Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromversorgung über gewisser Spannung abschalten und unter geweisser Spannung einschalten


von Andreas T. (Gast)


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Möchte eine Schaltung bauen die ab einer gewissen Spannung(15V) die 
Stromversorgung abschaltet und bei Unterspannung(3.5V) einschaltet. Als 
Trennung stelle ich mir ein Relais oder Mosfet vor..

Die Stromquelle ist eine Renogy 30W Solarzelle mit 19,5 Ausgangspannung.
Geladen werden soll 16V Balanced 1.6F Supercap(6x2.7V, 10F).
Betrieben werden soll damit ein Arduino Nano der über einen 
Buck/Boostconverter die passende Spannung verpasst bekommt, villeicht 
kann der so nebenbei die Steuerung übernehmen? Problem ist dabei dass 
dann beim laden die Spannung zusammenbricht und der Arduino mehr genug 
Spannung bekommt.
Ihr braucht mir nur Tipps geben ich selber lernen sowas umzuseten! :D

: Verschoben durch Moderator
von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Du suchst einfach nur einen einfachen Komparator mit Hysterese. Schau 
mal bei Google danach,ob dir das hilft bzw das ist, was du suchst.

von Falk B. (falk)


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Andreas T. schrieb:
> Möchte eine Schaltung bauen die ab einer gewissen Spannung(15V) die
> Stromversorgung abschaltet und bei Unterspannung(3.5V) einschaltet.

Klingt maximal unlogisch ;-)

> Als
> Trennung stelle ich mir ein Relais oder Mosfet vor..
>
> Die Stromquelle ist eine Renogy 30W Solarzelle mit 19,5 Ausgangspannung.
> Geladen werden soll 16V Balanced 1.6F Supercap(6x2.7V, 10F).

Warum meinst du dann, abschalten zu müssen?

> Betrieben werden soll damit ein Arduino Nano der über einen
> Buck/Boostconverter die passende Spannung verpasst bekommt,

Wie Buck/Boost? Wenn du 16 im Supercap hast, reicht ein Buck. Den auf 
weniger als 3,3 oder 5V auszusaugen bringt wenig.

> villeicht
> kann der so nebenbei die Steuerung übernehmen?

Du übernimmst dich gerade.

Was du brauchst, ist ein Laderegler, sonst nix. Der ist strom- und 
spannungsbegrenzt. Wobei die Strombegrenzung nicht wirklich gebraucht 
wird, das macht die Solarzelle schon allein. Eine Spannungsbegrenzung 
macht jeder einfache Linearregler. Das ist die einfache Lösung. Wenn man 
das Leistungsmaximum aus der Solarzelle rausholen will, braucht es 
deutlich mehr, nämlich einen Schaltregler mit MPPT (maximum power point 
tracker). Ist für deine Spielerei eher Overkill.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Als Strombegrenzung genügt der Generatorinnenwiderstand der Solarzelle, 
als Spannungsbegrenzung genügt im einfachsten Fall eine 15 Volt 
Zenerdiode parallel zur Supercap. Diese Konstruktion kann für immer im 
zusammengebauten Zustand betrieben werden und da muss nix getrennt 
werden. Auch nicht im Dunkeln. Es sollte noch eine Diode in Reihe 
geschaltet werden.

von Schlaumaier (Gast)


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Es gibt doch Stromerkennungs-Platinchen für den Arduino die man 
einstellen kann. Den Rest halt über Relais. Sehe ich nicht wirklich ein 
Problem drin.

von Falk B. (falk)


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Michael M. schrieb:
> Als Strombegrenzung genügt der Generatorinnenwiderstand der Solarzelle,
> als Spannungsbegrenzung genügt im einfachsten Fall eine 15 Volt
> Zenerdiode parallel zur Supercap. Diese Konstruktion kann für immer im
> zusammengebauten Zustand betrieben werden und da muss nix getrennt
> werden.

Wirklich? Wenn eine 30W Solarzelle dauerhaft in die Z-Diode reinschiebt? 
Eher nicht.

von Helge (Gast)


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Wenn der supercap leer ist, kann der arduino nix einschalten, weil der 
dann aus ist :-)

Was spricht gegen einen 7815 Regler + Schottkydiode?

von Andreas T. (Gast)


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Naja ich müsste dann Teile bestellen und Teile kosten Geld also 
verbraten ich erstmal das was ich habe.. :)
Habe hier nur noch einen 100000uF Kondensator und Dioden rumliegen.
Dachte mir folgende konstelation:

Solarpanel -> Diode -> Kondensator -> Buckboostkonverter -> Arduino

So wird der Arduino immer mit Strom versorgt.
Dann:

Arduino -> Relais -> Diode -> Supercaps.
Zur Steuerung, Spannung wird per simplen Spannungsteiler vom Arduino 
gemessen.

So kann ich halt alles per Software steuern.

Und

Supercaps zürück zum gleichen Buckboostkonverter

von Andrew T. (marsufant)


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Andreas T. schrieb:
> Und
>
> Supercaps zürück zum gleichen Buckboostkonverter

die Kapazitäten  jedoch Über Dioden (wired-OR) etnkoppelt .
Sonst wird das problematisch.

von Hartmut S. (hsemken)


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Die Bezeichnung "balanced" deutet darauf hin, dass den Kondensatoren 
jeweils eine Schutzschaltung parallel geschaltet ist, die die 
Ladespannung für den Kondensator begrenzt.
Diese Schaötung sollte sich im Wesentlichen wie eine Zenerdiode 
verhalten - nur halt für höhere Ströme.

Also kann es gut sein, dass das schon ausreicht.
Und vor allem würde ich mal testen, auf welche Spannung die Ladung 
begrenzt wird: chinesische Konstrukteure neigen manchmal dazu, die 
Absolute Maximum Ratings mit dauerhaft zulässichen Betriebsbedingungen 
zu verwechseln...

Aber grundsätzlich sollten die Schutzschaltungen schon in der Lage sein, 
die Spannung zu begrenzen.
Diese SChutzschaltungen scheint es auch einzeln zu geben, da kann man 
dann mal eine Kaufen und durchmessen und auch mal feststellen, bei 
welchen Strömen das Ding kaputt geht. Also, ohne den Cap hochzujagen.

Da der Strom aus dem Solarpanel ja schon irgendwie kostenlos ist, sehe 
ich keinen Grund, den sparen zu wollen: also keine komplizieten 
Schaltereien oder sowas: Überschuss einfach verbraten.
Falls die Schutzschaltungen der Caps nicht dafür geeignet sind, dann 
muss man die Leistung aus der Solarzelle in der Tat loswerden.
Was aber auch supereinfach ist: wenn man die Zelle kurschliesst, dann 
hat sie keine Leistung mehr; daher reicht dafür ein relativ schwacher 
Transistor aus: der muss ja nicht mehr viel verbraten.

Ich würde das vermutlich mit einem Komparator ganz analog realisieren: 
wenn die Kondesatorspannung über der Schwelle liegt (hier vielleicht 15V 
für den 16V Cap), Solarzelle kurzschliessen.
Der Komparator bekommt dafür eine Hysterese von ein paar Volt(hier ruhig 
5V oder so), nimmt die Drossel also automatisch wieder raus, wenn die 
Kondensatorspannung absinkt.

Zur Sicherheit sei erwähnt: damit der Transistor nur die Solarzelle 
kurzschliesst und nicht die Kondesatoren muss natürlich eine 
(Schottky-)Diode dazwischen.

hase

von MaWin (Gast)


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Andreas T. schrieb:
> Ihr braucht mir nur Tipps geben

So so.

Du hast also einen 'Akku' mit wenig Kapazität und einer Maximalspannung 
von 16V, den du aus einer Solarzelle laden willst die dafür auch 
ausreichend Spannung liefern kann.

Dann brauchst du einen Solarladeregler 
https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5 , z.B. mit 
ICL7665 oder TPS3700.

Andreas T. schrieb:
> Dachte mir folgende konstelation:
> Solarpanel -> Diode -> Kondensator -> Buckboostkonverter -> Arduino
> So wird der Arduino immer mit Strom versorgt.

Immer wohl nicht, so ein Kondensator ist schnell leer, arbeite 
stromsparend. Deine 1.6F reichen von 16 bis 6V und 50mA nur für 10 
Minuten. So ein Arduino (Uno) frisst halt ordentlich Strom, ein nackter 
ATmega328 den man mit fuses nicht auf 16MHz laufen lässt schon deutlich 
weniger.

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