Hallo, folgende Ausgangslage: Ich möchte in einem Baumwipfel eine Wetterstation installieren, welche per LORA aus einer Entfernung von mehreren Kilometern abgefragt werden kann. Das System soll da mehrere Jahre im Baum verbleiben und ständig auf Anfragen lauschen. Sobald eine Angrage an das Modul gesendet wird, wacht es auf, weckt den angeschlossenen Mikrocontroller auf und dieser fragt die Sensoren ab, erstellt den Sendestring und das LORA-Modul sendet die Daten zum anfragenden Modul. Das System basiert auf einem E32-433T30D (LORA), welches sich im power-saving mode befindet. In diesem Modus verbraucht das Modul einen Durchschnittsstrom von 30uA. Wenn es sendet, steigt der Strom auf 610mA. Es pollt im Abstand von 2s den Empfangskanal und wacht auf, sobald ein Signal mit der entsprechenden Präambel empfangen wird (deshalb ist der Durchschnittsstrom so niedrig). Zu den 30uA kommt nochmal ein wenig hinzu durch den schlafenden uC und ein wenig Elektronik drumrum. Aufgerundet komme ich auf etwa 100uA Durchschnittstrom. Ich möchte das Modul etwa 5 Jahre im Baum belassen. Die Batterie braucht also eine Kapazität von etwa 19Ah (komme ich auf eine Lebensdauer von knapp 8 Jahren). Zwischendurch werden mal Daten abgefragt, also verkürzt sich die Zeit etwas. Zusammenfassung: - Betriebsspannung 3,3V bis 5,2V - Versuchsdauer: etwa 5+ Jahre - Im Baum wird es kalt. Es kann schonmal -20 Grad kalt werden. - der Durchschnittsstrom beträgt 100uA - ganz selten mal (alle paar Tage oder Wochen) Strompulse von 610mA für wenige Sekunden, wenn das System eine Anfrage beantwortet. Meine Frage: Welche Batterien? Ich bin nach einiger Recherche auf die PulsesPlus Batterien gekommen. Hier wird eine Batterie mit hoher Lebensdauer und geringer Selbstentladung mit einem Kondensator kombiniert. Das Ganze ist auch recht kompakt https://tadiranbatteries.de/deu/produkte/pulses-plus-batterien/uebersicht.asp gibts da noch Alternativen? Solarzellen + Akku ist eine Möglichkeit, auf die ich mal verzichten will.
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Hallo, die Lithium-Thionylchlorid-Batterien von Tadiran sind sicher keine schlechte Wahl. Ich habe schon bei einem Projekt gearbeitet, wo diese benutzt worden sind. Auch da ist der Durchschnittstromverbrauch etwa in der Größenordnung, bzw. ein Drittel davon. Es gibt bei der Benutzung allerdings ein paar Besonderheiten, die so nicht im Batteriedatenblatt stehen. Diese Batterien sind in der Spannung bis fast zur vollständigen Entladung nahezu konstant, der Batterieinnenwiderstand steigt jedoch schon nach kurzer Entladungszeit an. Das können nach 2 Jahren, mit dem low power Stromprofil, durchaus schon 60 Ohm sein. Bis zum Ende der Lebensdauer können es mehrere 100 Ohm sein. Das muss beim Design beachtet werden. Wenn das Lora Modul sendet ist der Stromverbrauch doch sehr hoch, damit ist es ziemlich sicher, dass die Spannung einbricht. Deshalb sollte der ganze zeitliche Bereich des Sendens über einen Elko gepuffert sein. Ein zweiter Punkt ist, dass die Batterie bei einem niedrigen Durchschnittsstrom in die Passivierung geht. Soweit ich das verstanden habe lagert sich dabei eine Oxidschicht an den Elektroden an. Genaueres ist sicherlich vom Hersteller zu erfahren. Diese Passivierung ist reversibel, wenn über eine längere Zeit ein höherer Strom entnommen wird, ob das mit dem gewünschten Profil der Fall ist, kann ich nicht sagen. Das hat natürlich auch einen Einfluss auf die Kapazität. Ich würde mal 20% Abzug von der Nennkapaziät kalkulieren um auf der sicheren Seite zu sein. Es lassen sich auch mehrere Batterien aus der gleichen Charge parallel schalten. Ich weiß, daß man das normalerweise nicht macht, aber mit diesen Batterien geht das. Grüße Andreas
lomo schrieb: > Es pollt im Abstand von 2s den Empfangskanal und wacht auf, sobald ein > Signal mit der entsprechenden Präambel empfangen wird (deshalb ist der > Durchschnittsstrom so niedrig). Bist du jetzt ständig auf Empfang oder alle 2 Sekunden? Wie lange ist das Empfangsfenster alle 2 Sekunden und wie lange dauert eine Nachricht? Es bringt nichts, wenn der Sender z.B. ein 10ms langes Signal sendet, wenn du zu diesem Zeitpunkt nicht empfängst. Wenn du Sender und Empfänger nicht exakt zeitsynchronisieren willst, dann muss entweder der Sender 2 Sekunden lang am Stück immer wieder sein Telegramm wiederholen bzw. so lange bis die Wetterstation antwortet, er weiß ja nicht, wann die 2 Sekunden der Wetterstation beginnen. Wetterstation hört sich so an, als würden Daten zyklisch anfallen. Ich würde die Datei sammeln bis ein oder mehrere Datenpakete komplett voll werden und dann einfach rausschicken an ein Gateway welches die Daten puffert. Dein eigentlicher Empfänger kann die Daten dann von dort abholen. Nach dem Senden kannst du noch eine kurze Zeit Empfangsbereit seit, damit das Gateway der Wetterstation Nachrichten schicken kann, die für sie gepuffert wurden. Michael
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@ Andreas B. vielen Dank für die Rückmeldung. Das bringt mich schonmal weiter. > Bis zum Ende der Lebensdauer können es mehrere 100 Ohm sein. Das muss beim > Design beachtet werden. Ich würde vermutlich hier einen Kondensator mit hoher Kapazität verbauen, der das puffert. Die Frage ist allerdings wie sich diese Kondensatoren bei schwankenden Temperaturen verhalten und wie generell die Lebensdauer aussieht. Da müsste ich mich erstmal einlesen. @Michael D. > Bist du jetzt ständig auf Empfang oder alle 2 Sekunden? Es gibt einen Modus, in welchem das Modul eigenständig alle x Sekunden (die zeit ist einstellbar bis 2s) auf Empfang geht und ganz kurz nach der Präambel lauscht. Auf der Gegenseite wird das anfragende Modul in einen speziell dafür ausgelegten Modus gesetzt (Wake Up Mode), bei welchem der Sender eine sich wiederholende Präambel sendet für einen entsprechend langen Zeitraum. Ob die Angaben aus dem Datenblatt stimmen (30uA durchschnitt bei 2s Intervall), werde ich mal probeweise mit dem Oszi und einem Shunt messen. > Ich würde die Datei sammeln bis ein oder mehrere Datenpakete komplett voll > werden und dann einfach rausschicken an ein Gateway welches die Daten > puffert. Dein eigentlicher Empfänger kann die Daten dann von dort > abholen. ich hatte die Idee das Gerät "fern ab der Zivilisation" zu montieren und ab und zu mal dort in die Nähe zu kommen und die Daten abzufragen. Ein zweites Gerät wollte ich nicht plazieren. Die Idee ist sonst aber sehr gut.
lomo schrieb: > Ich möchte das Modul etwa 5 Jahre im Baum belassen lomo schrieb: > ab und zu mal dort in die Nähe zu kommen und die Daten abzufragen Dann wäre es schon zu überlegen, ob du eine Zwischenstation verwendest, bei der du, wenn du ja schon mal da bist "ab und zu" eine neue Batterie einsetzen kannst, während dein Gerät oben am Baum viel weniger Sendeleistung braucht und die Batterie ewig hält. 1,9 Ah ist ja schon eine Menge Holz. Georg
Georg schrieb: > lomo schrieb: >> Ich möchte das Modul etwa 5 Jahre im Baum belassen > > lomo schrieb: >> ab und zu mal dort in die Nähe zu kommen und die Daten abzufragen > > Dann wäre es schon zu überlegen, ob du eine Zwischenstation verwendest, > bei der du, wenn du ja schon mal da bist "ab und zu" eine neue Batterie > einsetzen kannst, während dein Gerät oben am Baum viel weniger > Sendeleistung braucht und die Batterie ewig hält. 1,9 Ah ist ja schon > eine Menge Holz. > > Georg Ich muss dazu sagen, dass mich die Idee gereizt hat mal ein Projekt mit LORA und hohen Reichweiten umzusetzen. Die Wetterstation hätte ich dann irgendwo auf einem Hügel oder Berg versteckt in einem Baum installiert (weit weg von einer Straße). Die Reichweite bei guten Bedingungen beträgt sehr leicht 10km oder weit darüber. Selbstverständlich wird die Elektronik wasserdicht und ordentlich in einem IP-68 Gehäuse untergebracht und später auch wieder eingesammelt.
Zwei Tipps: - LIC zur Lithium-Thionylchlorid-Batterien parallel Beitrag "Re: ATMega328, RFM69 an Lithium-Thionylchlorid Batterie" - nur Spotanmeldungen, wenn sich der Wert um einen vergeben Wert ändert, z.B 0,5°C - 1x pro Stund Meldung über den Batteriezustand und aller Werte
lomo schrieb: > gibts da noch Alternativen? Solarzellen + Akku ist eine Möglichkeit, auf > die ich mal verzichten will. Wieso? Wäre doch die perfekte Anwendung dafür..
lomo schrieb: > Zu den 30uA kommt nochmal ein wenig hinzu durch den schlafenden uC und > ein wenig Elektronik drumrum. Aufgerundet komme ich auf etwa 100uA > Durchschnittstrom. > > Ich möchte das Modul etwa 5 Jahre im Baum belassen. Die Batterie braucht > also eine Kapazität von etwa 19Ah (komme ich auf eine Lebensdauer von > knapp 8 Jahren). Zwischendurch werden mal Daten abgefragt, also verkürzt > sich die Zeit etwas. 100uA*24h*365d*5J = 4.38Ah
ökö schrieb: > (komme ich auf eine Lebensdauer von >> knapp 8 Jahren) Nicht wirklich, die ist längst vorher leer durch Selbstentladung. Bei einer so grossen Batterie spielen deine 100 µA keine Rolle. Georg
Georg schrieb: > Selbstentladung Nachtrag: nimm eine Batterie mit garantierter(!) langer Lebensdauer wie Tadiran MODEL TL-4920 XOL - Extended Operating Life. Georg
lomo schrieb: > Das System basiert auf einem E32-433T30D (LORA), welches sich im > power-saving mode befindet. In diesem Modus verbraucht das Modul einen > Durchschnittsstrom von 30uA. lomo schrieb: > Sobald eine Angrage an das Modul gesendet wird, wacht es auf Unwahrscheinlich, dass das LoRa Modul mit 30uA in Empfangsbereitschaft ist.
MaWin schrieb: > Unwahrscheinlich, dass das LoRa Modul mit 30uA in Empfangsbereitschaft > ist. Muss der Melder ständig in Empfangsbereitschaft sein? Reicht es nicht aus, diesen zu aktivieren um Empfangsquittierungen vom srver zu empfangen. Bleibt diese oder wird eine fehlerhafte Übertragung gemeldet, dann kann der Melder das Telegramm wiederholen. Konfigurationsbefehle von Server an den Melder können mit Empfangsquittierungen mitgeschickt werden.
Wie wäre es mit einer "Weidezaunbatterie" ? Erstbestes Beispiel meiner Suchmaschine: https://www.weidezaun.info/voss-farming-alkaline-75ah-9v-weidezaunbatterie-klein.html Ansonst wäre sicherlich etwas mit Solar und Akku das Mittel der Wahl. MfG
Armin X. schrieb: > Wie wäre es mit einer "Weidezaunbatterie" ? Zitat "ca. 3 Jahre lagerfähig". Das spricht nicht unbedingt dafür, dass die 8 Jahre lang einen Funksender versorgen kann. Georg
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