Hab hier schon einen anderen Thread dazu gefunden, werde aber nicht so
recht schlau daraus, bzw bin mir nicht sicher ob das das ist, was ich
suche.
Ich verwende einen Li-Ion-Akku der voll geladen 4,2V ausgibt und dann
fällt die Spannung auf 2,4V.
Der Akku wird über ein TP4056-Modul geladen und darüber auch mein
Verbraucher angeschlossen (https://www.amazon.de/gp/product/B08S451T64).
Soweit ich das verstanden habe, ist der Akku somit auch vor
Tiefentladung geschützt.
Ich will damit einen Wemos D1 Mini Lite verwenden.
Ich habe ein Battery Shield
(https://www.amazon.de/gp/product/B07X93M17P) (*). Das macht allerdings
konstante 5V und der D1 regelt das dann intern wieder auf 3,3V runter.
Das dürfte relativ ineffizient sein, ergo nicht gut für die
Akkulaufzeit.
Idealerweise würde die Spannung aus dem Akku nur auf maximal 3,3V
begrenzt. Unter 3,3V könnte sie direkt weitergereicht werden.
Ein Spannungsteiler auf 4,2V (oder sicherheitshalber 4,3V) ausgelegt,
würde die Spannung dann aber immer reduzieren, auch wenn diese schon
unter 3,3V liegt. D.h. der D1 würde schon nicht mehr laufen, obwohl die
Batterie noch genug Spannung liefern würde (der D1 soll wohl bis 2,5V
noch funktionieren).
Zu dem TP4056 habe ich gelesen, das der einen "programmierbaren"
Widerstand verwendet um die jeweils passende Ladespannung für den Akku
zu erzeugen. Also wohl ein Spannungsteiler mit variablem Widerstand? Im
Prinzip bräuchte ich ja so einen flexiblen Spannungsteiler, nur mit
anderen Werten?
Gibts sowas? Gibts andere Möglichkeiten?
Alternativ wäre wohl immerhin ein Modul besser, das statt 5V eben direkt
konstante 3,3V erzeugt, dann müsste der D1 wenigstens nicht von 5V auf
3,3V zurückregeln? Was vermutlich nicht gemacht wird, weil ein Step-Up
Wandler verwendet wird, dessen Eingangsspannung immer niedriger sein
muss als die Ausgangsspannung?
Bin gerade erst am Anfang meiner Elektronikbasteleien, also dahingehend
noch nicht so bewandert.
(*) ich verwende den TP4056 für den Akku statt das Battery Shield
direkt, weil das Batteryshield anscheinend nicht mit meinen Solarzellen
klar kommt (es fängt an zu pfeifen) und hat auch keine Lötanschlüsse für
die Stromquelle hat.
Bernd L. schrieb:> Gibts sowas? Gibts andere Möglichkeiten?
Es ist immer eine doofe Idee, eine Spannungsquelle zu verwenden, deren
Spannung mal unter und mal über der benötigten Betriebsspannung liegt.
Dann tut es nämlich nicht mehr ein Linearregler, ein step down
Schaltregler oder ein step up Schaltregler, sondern man braucht
aufwändigere buck-boost, inverting oder Sepic Schaltregler.
Ausserdem schränkt der Stromverbrauch die Sache ein: Schaltregler die
hohe Ströme liefern können, brauchen auch dann viel Strom aus der
Batterie, wenn der Verbraucher mal fast nix benötigt.
Was du suchst ist also high tech: ein buck boost Schaltregler, 2.5 bis
4.3V rein auf 3.3V raus bis 400mA und bei nur 77uA im sleep sollte der
Schaltregler alleine wohl nicht mehr als 50uA ziehen, wie TPS63051.
Allerdings arbeitet der ESP8266 von 3.6 bis 2.5V, und über den
Linearregler bis 5V, man kann also ohne Schaltregler auskommen.
MaWin schrieb:> Allerdings arbeitet der ESP8266 von 3.6 bis 2.5V, und über den> Linearregler bis 5V, man kann also ohne Schaltregler auskommen.
Du meinst, ich kann den Akku direkt an den 5V-Anschluss vom D1 stecken
und er sollte damit klarkommen, auch wenn dort nur 4,2-2,5V ankommen?
Nimm einen LiFePo4, der hält die Spannung recht lange auf nahezu 3,3V.
LiFePo4 haben eine relativ flache Entladekennlinie. Du brauchst dann
allerdings eine anderer Ladeschaltung.
Ohje, das Battery Shield kann laut Beschreibung LiFePo, aber die
Solarzellen nicht. Der TP4056 laut Beschreibung aber wieder keine
LiFePo.
Voll geladen liefern die max. 3,65V, wenn ich das richtig sehe, nicht
wie Li-Ion bis zu 4,2V? Könnte man also wohl gerade noch an den D1
hängen.
Gibts entsprechende Ladeschaltungen, die auch mit Solarpanels (5-6V) und
entsprechend niedrigen Stromstärken klarkommen?
Bin auch für andere Akkus offen. Die Li-Ion wurden es erstmal nur, weil
ich die passenden (und günstigen) Laderegler gefunden habe. Möglich sein
muss aber Unterstützung durch eine kleine Solarzelle (muss nicht auf
ewig autark mit der Solarzelle laufen) und direkt ladbar über
USB-Anschluss.
Der Widerstand am TP4056 stellt den Ladestrom ein, nicht die Spannung.
Schau dir mal diese Seite an:
http://stefanfrings.de/esp8266/index.html#akkus , da findest du Tips zum
Betrieb des ESP Chips an Akkus.
Thomas S. schrieb:> Der variable Widerstand schimpft sich dann 'Transistor'. Mit dem kann> man dann regeln.
Wie gesagt, Elektronik ist noch relativ neu für mich. Ein Transistor
kann einen Stromfluss schalten und den Strom verstärken.
Welcher Transistor kann einen Widerstand regeln und wie würde das
funktionieren?
Bernd L. schrieb:> Welcher Transistor kann einen Widerstand regeln und wie würde das> funktionieren?
Vergiss das, der veräppelt dich nur. Ein einzelner Transistor nützt dir
gar nichts, und du willst sicher nicht eine ganze Platine voller
Bauteile selber entwerfen.
Tausche den Spannungsregler ME6211 auf deinem Wemos D1 Mini Board durch
einen XC6220B331 aus, dann kannst du das Board direkt am Akku betreiben,
bis etwa 2,9 Volt herunter.
Bernd L. schrieb:> Ohje, das Battery Shield kann laut Beschreibung LiFePo,
Ich erkenne nur das es Li-Ion und Li-Po kann. LiFePo4 ist etwas anderes,
nicht mit LiPo vergleichbar.
Bernd L. schrieb:> Der TP4056 laut Beschreibung aber wieder keine LiFePo.
LiFePo4, um es korrekt zu benennen. Und ja, das TP4056 Modul ist nicht
für LiFePo4 geeignet, die Ladespannung wäre viel zu hoch.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Der Widerstand am TP4056 stellt den Ladestrom ein, nicht die Spannung.
Korrekt. Die Werte sieht man im DB auf Seite 3, Tabelle „Rprog Current
Setting“
http://www.tp4056.com/d/tp4056.pdf
Bernd L. schrieb:> Du meinst, ich kann den Akku direkt an den 5V-Anschluss vom D1 stecken> und er sollte damit klarkommen, auch wenn dort nur 4,2-2,5V ankommen
Nein, weil der Spannungsregler auf dem Board zu schlecht ist, zu viel
Spannung für sich selbst verbraucht.
Man muss entweder unterhalb von 3.3V umschalten (ICL7665 + Transistor +
Widerstände) oder einen anderen Spannungsregler einbauen, der aber auch
etwas Spannung für sich braucht, zudem scheiden Modelle aus, die im drop
out viel Strom für sich selbst benötigen
Zudem sollte man mal gucken, ob der Rest auf dem WeMos mit 2.5V
auskommt, die Betrachtung gilt zunächst mal nur für den ESP.
> Wie gesagt, der XC6220B331 macht das alles für dich und passt sogar> direkt auf das Wemos D1 Board.
Das wäre top. Ich kann nur kein SMD löten. Muss ich mal gucken, ob ich
jemanden finde, der mir das machen kann.
Obendrein hab ich den Chip bisher nur bei mouser.de gefunden. Da muss
ich dann auch erstmal wieder eine Bestellung ansammeln.
Eine steckbare Version mit der ich auf einem Breadboard oder
Proto-Platine mal testen könnte habe ich auch noch nicht gefunden.
> Zudem sollte man mal gucken, ob der Rest auf dem WeMos mit 2.5V> auskommt, die Betrachtung gilt zunächst mal nur für den ESP.
Wäre mit dem Chip ja dann auch hinfällig, weil der immer 3,3V erzeugt
solange die Eingangsspannung zwischen 1,6V und 6V liegt?
Bernd L. schrieb:> Wäre mit dem Chip ja dann auch hinfällig, weil der immer 3,3V erzeugt> solange die Eingangsspannung zwischen 1,6V und 6V liegt?
Nein.
Er erzeugt 3.3V wenn Von zwischen 3.4 und 5V liegt, und Vin-0.1V wenn
Vin zwischen 2.6 und 3.4V liegt.
Hochwandeln kann der Chip als Linearregler nicht.
Datenblatt lesen hilft.
Zum Verständnis: Der Originale Chip auf dem D1 ist wohl ein ME6211. Der
hat aber doch auch eine Operating Voltage von 2V bis 6V angegeben. Also
unabhängig davon, ob der jetzt sonderlich (in)effizient sein mag, müsste
es dann doch auch damit laufen?
Die Dropoutvoltage bedeutet beim ME6211 100mV 100mA das die Spannung pro
100mA Stromfluss um 100mV sinkt?
Da wäre der XC6220B331 mit nur 20mV pro 100mA dann natürlich um einiges
besser.
Thomas S. schrieb:> Bernd L. schrieb:>> Spannungsteiler mit variablem Widerstand>> Der variable Widerstand schimpft sich dann 'Transistor'. Mit dem kann> man dann regeln.
Komplett unsinnig in diesem Zusammenhang. Setzen, 6.
Bernd L. schrieb:> Da wäre der XC6220B331 mit nur 20mV pro 100mA dann natürlich um einiges> besser.
Genau das ist der Knackpunkt (einer davon). Besser als mit Stefans
Tipp wird es kaum werden. Denn tiefer zu entladen ist sowieso eher
schlecht als gut. Ich würde es genau so machen.
dfghjkl schrieb:> Genau das ist der Knackpunkt (einer davon). Besser als mit Stefans> Tipp wird es kaum werden.
Ok, das der XC6220 effizienter ist, verstehe ich.
Aber warum soll es mit dem Original-Regler auf dem D1 nicht gehen, wenn
ich den Akku direkt an den 5V-Pin anschließe? Der ME6211 ist doch im
Datenblatt auch mit 2-6V angegeben und die Input-Output-Voltage
Diagramme verlaufen auch recht ähnlich.
Oder habe ich das falsch verstanden und gemeint war: es geht schon, ist
aber ineffizient(er) und deshalb nur suboptimal?
Gegen meine aktuelle Umwandlerei über das BatteryShield wäre ja auch das
schon ein Fortschritt. Die Option den noch effizienteren XX6220 zu
verwenden ist deswegen ja nicht vom Tisch.
> Denn tiefer zu entladen ist sowieso eher> schlecht als gut. Ich würde es genau so machen.
Vor Tiefentladung sollte ja der Batterieladeregler TP4056 schon
schützen.
Ob der Wemos letztendlich bis 2,5V noch läuft, oder schon bei 2,8V
schlapp macht, spielt denke ich keine große Rolle. Was ich beim letzten
mal gesehen habe, geht die Akkuspannung ab ca. 2,9-2,8V sowieso rapide
bergab. Das dürften am Ende nur wenige Stunden Laufzeitunterschied sein.
Bernd L. schrieb:> Wäre mit dem Chip ja dann auch hinfällig, weil der immer 3,3V erzeugt> solange die Eingangsspannung zwischen 1,6V und 6V liegt?
Nein, kein Chip kann die Spannung erhöhen. Dafür brauchst du einen Sepic
Wandler, das wäre eine ganze Platine. Es könnte allerdings sein, dass
dessen höhere Ruhestromaufnahme den Einsatz ad absurdum führt.
Bernd L. schrieb:> Die Dropoutvoltage bedeutet beim ME6211 100mV 100mA das die Spannung pro> 100mA Stromfluss um 100mV sinkt?
Ja schon, aber das Modul nimmt beim Senden fast 500mA auf, und dann hast
du entsprechend viel mehr Verluste. Deswgeen sagt man ja, dass dieses
Wemos D1 Modul ungefähr 4V Eingangsspannung benötigt.
> Wemos D1 Modul ungefähr 4V Eingangsspannung benötigt.
Ok, ich fasse mal zusammen, ob ich das richtig verstanden habe:
Wenn der D1 (beim WLAN-Senden) 500mA braucht (ich habe eher von 300mA
gelesen, aber egal), droppt die Spannung über den ME6211 um ca. 0,75V
ab. D.h. selbst wenn mein Akku noch ~3,5V liefern würde, bleibt für den
ESP selbst nichtmehr genug übrig. Heisst mit anderen Worten: Es
funktioniert eigentlich schon, die Akkuleistung reicht allerdings schon
viel früher nichtmehr aus. Für letztendlichen "produktiven" Akkubetrieb
ist das natürlich unbrauchbar, aber ich kann damit meinen Aufbau
zumindest grundlegend schonmal betreiben.
Beim XC6220B331 sinkt die Spannung bei 500mA Last nur um ca. 0,15V ab,
damit reicht also der Akku bis er auf ca. 2,9V entladen ist.
Deswegen "brauche" ich den XC6220. Korrekt?
Der ME6211 ist nebenbei mit maximal 600mA angegeben, also viel mehr als
500mA darf der D1 nicht brauchen dürfen.
Bernd L. schrieb:> Korrekt?
Korrekt
Alternativ zum XC6220B331 kannst du einen LF33 "extern" an den 3V3
Eingang anschließen. Der hat aber etwas mehr Verlustspannung und eine
relativ hohe Ruhestromaufnahme.
Ich weiß ja nicht, was du genau vor hast. Für Langzeit-Betrieb an Akkus
ist das Wemos D1 Mini eh nicht das optimale Modul, da wäre ein nacktes
ESP-12F besser. Und als Akku wäre ein LiFePO4 besser, denn dann brauchst
du gar keinen Spannungsregler.
Im Prinzip will ich einfache per Funk angebundene Sensoren, momentan
ganz einfach mit Temperatur und Luftfeuchtigkeit.
Ich bin da quasi in einer Experimentierphase und die erste und
einfachste Variante war halt ein D1 mit WLAN (mit MQTT).
Das WLAN schon nicht das optimalste dafür ist, ist mir klar, aber es ist
eben mit das einfachste. Ich werde wohl auch noch andere Sachen
ausprobieren, z.B. BT(LE) statt WLAN mit einem NodeMCU. Auch
433Mhz-Funkmodule habe ich schon rumliegen. Da geht es dann allerdings
auch um die Reichweite usw.
LiFePo4 ist dann sicherlich auch noch einen Versuch wert, wenn ich dafür
einen passenden Laderegler finde.
Geht mir zu einem großen Teil auch darum, das alles einfach mal
auszuprobieren und dabei auch möglichst auch zu verstehen, warum was
wie.
Sicherlich würde das alles noch viel besser gehen, wenn man sich
wirklich alles selbst zusammenlötet, allerdings ist mir das aktuell noch
etwas zu kompliziert.
Ich nochmal...
Wenn ich das richtig verstanden habe, kann den Linearregler auf dem D1
doch nicht einfach nur durch einen XC6220 austauschen.
Laut Datenblatt braucht der bestimmte Kondensatoren am Ein- und Ausgang.
Seite 9 im Datenblatt, also z.B. 4,7uF am Eingang und 47uF am Ausgang.
Die Schaltung auf dem D1 hat dort laut Datenblatt beidseitig 1uF
verbaut.
Kann mir jemand ein Kondensatorkit empfehlen, das gut wäre? Ich vermute
ich werde noch öfter Kondensatoren brauchen, also am besten gleich ein
ganzes Set kaufen.
Am besten von mouser.de damit ich da auch gleich meine Bestellung
aufstocken kann. ;)
Ah, und nein, keine SMD-Kondensatoren. Ich werde mir dann auf einem
Protoboard (vorerst) was zusammenlöten und den D1 direkt am
3,3V-Anschluss versorgen, also nicht den Regler auf dem D1 direkt
austauschen.
Sehr aufmerksam, gut! Bei den Kondensatoren hat man oft viel Spielraum,
aber 1µF versus 47µF ist natürlich Kacke. Eigentlich gehört vor den ESP
sowieso einer mit mindestens 100µF. Das NodeMCU Board ist auch so
aufgebaut, das billigere Wemos-D1 leider nicht. Da muss man den
größeren Kondensator quasi immer nachrüsten, damit das Board überhaupt
stabil läuft.
Nimm einfach einen Elko mit Beinchen.
Das habe ich auch auf meine Homepage geschrieben, die ich oben empfohlen
hatte zu lesen.
Was dein Set angeht: Man hat da schnell einen großen Vorrat an Teilen,
die man nie wieder braucht oder erst, wenn sie vergammelt sind. Meine
Vorräte an Kondensatoren beschränken sich auf bedrahtete Kondensatoren
mit:
12pF
22pF
220pF
100nF
1µF 50V
10µF 50V
220µF 35V
1000µF 35V
Sowie 100nF SMD 0805 (die kann man gut zwischen zwei Pins auf Lochraster
löten).
Alle anderen Kondensatoren bestelle ich nur bei Bedarf.
Ähnlich habe ich meine Widerstände reduziert auf:
47Ω,
100Ω, 220Ω, 470Ω,
1kΩ, 2,2kΩ, 4,7kΩ,
10kΩ, 22kΩ, 47kΩ,
100kΩ, 220kΩ 470kΩ,
1MΩ
Da ich nur noch wenig analoge Schaltungen baue, reicht mir das so.
Moing Moing,
das mit dem Set war weniger auf große Stückzahlen gedacht, sondern auf
eine sinnvolle Auswahl mit unterschiedlichen Kapazitäten und guten
Kondensatoren. Wenn ich mir heute 4,7uF und 47uF bestelle, weiß ich
jetzt schon, das ich morgen garantiert 12pF brauche.
Wie bei den Widerständen, da hab ich mir auch ein Set gekauft, das
ziemlich genau deiner Auflistung entspricht. Aber eben mit
"hochwertigen" Widerständen, also nicht die Kohledinger mit 5% Toleranz,
sondern Metallschicht mit 1% Toleranz... etc. Bei Kondensatoren ist das
doch recht ähnlich, z.B. Temperaturempfindlichkeit?
Während man mit Reihen- und Parallelschaltungen bei Widerständen schnell
mal noch krumme Werte hinkriegt, ist das mit Kondensatoren meines
Verständnisses nach eher nicht empfehlenswert.
Deinen Link oben habe ich wohl übersehen. Sehr informativ. :)
