Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarglas selbst bauen


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von Stefan E. (sir0x)


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Hallo zusammen,

ich habe mal versucht ein Solarglas, wie im Bild angehängt, selbst zu 
bauen. Dabei habe ich den Deckel selbst entworfen und gedruckt, und das 
Innenleben aus Chinaplatinen bestückt.

Ich wollte folgende Funktionen haben:
1.) Verwendung eines Li-Ion oder Lipos
2.) Über-/Unterspannungsschutz für den Akku
3.) Laden über USB (mit Ladeanzeige, laden - geladen)
4.) Anzeige, rote Led, wenn der Akku unter z.B. 3V entaden ist
5.) Magnetschalter zum Ein-/Ausschalten
6.) Automatisches Ein-/Aussschalten bei Dämmerung
7.) Laden des Akkus über Solarzelle
(das war mal alles, das mit einfällt)

Chinaplatinen:
1.) TP4056 Laderegler mit USB
2.) Li-Ion Schutzschaltung (18650 batterie 4,2 V batterie schutz bord)
3.) Solarmodul(Automatische Solar Panel Batterie Ladegerät Bord Nacht 
Licht LED Lampe Control Switch Controller Schalter Modul)
4.) 60mm Solarpanel (max. 56mA) (wohl zu schwach)

Die verwendeten Platinen habe ich dann miteinander verbunden, aber ganz 
zufrieden bin ich nicht. Die Anforderungen werden zwar alle erfüllt, 
aber ich würde mir gern ein eigenes PCB erstellen, weiss hier jedoch 
nicht, wo ich anfangen soll.

Ich habe zwr schon die eine oder andere Schaltung, die Teile meiner 
Anforderungen erfüllt gefunden, aber ich möchte diese
1.) nicht kopieren
2.) verstehen bzw. alle meine Anforderungen erfüllen.

Habt ihr eine Idee wo, wie ich hier am besten starten kann oder mir 
Hilfe geben, so eine Schaltung zu realisieren?

Danke und lg
Stefan

: Bearbeitet durch User
von 100Ω W. (tr0ll) Benutzerseite


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Stefan E. schrieb:
> Habt ihr eine Idee wo, wie ich hier am besten starten kann oder mir
> Hilfe geben, so eine Schaltung zu realisieren?

In dem du deinen Schaltplan hier hochlädst.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Laden über USB

Das ist aber gemogelt. Das dürfen nur Leute machen, die einen Hybrid PKW 
fahren.

von Kuddel (Gast)


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> Chinaplatinen

Gibt es auch Deutschlandplatinen oder Frankreichplatinen?

von HildeK (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Die verwendeten Platinen habe ich dann miteinander verbunden, aber ganz
> zufrieden bin ich nicht. Die Anforderungen werden zwar alle erfüllt,
> aber ich würde mir gern ein eigenes PCB erstellen, weiss hier jedoch
> nicht, wo ich anfangen soll.

Indem du dir die Schaltpläne deiner einzelnen Chinamodule besorgst, die 
auf einen Plan zusammenbringst und dann eine eigene, passende Platine 
draus machst. Ein Problem könnte höchstens sein, evtl. exotische 
chinesische Bauteile zu beschaffen ...

Stefan E. schrieb:
> Ich habe zwr schon die eine oder andere Schaltung, die Teile meiner
> Anforderungen erfüllt gefunden, aber ich möchte diese
> 1.) nicht kopieren
Warum nicht, wenn du selber das Know-How noch nicht hast, um das frei zu 
entwickeln?
> 2.) verstehen bzw. alle meine Anforderungen erfüllen.
Zum Verstehen kannst du hier fragen. Fehlende Anforderungen musst du 
nennen und man kann darüber diskutieren, was und wie man das lösen 
könnte.

von Stefan F. (Gast)


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Setze doch mit dem Programm KiCad auseinander. Zuerst den 
Schaltplan-Editor und dann den Layout Editor. Es gibt Tutorials im 
Internet. Dann musst du dir noch einen Platinen-Hersteller suchen, der 
sie nach deinen Plänen herstellt.

von Der Opa aus der Muppet Show (Gast)


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Das ist doch schon mal ein guter Start!

Der einzige Tipp wäre: nicht alles auf einmal anpacken. In überschaubare 
Projekte aufteilen.
- Schaltplane aus den Chinaplatinen rekonstruieren.
- Pause einlegen und mal was anderes machen.
- Einen Schaltplan zusammenstellen.
- Mal wieder Pause machen.
- Im Schaltplan ein Bauteil durch eine besseres ersetzen.
- Pläne dokumentieren, abheften und als Erfolg verbuchen.
- KiCad Tutorial durcharbeiten
...

von Stefan E. (sir0x)


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Wow, Danke für eure vielen Antworten in so kurzer Zeit!

Schlatplan habe ich noch keinen, und beurteilen, wie gut diese 
Chinaplatinen (sind von Aliexpress, deshalb hab ich sie mal so genannt, 
glaube auch nicht, dass diese wertig sind)

Der Tipp bzgl. alles in kleine Projekte aufteilen gefällt mir, wenn ich 
dann schaffe einzelne kleine Schaltungen zu einer grossen 
zusammenzuführen.

Als Tool dachte ich an EasyEDA, is aber im Endeffekt dann egal, womit es 
gemacht wird.

Dann werde ich mal versuchen den Tipp mit dem Analysieren der bestehnden 
Platinen angehen, weil Pläne wirds dazu wohl nicht geben....

1.) Solarmodul(Automatische Solar Panel Batterie Ladegerät Bord Nacht
Licht LED Lampe Control Switch Controller Schalter Modul)
Teile:
1 x JK 050
1 x SMD Widerstand 1001 - 1kOhm
1 x SMD Widerstand 10R0 - 10Ohm
1 x SMD Widerstand 1502 - 15kOhm
1 x Schottkeydiode SS34
1 x NPN Transisor J3Y
+ 1x keine Ahunng....

: Bearbeitet durch User
von oder was anderes nehmen (Gast)


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Es gibt bei Ebay für diese 1W-LEDs Alu-Kühlkorper. Vielleicht braucht 
das Ding doch eine Kühlung.

von Stefan E. (sir0x)



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1.) Solarmodul(Automatische Solar Panel Batterie Ladegerät Bord Nacht
Licht LED Lampe Control Switch Controller Schalter Modul)
Teile:
1 x JK 050
1 x SMD Widerstand 1001 - 1kOhm
1 x SMD Widerstand 10R0 - 10Ohm
1 x SMD Widerstand 1502 - 15kOhm
1 x Schottkeydiode SS34
1 x NPN Transisor J3Y
+ 1x keine Ahunng....

Kann die Schaltung (bis auf das mit unbekannte Bauteil) stimmen?

PS: wie kann ich Bilder wieder entfernen?

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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2.) Li-Ion Schutzschaltung (18650 batterie 4,2 V batterie schutz bord)
Das war nun Dank des Datenblattes einfach (hoff ich habs richtig)

von Stefan E. (sir0x)


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3.)TP4056 Laderegler mit USB
Für den hab ich das Schema gefunden
https://elektro.turanis.de/html/prj224/index.html

Wobei durch dieses Board ist ja eigentlich mein "Li-Ion Schutzschaltung 
(18650 batterie 4,2 V batterie schutz bord)" überflüssig, oder?

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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4.) Board für die Anzeige, rote Led, wenn der Akku unter z.B. 3V entaden 
ist:
1x R 3k3
2x R 30K
1x LED Red
1x R 5K (Wert muss noch genauer auf Entladespannung angepasst werden)
2x NPN BC547

Das sollte mal alles sein, was ich für meine aktuellen Anforderungen 
brauche....

Was ist euer Meinung dazu?
Was kann man verbessern/effizienter bzgl. z.B. Standby Verbrauch machen?
Ist es genug Schutz für einen LiIon?
Und wie kann ich diese Schaltungen kombinieren?

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Was ist euer Meinung dazu?
> Ist es genug Schutz für einen LiIon?

Ganz im Gegenteil. Wenn der Akku schwach wird belastest du ihn mit der 
Low-Batt LED.

Wenn du keine Luft bekommst, machst du dann ein Feuer an?

von Stefan E. (sir0x)


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Stimmt, aber wenn ich die Low-Bat Led vor dem Schutz IC mache, sollte 
der ja bei 2,7v (oder so) abschalten und die Led geht dann aus.

Muss mal versuchen alle Teile zu einer Schaltung zusammenzufügen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Stimmt, aber wenn ich die Low-Bat Led vor dem Schutz IC mache, sollte
> der ja bei 2,7v (oder so) abschalten und die Led geht dann aus.

Aber dann kann sie nicht mehr anzeigen, dass die Batterie leer ist. 
Erfüllt sie so noch ihren Zweck?

Ich würde es anders herum machen: Die LED geht aus, wenn die Batterie zu 
schwach ist. So kenne ich das von vielen mobilen Geräten.

von HildeK (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich würde es anders herum machen: Die LED geht aus, wenn die Batterie zu
> schwach ist. So kenne ich das von vielen mobilen Geräten.

Ich würde es noch anders machen: die Low-Batt-Anzeige ersatzlos 
streichen! Es reicht doch als Aussage, wenn das Solarlicht bei 
Unterspannung einfach aus bleibt.
Man sollte sich anstrengen, dass bei der Entladeschlussgrenze die 
Schaltung überhaupt keinen Strom mehr zieht. Es kann ja durchaus mal 
vorkommen, dass man vergisst, das Licht abzuschalten und dann der Akku 
u.U. über längere Zeit weiter entladen wird.

von nicht der echte Nichtverzweifelter (Gast)


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Point 1

The Maker should make first wondeful pictures!

von Stefan E. (sir0x)


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Mein Gedanke bzgl. der Low-Bat Led war, dass es eine Warnung sein 
sollte, bevor das Licht beginnt auszugehen. Aber stimmt natürlich auch, 
dass man es sowieso daran erkennt, wenn das Solarlicht dunkler wird. 
Somit werde ich es mal weglassen.

Gibts Ideen zu dem unbekannten Bauteil in der Schaltung der Solarplatine 
bzw. ob die restlichen Schaltungen so Sinn ergeben?

von Stefan E. (sir0x)


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nicht der echte Nichtverzweifelter schrieb:
> Point 1
>
> The Maker should make first wondeful pictures!

Meine Skizzen zu schlecht lesbar?

von HildeK (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Mein Gedanke bzgl. der Low-Bat Led war, dass es eine Warnung sein
> sollte, bevor das Licht beginnt auszugehen. Aber stimmt natürlich auch,
> dass man es sowieso daran erkennt, wenn das Solarlicht dunkler wird.

Da so ein Solarglas eher als Dekoobjekt verwendet wird, meinte ich, dass 
das Ausgehen des Lichts selber reicht. Ob es kurz vorher merklich 
dunkler wird, hängt von der LED-Beschaltung ab; bei einer geschalteten 
KSQ wirst du nicht viel sehen.
Was man aber machen kann: die rote LED bei Annäherung an die 
Unterspannungsgrenze zuschalten, jedoch beim Grenzwert zusammen mit dem 
Hauptlicht wieder abzuschalten.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Stefan E. schrieb:
> Meine Skizzen zu schlecht lesbar?

Nein, besser eine eindeutige Handskizze als eine kryptische 
Computergrafik oder 1000 Worte.

Stefan E. schrieb:
> aber ich möchte diese
> 1.) nicht kopieren

Das ist aber der übliche Weg. Niemand muß das Rad neu erfinden. Die 
Applikations- und Layoutbeispiele der Hersteller sind genau dafür 
gedacht: komplette Schaltungen oder einzelne Blöcke daraus verwenden 
oder sich davon inspirieren lassen.

von Stefan E. (sir0x)


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Ja, so ungefähr wäre mein Gedanke gewesen, bei 3V rote Led ein, bei 2,7V 
alles aus -> Batterieschutz

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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die Solarzelle in einen Glasdeckel vom Weck-Glas zu kleben
dürfte wohl die einzige Solarleuchte weltweit
ergeben, die dauerhaft wasserdicht ist

von Christian M. (likeme)


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Ja das stimmt, die ist dauerhaft Outdoor fähig, könnte man meinen. Bei 
meinem ist dann doch irgendwie Feuchtigkeit rein.... Die extremen 
Temperaturschwankungen erzeugen doch ordentliche Über- und Unterdrücke 
welche die Feuchtigkeit irgendwie rein drückt. Nach einem Jahr Outdoor 
war im WECK mit Gummidichtung bissi Kondenswasser drin :-(

von Stefan E. (sir0x)


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Über Outdoor-Fähigkeiten hab ich mir noch keine Gedanken gemacht, brauch 
zuerst mal eine funktionierende/verlässliche Elektronik.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Christian M. schrieb:
> Ja das stimmt, die ist dauerhaft Outdoor fähig, könnte man meinen. Bei
> meinem ist dann doch irgendwie Feuchtigkeit rein.... Die extremen
> Temperaturschwankungen erzeugen doch ordentliche Über- und Unterdrücke
> welche die Feuchtigkeit irgendwie rein drückt. Nach einem Jahr Outdoor
> war im WECK mit Gummidichtung bissi Kondenswasser drin :-(

dann muss man das wohl in winterlicher Kälte zusammenbauen.
Oder einen "DoNotEat"-Beutel mit rein geben.

von MaWin (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Was ist euer Meinung dazu

Miese Schaltung, die Spannungsgrenzen sind stark temperaturabhängig.

Der DW01 tut eigentlich alles was man braucht, Überladeschutz und 
Entladeschutz.

Man muss nur die Solarzelle mit nicht mehr als 6V Leerlaufspannung über 
eine Diode anschliessen.

Ebenso USB, einfach über eine Diode und einen Vorwiderstand.

Bleibt die LED. Klug wäre natürlich eine Stromregelung, die sie von 
Alkuspannung 3.2V bis 4.25V und auch bei vollem abgeklemmtem Akku von 
5.5V gleich hell leuchten lässt, und der Stromregler schaltet wenn es 
hell ist ab.

Leider ist es schwer, bei nur noch 3.2 oder gar 3 oder 2.7V eine weisse 
LED mit getegeltem Strom leuchten zu lassen, zudem haben die üblichen 
linear geregelten LED Treiber keinen hart schaltenden ENABLE Eingang.

Daher sollte man zumindenst ZWEI (bis 6) weisse LED in Reihe aus einem 
step up boost LED Stromschaltregler versorgen wie STLA02, der hat einen 
Steuereingang der unter 1.4V garantiert aus und über 1.8V garantiert ein 
schaltet.

An den Eingang kommt eine Photodiode in Sperrichtung nach plus und ein 
zurm Dunkelstrom bei Einschalthelligkeit passender Widerstand nach 
Masse. Ah, blöd, schaltet dann ein wenn hell. Also ein LDR nach Masse 
und ein zur Helligkeit passender Widerstand nach plus, leider ist dann 
die Einschalthelligkeit vom Akkustand abhängig, da aber LDR recht steil 
sind sollte das ausreichen.

oder was anderes nehmen schrieb:
> Es gibt bei Ebay für diese 1W-LEDs Alu-Kühlkorper.

Bei 1W ist sein Akku aber schnell leer. Das Glas sieht eher nach 20mA 
aus.

von Stefan F. (Gast)


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Dei Chips aus den Solar-Gartenleuchten kann man ganz billig kaufen. Hier 
50 Stück für 6 Euro: https://de.aliexpress.com/item/32946998009.html

Conrad Elektronik hat genau für dein Projekt sogar einen Kunterbunten 
Artikel im Maker-Style geschrieben: 
https://www.conrad.de/de/ratgeber/technik-einfach-erklaert/led-solarleuchte-selber-bauen.html

Da müsste man nur noch die Ladeschaltung hinzufügen. Das kann im 
einfachsten Fall ein simpler Widerstand an der USB Buchse sein, der den 
Akku mit 200mA dauer-lädt.

von Stefan E. (sir0x)


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Ja, die Conradseite hab ich gesehen, aber meine Leds haben 3,2V und ich 
will es ja mit einem Liion/Lipo betreiben, somit fällt der QX5252F schon 
mal weg.

@MaWin, ja die Schaltung(en) sind mies, deshalb ja die Frage, was/wie 
man diese besser machen kann.

Mein Prototyp hat in meiner Familie schon Eindruck gemacht und ich soll 
ein paar davon bauen. Das möchte ich aber erst, wenn ich von der 
Schaltung überzeugt bin.

von Harald W. (wilhelms)


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Kuddel schrieb:

>> Chinaplatinen
>
> Gibt es auch Deutschlandplatinen oder Frankreichplatinen?

Ja, die haben dann die Umrisse dieser Länder.

von Harald W. (wilhelms)


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● Des I. schrieb:

> die Solarzelle in einen Glasdeckel vom Weck-Glas zu kleben

Man kann auch Glasbehälter von anderen Firmen verwenden.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> ● Des I. schrieb:
>
>> die Solarzelle in einen Glasdeckel vom Weck-Glas zu kleben
>
> Man kann auch Glasbehälter von anderen Firmen verwenden.

Mason Jars...

von Stefan E. (sir0x)


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Mohandes H. schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>> Meine Skizzen zu schlecht lesbar?
>
> Nein, besser eine eindeutige Handskizze als eine kryptische
> Computergrafik oder 1000 Worte.
>
Welche Computergrafik? Hab ja nur Skizzen und Bilder verlinkt....

von Stefan E. (sir0x)


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Jetzt muss ich doch Computergrafiken anhängen, da deise wohl leichter zu 
lesen sind, als meine Handskizzen...

Für meine Anforderungen sollten eigentlich diese angehängten Schaltungen 
reichen (jedenfalls bis auf 4.( und 5.) aus meinem ersten Post).

Leider schaffe ich es nicht diese zwei miteinander so zu verbinden, dass 
a.) sowohl USB als auch das Solarpanel über den TP4056/DW01A gehen, und 
b.) der Ausgang des TP4056/DW01A über das Solarpanel gesteuert wird 
(Ein/Ausschalten bei Dämmerung).

Habt ihr eine Idee wie das geht?

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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Hallo zusammen,

ich habe nun verrucht mich mehr in die Materie einzuarbeiten, was mir 
jedoch nicht wirklich leicht fällt...

Nach ein wenig Recherche und dem Lesen von Datenblättern, habe ich 
versucht eine Schaltung zu entwerfen. Mit dieser Schaltung sollten die 
Punkte 1,2,3,5,6,7 meiner Anforderungen erfüllt sein.

Würdet ihr bitte die Schaltung reviewen und meine, mit Sicherheit 
vorhandenen, Fehler korrigieren?

Danked und lg
Stefan

von Stefan E. (sir0x)


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Meine Schaltung scheint grundsätzlich zu funktionieren, nur schaltet die 
LED (D7 Warm white) deutlich zu früh, bei zu viel Helligkeit, ein bzw. 
deutlich zu spät wieder aus.
Je nachdem wie geladen der Li-Ion ist, brauche ich um die 3V, vom 
Solarpanel, damit der PNP sperrt.

Gibts hier eine andere Möglichkeit, dass ich den Lastkreis mit der LED 
schon mit weniger Spannung aus dem Solarpanel abschalten kann?

von MaWin (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Würdet ihr bitte die Schaltung reviewen und meine, mit Sicherheit
> vorhandenen, Fehler korrigieren?

Ein LED, die für ihren Nennstrom ca. 3 bis 3.6V benötigt ohne 
Vorwiderstand per PNP direkt an eine Akkuzelle die zwischen 2.6 und 4.2V 
hat anzuschalten ist Murks.

Ein strombegrenzter Linear-LiIon Lader aus eine Solarzelle mit je nach 
Sonne schwankender Stromlieferfähigkeit zu betreiben ebenfalls.

Dein PNP schaltet halt nicht bei einer einstellbaren, sondern bei einer 
Helligkeit bei der er Bock hat, die LED aus.

von Stefan E. (sir0x)


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MaWin schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>
>> Würdet ihr bitte die Schaltung reviewen und meine, mit Sicherheit
>> vorhandenen, Fehler korrigieren?
>
> Ein LED, die für ihren Nennstrom ca. 3 bis 3.6V benötigt ohne
> Vorwiderstand per PNP direkt an eine Akkuzelle die zwischen 2.6 und 4.2V
> hat anzuschalten ist Murks.

Hab einen Vorwiderstand drin, nur in meinem Schema vergessen.

> Ein strombegrenzter Linear-LiIon Lader aus eine Solarzelle mit je nach
> Sonne schwankender Stromlieferfähigkeit zu betreiben ebenfalls.

Weil?

> Dein PNP schaltet halt nicht bei einer einstellbaren, sondern bei einer
> Helligkeit bei der er Bock hat, die LED aus.

Eben, deshalb die Frage nach einer Alternative.
Deinen Vorschlag bzgl. STLA02 hab ich mir angesehen und wurde ich 
versuchen, wenn ich wüsste, woher ich den STLA02 bekommen würde.

von malsehen (Gast)


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Frage Rudi

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Würdet ihr bitte die Schaltung reviewen und meine, mit Sicherheit
> vorhandenen, Fehler korrigieren?

Zuerst mal sollte die LED einen Vorwiderstand oder eine sonstige 
Strom-Begrenzung bekommen. Man hängt eine LED nicht einfach direkt an 
den Akku. Ich kann dir dazu aber keinen sinnvollen Korrekturvorschlag 
geben, weil dazu die Spannung vom Akku zu niedrig ist (vor allem wenn er 
unter 50% kommt).

Diese Kombination aus LED und Akku ist so sehr unvorteilhaft, wie 
bereits gesagt wurde.

Die Schaltschwelle des Transistors wird von seiner B-E Spannung und der 
LED bestimmt. Beides kannst du nicht ändern. Für eine bessere Schaltung 
könnte man einen TL-431 verwenden. Entsprechende Schaltungsvorschläge 
findest du in dessen Datenblatt und wenn du nach "TL-431 LED" googelst 
(nimm die Bildersuche).

Die ganze Schaltung ist meiner Meinung nach schon jetzt maßlos 
übertrieben aufwändig. Du versenkst da Zeit und Geld ohne Ende, und zum 
Schluss tut sie kaum mehr als eine Gartenleuchte für 1,50€. Die Chips 
aus den Gartenleuchten mit NiMh Akkus kann man für wenige Cent kaufen. 
Suche mal nach QX5252.

von Stefan E. (sir0x)


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Ja, den Vorwiderstand hab ich drin (10Ohm) nur in der Schaltung 
vergessen einzuzeichnen.

Bzgl. Zeit/Geld, mein Ansatz war ja, dass ich etwas wie das Original 
Sonnenglas als DIY machen wollte, und das kann halt schon ein wenig 
mehr, als eine triviale Gartenleuchte.
Wenn ich dann auf einem Stückpreis von 10€ bin, macht das auch nichts, 
und ich lerne auch sehr viel dabei (hoffe ich halt)

Edit: jetzt seh ich erst, dass ich das Original Sonnenglas nie erwähnt 
habe, entschuldigt bitte.

: Bearbeitet durch User
von M.M.M (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die ganze Schaltung ist meiner Meinung nach schon jetzt maßlos
> übertrieben aufwändig. Du versenkst da Zeit und Geld ohne Ende, und zum
> Schluss tut sie kaum mehr als eine Gartenleuchte für 1,50€. Die Chips
> aus den Gartenleuchten mit NiMh Akkus kann man für wenige Cent kaufen.
> Suche mal nach QX5252.

Man kann auch gleich den Kopf einer alten Gartenleuchte nehmen und 
anpassen.

Stefan E. schrieb:
> Bzgl. Zeit/Geld, mein Ansatz war ja, dass ich etwas wie das Original
> Sonnenglas als DIY machen wollte, und das kann halt schon ein wenig
> mehr, als eine triviale Gartenleuchte.

Aha, was denn alles? Einen Magnetschalter könnte man, wenn man wollte, 
nachrüsten. Der AAA-Akku läßt sich, wenn wirklich mal Bedarf ist, viel 
schneller tauschen, als Deine Leuchte via USB geladen ist. Zudem kann 
man den im Dunkeln, wenn's sein muß, temporär durch eine Primärzelle 
ersetzen.

MfG

von Bernd K. (bmk)


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Das Vorhaben erinnert mich an ein ähnliches Konzept von mir, allerdings 
mit deutlich weniger Aufwand.

Entscheidend war die LED, die bei Nennstrom 65mA nur 2,75V Vf hat.
Hierbei werden 38 Lumen emittiert, Effizienz > 200 lm/W

Dadurch war der Betrieb an einem LiIon Akku 18650 möglich.
Eine passende KSQ sorgt für Konstantstrom 65mA bis zu einer Akkuspannung 
von ca. 2,8...2,9V. Darunter wird die LED einfach immer dunkler.

Das interessante an dem Konzept: Unter 2,6V Akkuspannung geht die 
Stromaufnahme der LED gegen Null, es sind dann nur noch wenige µA.
Nur die KSQ zieht noch etwas Strom, per Auslegung < 50µA.

Hiermit ist ein passabler Tiefentladeschutz gegeben. Der Akku würde
erst nach Wochen unter 2,5V entladen, wenn man nicht abschaltet.

Ansonsten nur noch eine Buchse für ein externes Ladegerät CVCC
mit 4,2V und 0,5A. Bauteilekosten KSQ ca 2€.

von Stefan E. (sir0x)


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> Aha, was denn alles?
Zusätzlich zum normalen Gartenleuchtenkram
Läuft mit einem Lipo
Zugehöriger Über-Entladeschutz
leuchtet angeblich 24h
USB Lademöglichkeit
Magnetschalter
Ein/Ausverzögerung
wohl höherwertige Komponeten, als die Chinateile

Nachdem was ich hier im Forum höre, müssen die ja ein Wunderwerk 
vollbracht haben....
Ich habe nicht damit gerechtet, dass die Elektronik so komplex ist, aber 
dadurch möchte ich es nur noch lieber machen.

@bmk
kannst du mir bitte dein Kontzept/Lösung näher erklären, denn gerade der 
LED-Teil meines Projektes ist ja noch offen (Laderegelung + Schutz 
sollte ja wie oben skizziert passen, oder ich nehm einfach das TP4056 
Board)

von Stefan E. (sir0x)


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Btw, der Vergleich eines Glases mit 4 LEDs einer Gartenleuchte und eines 
mit meiner Schaltung

von Bernd K. (bmk)


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Stefan E. schrieb:
> @bmk
> kannst du mir bitte dein Kontzept/Lösung näher erklären, denn gerade der
> LED-Teil meines Projektes ist ja noch offen (Laderegelung + Schutz
> sollte ja wie oben skizziert passen, oder ich nehm einfach das TP4056
> Board)

Gerne.
Die Schaltung ist allgemein bekannt, hier nur optimiert auf 3,6V LiIon.
Der + Eingang des OpAmp erhält eine stets konstante Spannung von 65mV.
Der - Eingang erhält die zu vergleichende Spannung von R7 und Q1 wird so 
angesteuert, dass an R7 65mV abfällt und der Strom somit 65mA beträgt.

Die Komponenten sind bei TME.eu erhältlich. Die LED bei LED-Tech.
https://www.led-tech.de/de/1x-Samsung-LM301B-auf-Square-10-4000K

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Stefan E. schrieb:
> Btw, der Vergleich eines Glases mit 4 LEDs einer Gartenleuchte und eines
> mit meiner Schaltung

wenn Du in dem anderen Glas auch ein Stück Küchenkrepp
als Reflektor rein legst, wirkt diese Leuchte auch noch heller

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> leuchtet angeblich 24h

Ist denn der Ladestrom durch die kleine Solarzelle entsprechend hoch?

Oder hattest du vor, 2 Wochen zu laden, damit sie eine Nacht lang 
leuchten kann?

von Stefan E. (sir0x)


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● Des I. schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>> Btw, der Vergleich eines Glases mit 4 LEDs einer Gartenleuchte und eines
>> mit meiner Schaltung
>
> wenn Du in dem anderen Glas auch ein Stück Küchenkrepp
> als Reflektor rein legst, wirkt diese Leuchte auch noch heller

Werd ich heute versuchen, obs dann ran kommt.

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>> leuchtet angeblich 24h
>
> Ist denn der Ladestrom durch die kleine Solarzelle entsprechend hoch?
>
> Oder hattest du vor, 2 Wochen zu laden, damit sie eine Nacht lang
> leuchten kann?


Das ist die Angabe von "Sonnenglas".

von Stefan E. (sir0x)


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Nun umgekehrt, Unterschied noch immer deutlich.

Danke @bmk, sind der OpAmp, Mosfet usw. 1:1 zu übernehmen oder hab ich 
da Spielraum/Alternativen, und auf was müsste ich dann achten?

Bzgl. meinem Ein-Ausschaltproblem (zu früh Ein, zu spät aus), durch 
Steuerung übers Solarpanel, werde ich lösen, indem ich den Vorschlag von 
@MaWin übernehme, und eine Dunkelsteuerung mit LDR mache.

von Stefan E. (sir0x)


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Hab mir nun die Schaltung zur KSQ von @bmk genauer angesehen und glabe 
sie auch zu verstehen, zumindest bist zur Ansteuerung des Q1 (aber da 
komm ich schon noch dahinter, warum die Rs 330 und 3k3 sind).

Nun hab ich aber noch die Dunkelsteuerung von 
https://elektro.turanis.de/html/prj131/index.html.

Wie verbinde ich @bmk's KSQ mit der Dunkelsteuerung?

: Bearbeitet durch User
von Bernd K. (bmk)


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Stefan E. schrieb:
> Danke @bmk, sind der OpAmp, Mosfet usw. 1:1 zu übernehmen oder hab ich
> da Spielraum/Alternativen, und auf was müsste ich dann achten?
>
1. VR1
Mal nach 'voltage reference 1.235' googeln. (= typ. Referenzspannung)
Wichtig: 'current range' beginnend mit <= 15µA definiert.

2. OpAmp
Power supply Voltage 2,5V....>=5V, Output R2R
Low Input offset voltage <= 500µV
Low Quiescent Current <100µA
Bsp: MCP6051, MCP6061, NCS21871, NCV21871, TSZ121, OPA330

3. MOSFET
N-Kanal, für Linearbetrieb geeignet (DC-Kennlinie im SOA Diagramm)
Im Datenblatt muss Rdson = xxOhm *@2,5Vgs* angegeben sein.
MOSFET muss die Verlustleitung (4,2V-Vf)*I abführen können.
In meiner Schaltung mit (4,2-2,75)*0,065 = 94mW problemlos.
Bsp: SI4866DY, STL120N2, SUD40N02, TSM4806, IRLR6225

von Bernd K. (bmk)


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Stefan E. schrieb:
> Hab mir nun die Schaltung zur KSQ von @bmk genauer angesehen und glabe
> sie auch zu verstehen, zumindest bist zur Ansteuerung des Q1 (aber da
> komm ich schon noch dahinter, warum die Rs 330 und 3k3 sind).

R5 sorgt dafür, dass der OpAmp Ausgang nur mit <20mA belastet wird.
Denn Ciss im MOSFET verursacht im Einschaltmoment einen hohen Strom.

R6 mit C1 fungiert als Integrator und vermeidet Schwingungen:
https://www.electronics-tutorials.ws/de/operationsverstarker/integrierverstaerker.html

Eine schnelle Stromänderung an R7 wird im OpAmp ausgeregelt und die 
resultierende Spannungsänderung am Ausgang erfolgt nur gaaanz langsam.

grün = Versorgungsspannung 4,2V
blau = Vgs MOSFET ansteigend auf ca. 1V
rot = Strom durch LED 65mA

von Stefan E. (sir0x)


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Danke @bmmk,
dann würd ich mal für die KSQ folgende Teile nehmen (alle beim Reichelt 
zu bekommen):
LM 385-Z1,2
MCP 607-I/P 2-fach (sollte wohl auch passen, den zweiten OpAmp könnte 
ich für die Dunkelsteuerung verwenen?)
TSM4806CS

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Für den Aufbau gibt es noch eine Kleinigkeit zu beachten. Der Deckel 
wird im Umfeld der Solarzelle bei Sonnenlichtbestrahlung ganz schön 
warm. Deshalb sollte die LiZelle ein ordentliches Stück entfernt, d.h. 
hier tiefer angebracht werden und isoliert.

von Stefan E. (sir0x)



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Danke für den Hinweis @dieter_1234.

Bzgl. der Kombination Dunkelsteuerung und KSQ, könnte die angehängte 
Lösung funktionieren? (habs nur schnell an Handy gezimmert, und statt 
dem LM741 würde ich den 2ten MCP607 nehmen)

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Bzgl. der Kombination Dunkelsteuerung und KSQ, könnte die angehängte
> Lösung funktionieren?

Könnte funktionieren. Allerdings zieht dir die Schaltung die Batterie 
leer, weil sie ständig relativ viel Strom aufnimmt. Ich würde das mit 
einem Mikrocontroller machen, der den Helligkeitssensor nur kurzzeitig 
in gewissen Intervallen aktiviert. Er kann dabei auch gleich die 
Batteriespannung überwachen um Tiefentladung zu verhindern. Außerdem 
kann er die LED mit einer PWM ansteuern, die an die Spannung angepasst 
wird, so entfällt die Konstantstromquelle. Wenn man dann noch den 
Vorwiderstand der LED durch eine Spule+Diode ersetzt, hast du einen 
Schaltwandler mit viel geringeren Verlusten.

Warum hast du 9V gezeichnet? Es geht doch um einen Lithium Akku, dachte 
ich. Auch ist der LM741 so ziemlich die schlechteste denkbare Wahl. Er 
braucht eine höhere Versorgungsspannung.

von Stefan E. (sir0x)


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Ein neuer Ansatz, Danke, jedoch steh ich dann mit deiner textuellen 
Beschreibung wieder bei Null (stört mich nicht, nur dann müsste ich 
wieder wegen jeder Kleinigkeit nachfragen, hoff, dass stört dich dann 
nicht ;-)).
Könnest du mir bitte deinen Ansatz näher erklären, mit einem 
Schaltungsbeispiel und Teilen?

Hab vergessen die 9v rauszulöschen, das Bild stammt von 
https://elektro.turanis.de/html/prj131/index.html und ich nahm es mal 
als Referenz für meine Dunkelsteuerung. Ich hab natürlich weiterhin 
einen Li-Ion.

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Könnest du mir bitte deinen Ansatz näher erklären, mit einem
> Schaltungsbeispiel und Teilen?

Hast du das Know-How und Equipment, um Schaltungen mit ATtiny25/45/85 zu 
entwerfen?

Wahrscheinlich nicht, sonst hättest du anders gefragt. Alles was du dazu 
wissen musst steht in dem Buch 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html

Was den Schaltwandler angeht, lass dich davon inspirieren: 
https://www.hackerspace-ffm.de/wiki/index.php?title=LED_step-up_converter_with_ATtiny85&mobileaction=toggle_view_desktop

von Stefan E. (sir0x)


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Jetzt hab ich doch tatsächlich den Mikrocontroller überlesen, in deinem 
Lösungsansatz...

Wenn ich das ganze mit Software steuern kann, fände ich das sehr gut 
(bin Software-Engineer). Mit den "kleinen" Mikrocontrollern hab ich 
keine Erfahrung. Mit Arduinos, Esp's usw. hab ich schon einige Projekte 
gemacht, die fallen aber hier raus.

Werde mir deine Bücher mal durchlesen, Danke dafür!

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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Hallo zusammen,

ich habe nun meine Teile erhalten und mal die KSQ von @bmk gebaut. Für 
mein Verständnis funktioniert diese auch. Ich sehe, dass die Schaltung 
von meinem Netzteil (habe ich auch heute bekommen ;-)) zwischen 2,8V bis 
4,2V immer die 65mA zieht, erst unter 2,8V fallen auch die 65mA runter 
und die LED geht aus.

Kann ich in dieser Schaltung noch andere Punkte, ausser z.B. die 1.2V an 
der LM358? Ich verwende einen MCP607 und einen TSM4806, der Rest ist 
gleich wie von @bmk vorgegeben.

Als nächstes werde ich versuchen die KSQ in die Dunkelsteuerung 
einzubinden und danach werde ich alles, wie von @stefanus vorgeschlagen, 
mit einem ATTiny45 probieren.

Btw, Danke für euren super Support, ich lerne so einiges.

Ach nochwas, wenn ich meinen aktuellen Prototyp mit der obigen 
Chinapaltine (1. Post) an mein Netzteil hänge (anstatt des Akkus), zeigt 
dieses mir, das original 250mA gezogen werden.....

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Kann ich in dieser Schaltung noch andere Punkte,
> ausser z.B. die 1.2V an der LM358?

Zeige mal den aktuellen Schaltplan und korrigiere die Frage auf einen 
vollständigen Satz.

von Stefan E. (sir0x)


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Ah, Sorry,

Schaltung ist 1:1 die von @bmk, ausser dass ich einen MCP607 und einen 
TsM4806 verwende.

Kann ich in dieser Schaltung noch andere Punkte, ausser z.B. die 1.2V an 
der LM358, messen?

Und danke @stefanus für deine Gratislektüre, das erste PDF hab ich 
gleich verschlungen. Da hast du mMn super Unterlagen erstellt.

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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Jetzt hab ich die KSQ mit der Dunkelsteuerung kombiniert und auch diese 
funktioniert (ein OpAmp vom MCP607 für die KSQ und der andere für die 
Dunkelsteuerung). Hab bei der Dunkelsteuerung noch einen TSM4806 
reinbauen müssen, damit die KSO genug Strom bekommt.

Diese Schaltung zieht nun bei Helligkeit (LED aus) ca. 2mA, bei 
Dunkelheit (LED ein) hab ich die KSQ auf 20mA gesetzt.

Als nächstes dann der Versuch mit dem Attiny45 (wird wohl länger dauern, 
bis ich das richtig zum laufen bringe, Lernkurve usw.)

PS:
Hab mir bei Reichelt fünf MCP607 bestellt, und es funktionieren nur zwei 
korrekt. Bei den anderen dreien funktioniert nur der OpAmp A, der OpAmp 
B nicht.
Kann ja auch fast nicht sein, dass nur zwei aus fünf funktionieren, 
oder?

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Kann ich in dieser Schaltung noch andere Punkte, ausser z.B. die 1.2V an
> der LM358, messen?

Ich verstehe die Frage immer noch nicht. An jedem Punkt kann man etwas 
messen. Aber das war dir sicher klar.

Reden wir über die angehängte Schaltung, aber mit MCP607 (OP-Amp) und 
TsM4806 (MOSFET)?

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Hab mir bei Reichelt fünf MCP607 bestellt, und es funktionieren
> nur zwei korrekt. Bei den anderen dreien funktioniert nur der
> OpAmp A, der OpAmp B nicht. Kann ja auch fast nicht sein, dass
> nur zwei aus fünf funktionieren, oder?

Vielleicht hast du sie kaputt gemacht. Das sind CMOS OP-Amps, die 
reagieren zum Teil extrem empfindlich auf statische Entladungen (beim 
Anfassen). Wie empfindlich der MCP607 ist, weiß ich nicht.

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>> Kann ich in dieser Schaltung noch andere Punkte, ausser z.B. die 1.2V an
>> der LM358, messen?
>
> Ich verstehe die Frage immer noch nicht. An jedem Punkt kann man etwas
> messen. Aber das war dir sicher klar.
>
> Reden wir über die angehängte Schaltung, aber mit MCP607 (OP-Amp) und
> TsM4806 (MOSFET)?

Ich meinte, welche Werte z.b Spannung ich an den verschiedenen Punkte 
messen müsste. Aber ich denke, dass es egal ist, da es ja funktioniert.

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>> Hab mir bei Reichelt fünf MCP607 bestellt, und es funktionieren
>> nur zwei korrekt. Bei den anderen dreien funktioniert nur der
>> OpAmp A, der OpAmp B nicht. Kann ja auch fast nicht sein, dass
>> nur zwei aus fünf funktionieren, oder?
>
> Vielleicht hast du sie kaputt gemacht. Das sind CMOS OP-Amps, die
> reagieren zum Teil extrem empfindlich auf statische Entladungen (beim
> Anfassen). Wie empfindlich der MCP607 ist, weiß ich nicht.

Ich war sehr vorsichtig und hab auch versucht mich vorher statisch zu 
entladen (Masse am Netzteil). Ich bekam die fünf Stück klarerweise lose, 
vl. gingen sie beim Verpacken kaputt.

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>> Kann ich in dieser Schaltung noch andere Punkte, ausser z.B. die 1.2V an
>> der LM358, messen?
>
>
> Reden wir über die angehängte Schaltung, aber mit MCP607 (OP-Amp) und
> TsM4806 (MOSFET)?

Ja, genau, diese Schaltung, mit MCP607 und TSM4806. Aber wie gesagt, ich 
lass es mal mit dem Messen, da es ja funktioniert.

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Aber ich denke, dass es egal ist, da es ja funktioniert.

Sehe ich auch so. Mehr Messungen wären nur im Fehlerfall interessant.

von MaWin (Gast)


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Nehmt eine al5809.
Zu faul zum googlen.
Babyboomer Gen und so.

von Stefan E. (sir0x)


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MaWin schrieb:
> Nehmt eine al5809.
> Zu faul zum googlen.
> Babyboomer Gen und so.

Ui, das wäre ja viel einfacher...

von Stefan E. (sir0x)


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Andere Frage, weils mir gerade durch den Kopf geht und ich überlege 
einen Lipo anstatt eines Li-Ion zu nehmen. So ein TP4056 Board mit DW01 
hat ja einen Entladeschutz bei 2,7V oder so. Für einen Lipo wäre das ja 
schon zu tief.

Könnte man den Schutz nicht einfach mittels einer Spannungsreferenz 3V 
zusammen mit einem OpAmp ganz einfach machen?

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Könnte man den Schutz nicht einfach mittels einer Spannungsreferenz 3V
> zusammen mit einem OpAmp ganz einfach machen?

Theoretisch kann man kann (fast) jedes IC aus diskreten Bauteilen 
nachbauen. Die Frage ist eher, ob sich der Aufwand lohnt und ob man sich 
das antun will.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Theoretisch kann man kann (fast) jedes IC aus diskreten Bauteilen
> nachbauen.

yo, eine I7 CPU oder ähnliche aus Einzeltransistoren...
äh welche Bauform?

rechnen wir mal 2mrd Transistoren
und einen halben Gramm pro Transistor...

äh... Tausend Tonnen

schlappe 27LKW-Ladungen, mit Paletten und allem drum und dran eher 28.

hmm, also es hat schon grössere Projekte gegeben,
also von den LKW-Ladungen her

schö'n Freidach
:-]

von Stefan E. (sir0x)


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Ich glaube, dass ich nun meine Schaltung habe. Den LDR bin ich auch 
wieder los geworden und ich mache die Dunkelsteuerung nun wieder mit dem 
Solarpanel über einen OpAmp und eine Spannungsreferenz.

Als Schutz-IC muss ich wohl noch einen anderen finden, da ich den 
LC05111CMT wohl nicht so leicht bekomme (der wäre cool gewesen, da hier 
die MOSFETs schon drin sind).

von Stefan E. (sir0x)



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So sieht nun mein Schema und PCB aus, mit Teilen, die JCLPCB schon 
betücken kann.

Ich weiss, ist weder eine schönes, noch igendwelchen Konventionen 
entspechendes Design, aber ich hoffe es ist wenigstens korrekt....

Gibts Untelagen, welche Konventionen man beim Design einhalten muss?

von Stefan E. (sir0x)


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Nun hab ich noch versucht auch die Laderegelung zu zeichen.

Wärt ihr so nett und würdet diese bitte mal reviewen, damit ich nicht 
einen kompletten Blödsinn fertigen lasse?

Vielen Dank!

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Wärt ihr so nett und würdet diese bitte mal reviewen, damit ich nicht
> einen kompletten Blödsinn fertigen lasse?

Ich teste Prototypen in Handarbeit, bevor ich etwas produzieren lasse. 
Das würde ich dir auch empfehlen.

Meistens sind die so robust, dass es dann dabei bleibt. Nicht hält 
länger als ein gutes Provisorium.

von Stefan E. (sir0x)


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Der untere Teil funktioniert in meinem Testaufbau.
Für die Laderegelung und Schutzschaltung habe ich keine Teile und hab 
nur versucht alles aus den Datenblättern zu holen.
Bei der Beschaltung vom FS8205A bin ich mir nicht sicher, ob das mit Pin 
6,7 und 2,3 so passt

von Bernd K. (bmk)


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MaWin schrieb:
> Nehmt eine al5809.
> Zu faul zum googlen.
> Babyboomer Gen und so.

Leider wieder ein falscher MaWin.

Der richtige hätte gewusst, dass ein AL5809 (constant current driver)
als Zweipol für sich selbst eine Spannung von mindestens 1,5V
zum Arbeiten beansprucht. Dazu die 2,8V der LED und wir sind bei 4,3V
Versorgungsspannung. Also nix mit 1 Zelle LiIon.

von Stefan E. (sir0x)


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Hallo nochmal,

habe heute meine Platinen bekommen und eine zusammengelötet. Was soll 
ich sagen.....alles funkt, wie geplant!
Der Batterieschutz tritt bei 2,9v ein, die KSQ läuft mit 22mA konstant 
über den gesamten Spanungsbereich, die Led schaltet sich vei 1,235v am 
Solarpanel an/aus.

Danke nochmals für eure super Unterstützung!

: Bearbeitet durch User
von Mattes (Gast)


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Sieht gut aus! Wie teuer war das Bestücken?

von Stefan E. (sir0x)


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Es war ca. 3,9€ pro PCB inkl. der Teile + noch ca. 0,40€ fürs PCB 
selbst.

: Bearbeitet durch User
von Serge W. (Gast)


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● Des I. schrieb:
> yo, eine I7 CPU oder ähnliche aus Einzeltransistoren...
> äh welche Bauform?

Anfänger :p  ;)

Wenn schon, dann eine SSD aus Einzeltransistoren. Zwei Transistoren pro 
Bit als Flipflop, also 16 Stück pro Byte. Frohes Löten ;)

Sorry für OT

Stefan E. schrieb:
> Hallo nochmal,
>
> habe heute meine Platinen bekommen und eine zusammengelötet. Was soll
> ich sagen.....alles funkt, wie geplant!
> Der Batterieschutz tritt bei 2,9v ein, die KSQ läuft mit 22mA konstant
> über den gesamten Spanungsbereich, die Led schaltet sich vei 1,235v am
> Solarpanel an/aus.
>
> Danke nochmals für eure super Unterstützung!

Sieht gut aus, freue mich über Deinen Erfolg (und vielleicht bau ich's 
mal nach)

Grüße, Serge

von Stefan E. (sir0x)


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Die finale Schltung hab ich nochmal geändert, vorallem im Bezug auf den 
MCP73831, da verwende ich nun doch den TP4056 (billiger und kann 
bestückt werden) und auch hab ich nicht alles SMD genommen (damit ich 
auch noch was tun habe ;-))

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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Hallo zusammen,

irgendwo hab ich wohl ein Problem in meiner Schaltung, da es passieren 
kann, dass die Leiterbahnen durchbrennen. Ich kann es leider nicht 
gezielt nachstellen, jedoch wenn es passiert, scheinen nur die 
Leiterbahnen betrofen zu sein, jedoch nicht die Bauelemente (wenn ich 
den verbrannten Teil überbrücke, dann geht die Schaltung wieder).
Kann es an zu dünnen Leiterbahnen liegen? Aktuell hab ich 0.254mm 
Breite, was ja bei meinen geringen Strömen kein Problem sein sollte.
Wie könnte ich dem Problem auf die Spur kommen?

von Stefan F. (Gast)


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Markiere im Schaltplan das Stück, das überhitzt.

von Stefan E. (sir0x)


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Hi Stefan,

müsste dieser Teil in Rot sein...

Vom Akku+ über den Magnetschalter hin zum R201, R203 und C202.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Das ist die Strecke des Laststromes.

Ich kann mir kaum vorstellen, dass das bisschen Strom die Leiterbahnen 
überfordert. Es se denn da fließt viel mehr Strom als geplant. Kannst du 
das nachmessen?

von Bernd K. (bmk)


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Beim Einschalten werden C201 und C202 schlagartig geladen.
Sind zusammen nur 200nF, aber offenbar Keramik mit low ESR.

Denn das Anlegen von Spannung an einen leeren Kondensator
ist bekanntlich mit einem hohen Einschaltstromstoß verbunden.

Aber reicht das zum Durchbrennen einer Leiterbahn?
Nun, 0,254mm ist etwa das 3-5fache eines menschlichen Haares.
Halte ich somit für durchaus möglich.

von H. H. (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Beim Einschalten werden C201 und C202 schlagartig geladen.
> Sind zusammen nur 200nF, aber offenbar Keramik mit low ESR.
>
> Denn das Anlegen von Spannung an einen leeren Kondensator
> ist bekanntlich mit einem hohen Einschaltstromstoß verbunden.
>
> Aber reicht das zum Durchbrennen einer Leiterbahn?
> Nun, 0,254mm ist etwa das 3-5fache eines menschlichen Haares.
> Halte ich somit für durchaus möglich.

Nein, das ist viel zu wenig Energie.

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Das ist die Strecke des Laststromes.
>
> Ich kann mir kaum vorstellen, dass das bisschen Strom die Leiterbahnen
> überfordert. Es se denn da fließt viel mehr Strom als geplant. Kannst du
> das nachmessen?

Leider nein, ich kann es auch nicht gezielt nachstellen

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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Bernd K. schrieb:
> Beim Einschalten werden C201 und C202 schlagartig geladen.
> Sind zusammen nur 200nF, aber offenbar Keramik mit low ESR.
>
> Denn das Anlegen von Spannung an einen leeren Kondensator
> ist bekanntlich mit einem hohen Einschaltstromstoß verbunden.
>
> Aber reicht das zum Durchbrennen einer Leiterbahn?
> Nun, 0,254mm ist etwa das 3-5fache eines menschlichen Haares.
> Halte ich somit für durchaus möglich.

Habe ich auch gedacht, aber dann müsste es ja "öfters" gezielt 
nachstellbar sein.

von Stefan E. (sir0x)


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Kann es sein, dass meine Leiterbahnführung einfach nicht ideal ist, 
vorallem im Bereich des Akkus, Schalters, Solarpanel. Da ist schon jede 
Bahn recht eng beieinander.

Vl. noch eine Hinweis: als mir die zweite Schaltung abgeraucht ist, 
konnte ich zusehen, wie sie langsam durchgebrannt ist (war nicht in 
meiner Werkstatt). Erst als ich nach, gefühlten, 30s den Akku entfernt 
hatte, stoppte das Durchbrennen. Die Schaltung läuft noch immer (habe 
nur eine Leiterbahn überbrücken müssen).

Kann es vl. auch sein, dass die KSQ/der OPV aus irgendeinem Grund mehr 
Strom zieht, als meine beabsichtigten 22mA (durch irgendein Problem z.B. 
bei der Spannungsreferenz?)?

Ich habe schon nach einer Sicherung gesucht, 5V und 200mA, aber bin 
leider nicht fundig geworden. Dann würde wenigstens nicht die Platine 
abbrennen. Gibts solche Sicherungen?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Kann es vl. auch sein, dass die KSQ/der OPV aus irgendeinem Grund mehr
> Strom zieht, als meine beabsichtigten 22mA (durch irgendein Problem z.B.
> bei der Spannungsreferenz?)?

Deswegen habe ich gefragt, ob du das mal nachmessen kannst.

Der Ladestrom des Akku wird andere benachbarte Leiterbahnen auch ein 
bisschen aufheizen. Das spielt vielleicht mit eine Rolle.

Als du dein Layout zeigtest dachte ich mir schon "die Leiterbahnen sind 
sehr dünn". Aber ich habe nichts gesagt, weil ich für voreilige 
Bemerkungen oft beschimpft werde.

von HildeK (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Denn das Anlegen von Spannung an einen leeren Kondensator
> ist bekanntlich mit einem hohen Einschaltstromstoß verbunden.
Ja, ist so.
> Aber reicht das zum Durchbrennen einer Leiterbahn?
> Nun, 0,254mm ist etwa das 3-5fache eines menschlichen Haares.
> Halte ich somit für durchaus möglich.
Bei 200nF oder 1µ oder 100µF?
Definitiv nicht bei den genannten Kondensatoren!
Ich hab mal aus Interesse an einer alten Platine ein ca. 5-10cm langes 
Stück Leiterbahn mit 0.3mm Breite versucht durchzubrennen. Bei ca. 15A 
(meine Erinnerung) fängt das mal an rot zu glühen, aber erst nach 
mehreren Sekunden. lässt man das länger, dann brennt sie schon 
irgendwann durch.

Ich will jetzt nicht ausrechnen, ab welcher Kapazität und bei welchem 
Kondensatortyp durch den Ladestrom eine solche Leiterbahn in Gefahr ist.

von Stefan E. (sir0x)


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Der Akku wurde nicht geladen, als die Leiterbahn verbrannte.

In der nächsten Version meiner Schaltung bin ich nun auf eine Stärke von 
0,5mm gegangen, mit einem Mindestabstand von 0,24mm. Der Grund für die 
0,24mm Abstand liegt daran, dass sich sonst das EasyEda aufregt, dass 
der Q101 nicht korrekt verbunden werden kann (sind wohl die Pins < 
0,25mm voneinander entfernt). Mit dem Routingdetails, vorallem manuellem 
Routing, hab ich mich noch nicht befasst.

von H. H. (Gast)


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Möglicherweise geht einer der Opamps in den Latch-Up.

von Stefan F. (Gast)


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H. H. schrieb:
> Möglicherweise geht einer der Opamps in den Latch-Up.

Wohl der linke, der direkt mit der Solarzelle verbunden ist. Die 
Eingänge des OP-Amp vertragen maximal Versorgungsspannung + 1 Volt 
(steht in den Absolute Maximum Ratings).

Das wäre bei einem fast leeren Akku ca 4,3 Volt. Ich nehme an, dass die 
Solarzelle mehr Spannung liefern kann.

Den Fall müsste man daran erkennen, dass der Chip heiß wird.

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan E. schrieb:
> Der Akku wurde nicht geladen, als die Leiterbahn verbrannte.
>
> In der nächsten Version meiner Schaltung bin ich nun auf eine Stärke von
> 0,5mm gegangen, mit einem Mindestabstand von 0,24mm. Der Grund für die
> 0,24mm Abstand liegt daran, dass sich sonst das EasyEda aufregt, dass
> der Q101 nicht korrekt verbunden werden kann (sind wohl die Pins <
> 0,25mm voneinander entfernt). Mit dem Routingdetails, vorallem manuellem
> Routing, hab ich mich noch nicht befasst.

Hab auch versucht die Anschlusse mit mehr Abstand zueinander und dicker 
zu machen.

von Stefan E. (sir0x)


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H. H. schrieb:
> Möglicherweise geht einer der Opamps in den Latch-Up.

Werd ich mich mal schlau machen, was das ist. Danke

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Möglicherweise geht einer der Opamps in den Latch-Up.
>
> Wohl der linke, der direkt mit der Solarzelle verbunden ist. Die
> Eingänge des OP-Amp vertragen maximal Versorgungsspannung + 1 Volt
> (steht in den Absolute Maximum Ratings).
>
> Das wäre bei einem fast leeren Akku ca 4,3 Volt. Ich nehme an, dass die
> Solarzelle mehr Spannung liefern kann.
>
> Den Fall müsste man daran erkennen, dass der Chip heiß wird.

Ui, das hört sich vielversprechend an, meine Panels liefern bis zu 5,5V 
(vl. 6,0V) das kann ich heute mal testen.

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Werd ich mich mal schlau machen, was das ist. Danke

Kurz gesagt: Der Mikrochip macht intern einen vorübergehenden 
Kurzschluss, nachdem die maximale Spannung oder der maximale Strom an 
seinen Pins überschritten wurden. Der Effekt verschwindet, wenn man die 
Stromversorgung unterbricht.

Mit stärkeren Leiterbahnen kann es nun allerdings passieren, dass der 
Chip einen thermischen Tod stirbt.

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan E. schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> H. H. schrieb:
>>> Möglicherweise geht einer der Opamps in den Latch-Up.
>>
>> Wohl der linke, der direkt mit der Solarzelle verbunden ist. Die
>> Eingänge des OP-Amp vertragen maximal Versorgungsspannung + 1 Volt
>> (steht in den Absolute Maximum Ratings).
>>
>> Das wäre bei einem fast leeren Akku ca 4,3 Volt. Ich nehme an, dass die
>> Solarzelle mehr Spannung liefern kann.
>>
>> Den Fall müsste man daran erkennen, dass der Chip heiß wird.
>
> Ui, das hört sich vielversprechend an, meine Panels liefern bis zu 5,5V
> (vl. 6,0V) das kann ich heute mal testen.

Habs probiert, 5,7V über den Solarpanelanchluss (über Netzteil) rein, 
bei Akkuspannung 3,6v -> das Ding läd einfach

von mk279 (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Ich habe schon nach einer Sicherung gesucht, 5V und 200mA, aber bin
> leider nicht fundig geworden. Dann würde wenigstens nicht die Platine
> abbrennen. Gibts solche Sicherungen?

Gibt es. Auch als selbat-rückstellende.
Z.B. Polyfuse 0603L020YR

von mk279 (Gast)


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Sorry, ich meinte littlefuse 0603L020YR

von H. H. (Gast)


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Latch-Up kann auch durch zu schnellen Anstieg der Versorgungsspannung 
ausgelöst werden.

von Stefan E. (sir0x)


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H. H. schrieb:
> Latch-Up kann auch durch zu schnellen Anstieg der Versorgungsspannung
> ausgelöst werden.

Angenommen es wäre ein Latch up, so würde dann eine rückstellende 
Sicherung mal helfen, dass die Leiterbahn nicht mehr abbrennt, oder?
Und sobald die Sicherung rückgestellt ist, würde es wieder funktionieren 
(solange ich nicht weiss, was wirklich der Auslösen ist)

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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H. H. schrieb:
> Latch-Up kann auch durch zu schnellen Anstieg der
> Versorgungsspannung ausgelöst werden.

Wie könnte ich einen zu schnellen Anstieg verhindern?

von Stefan E. (sir0x)


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Nochwas, ich habe in meiner Schaltung bzw. auf der Platine den C203 
nicht gelötet, da ich diesen fälschlicherweise als SMD designed habe.
Kann der Schuld sein?

von Stefan F. (Gast)


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Ohne C203 könnte der OP-Amp heftig schwingen, so dass die Regelung des 
LED Stroms versagt. Das kannst mit einem Oszilloskop prüfen. Es wäre 
auch bei der Strom-Messung aufgefallen, nach der ich fragte.

Man kann sich noch viele Gründe ausdenken, wo und warum möglicherweise 
mehr Strom fließen könnte, als gewollt. Aber Gewissheit bekommt man nur 
durch messen.

Meinst du nicht, dass der Aufwand für dein Solarglas inzwischen maßlos 
ausgeufert ist?

von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ohne C203 könnte der OP-Amp heftig schwingen, so dass die Regelung des
> LED Stroms versagt. Das kannst mit einem Oszilloskop prüfen. Es wäre
> auch bei der Strom-Messung aufgefallen, nach der ich fragte.
>

Oszi hab ich leider keines.

> Man kann sich noch viele Gründe ausdenken, wo und warum möglicherweise
> mehr Strom fließen könnte, als gewollt. Aber Gewissheit bekommt man nur
> durch messen.

Ich kanns ja nicht nachstellen.

>
> Meinst du nicht, dass der Aufwand für dein Solarglas inzwischen maßlos
> ausgeufert ist?

Auf alle Fälle, aber was ich beginne, bring ich auch zu Ende ;-)
Und mittlerweile hab ich auch schon den einen oder anderen, der gerne 
ein Glas hätte...

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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H. H. schrieb:
> Latch-Up kann auch durch zu schnellen Anstieg der Versorgungsspannung
> ausgelöst werden.

Kann dadurch eine .254mm breite Leiterbahn durchbrennen ohne dass der IC 
auch zur Schmelze neigt? Kann ich mir nicht vorstellen! Er sagte ja, 
dass anschließend die ICs noch in Ordnung waren.
So was muss imho durch einen satten Kurzschluss an einem Li-Akku 
passiert sein, z.B. durch einen defekten Kondensator.

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> So was muss imho durch einen satten Kurzschluss an einem Li-Akku
> passiert sein, z.B. durch einen defekten Kondensator.

Die MLCC machen das aber nicht reversibel.

von Stefan F. (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Ich kanns ja nicht nachstellen.

Ach so, das ist natürlich hinderlich.

von Stefan E. (sir0x)


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HildeK schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Latch-Up kann auch durch zu schnellen Anstieg der Versorgungsspannung
>> ausgelöst werden.
>
> Kann dadurch eine .254mm breite Leiterbahn durchbrennen ohne dass der IC
> auch zur Schmelze neigt? Kann ich mir nicht vorstellen! Er sagte ja,
> dass anschließend die ICs noch in Ordnung waren.
> So was muss imho durch einen satten Kurzschluss an einem Li-Akku
> passiert sein, z.B. durch einen defekten Kondensator.

Aber der/die Kondensatoren müssten dann ja kaputt sein, sinds aber auch 
nicht. Die Platine funktioniert, nachdem ich eine durchgebrannte 
Leiterbahn repariert (scwarze Kabel am Bild oben) habe.

Habe jetz nochmal alle Kondensatoren gemessen, alle OK.

Es sieht mir so aus, als würde einfach die KSQ "hochschaukeln" und dann 
soviel Strom ziehen, dass meine 0,254mm Bahnen flöten gehen..., jedoch, 
wenn der Strom durch die KSQ so hoch werden würde, dann müsste doch auch 
meine LED abrauchen bzw. kann ich mich nicht daran erinnern, dass die 
heller geworden wäre.

: Bearbeitet durch User
von Stefan E. (sir0x)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Stefan E. schrieb:
>> Ich kanns ja nicht nachstellen.
>
> Ach so, das ist natürlich hinderlich.

Ja, diese Probleme hab ich auch immer am liebsten (Bug refused, not 
reproducible ;-))

von HildeK (Gast)


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Stefan E. schrieb:
> Aber der/die Kondensatoren müssten dann ja kaputt sein, sinds aber auch
> nicht.

Ok, war nur ein Beispiel. Ich kann mir halt nicht vorstellen, dass 
irgendwas >10A durch einen IC fließt und der danach noch funktioniert.

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> Ok, war nur ein Beispiel. Ich kann mir halt nicht vorstellen, dass
> irgendwas >10A durch einen IC fließt und der danach noch funktioniert.

Bei so einem kleinen Opamp fällt mir das auch schwer, aber ich sehe 
einfach sonst keine plausible Möglichkeit.

von Teo D. (teoderix)


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H. H. schrieb:
> Bei so einem kleinen Opamp fällt mir das auch schwer, aber ich sehe
> einfach sonst keine plausible Möglichkeit.

Dito
Sicher das da nach dem Einbau, auch kein Kurzer entstehen kann?!

von Stefan E. (sir0x)


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Teo D. schrieb:
> H. H. schrieb:
>
>> Bei so einem kleinen Opamp fällt mir das auch schwer, aber ich sehe
>> einfach sonst keine plausible Möglichkeit.
>
> Dito
> Sicher das da nach dem Einbau, auch kein Kurzer entstehen kann?!

Wäre natürlich super, wenn es durch den Einbau im Deckel passieren 
würde, aber die Platine liegt auf Kunststoff auf und ist mit Schrauben 
in den Kunststoff geschraubt (durch die Löcher in der Platine). Wobei 
das Loch unten zwischen den Pads schon sehr nahe an den Lötstellen und 
den Leiterbahnen ist.
Aber selbst wenn es irgendwie durch die Schraube einen Kurzen geben 
würde, dann würde dur Platine ja nicht bis zum c202 durchbrechen, oder?

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Tja... hmmm, Gremlins?

von Stefan E. (sir0x)


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Teo D. schrieb:
> Tja... hmmm, Gremlins?

Dürfte noch die plausibelste Erklarung sein ;-)

Wenn ich den Pfad der Zerstörung folge, endet diese beim C201 (vl. wäre 
es ja weiter gegangen, wenn ich nicht den Akku gezogen hätte).
Wie kann ich verhindern, dass zb der C201 durchbrennt und einen Kurzen 
verursacht?
Lt. Beschreibung sind diese für bis zu 50V.

Bei der ersten Platine, wo mir das ebenfalls passiert ist, endet der 
Pfad schon beim Switch, da die Leiterbahn wohl schneller durchgebrannt 
ist und somit die Zerstörung nicht so weit ging.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Stefan E. schrieb:
> Wie kann ich verhindern, dass zb der C201 durchbrennt und einen Kurzen
> verursacht?

Ich glaube nicht, das er das machen wird!
Das is so wahrscheinlich, wie ein Dreier mit Zusatzzahl im Lotto. Wenn 
das wie hier, regelmäßig passiert, wäre die Gewinnsumme schon 
fünfstellig....

von Stefan E. (sir0x)


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Ok, aber was ich mal mitnehme ist, dass für so eine verbrannte 
Leiterbahn schon höhere Ströme, zb. durch Kurzschluss, vorhanden sind, 
also mal sicher mehr als 1A.

Somit kann ich wenigstens die Platine mal mit einer Feinsicherung (250V, 
0,4A) schützen, solange ich die Platine nicht umdesigned habe und die 
oben genannte littlefuse verbaut habe.

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