
Stefan ⛄ F. schrieb: > Du musst den Optokoppler anders anschließen: So klappt es jetzt. Vielen Dank für deine Hilfe und die Beantwortung meiner ganzen Fragen!
alternativer Lösungsweg: das Gehäuse finde ich spannend und genial einfach. https://community.home-assistant.io/t/diy-zigbee-rain-gauge/255379
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