Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lolin32 Board mit Solarpanel laden


von Sebastian B. (sebastian_b183)


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Ich wollte einen Außentemperatursensor mit einem Wemos Lolin32 Board, 
LiPo Akku und Solarpanel aufbauen. Board und Akku lagen hier noch 
ungenuzt herum und das Solarpanel hab ich vom großen Fluss (ein ZEETOPIN 
ZS-GS7) welches 5V bei maximal 3W per Mikro-USB bereit stellen soll.
Viel verbrauchen tut der ESP eh nicht und wird auch nur alle 10min aus 
dem Tiefschlaf geholt, dH eigentlich sollten ein paar hundert mW auch 
schon reichen den Akku geladen zu halten.

Schaltplan vom Lolin32 gibts hier: 
https://arduino-projekte.info/download/sch_lolin32_v1.0.0.pdf

Nun scheint das Laden zu funktionieren, der TP-4045 schaltet die 
Lade-LED ein, der ESP funktioniert auch noch. Wenn jedoch die Solarzelle 
zuwenig Strom liefert, funktioniert weder das laden richtig, noch der 
ESP:
Zunächst fängt die Lade-LED zum oszillieren an. Sie geht etwa im 
Sekundentakt kurz aus und dann wieder an. Der ESP scheint dann ebenfalls 
nicht mehr aus dem deep-sleep zu kommen.

Ich finde im Schaltplan zwar nicht woher genau VIN kommt aber vermute 
ich richtig, dass falls USB verbunden wird Q2 zu macht und so die 
Batterie vom Spannungsregler abhängt? Es gibt hier eine andere Version 
der Ladeschaltung: 
https://esp32-server.de/wp-content/uploads/lolin32_power.png aber daraus 
werd ich noch weniger schlau... Der CJ2301 sollte lt Datenblatt eine 
Markierung "S1" haben und nicht "01B" - bei mir steht bei den beiden 
SOT-23 sowieso "G24" und vertikal "D0" drauf.

Ich würd mir das Verhalten jetzt so zusammenreimen:
Schließt man das Solarpanel an, wird die Batterie vom Spannungsregler 
getrennt. Der Ladecontroller startet den Ladezyklus, die Zelle liefert 
aber nicht so viel Strom, die Spannung bricht ein bis der Laderegler den 
Ladezyklus abbricht, dann ist aber immer noch so viel Spannung da, dass 
Q2 sperrt - dH das 3.3V rail ist tot, solange Q2 gesperrt ist und die 
Zelle nicht genügend Strom liefert? Was mir nicht ganz einleuchtet ist, 
warum Q2 immer noch sperrt wenn die Spannung einbricht, oder ist der 
Effekt einfach zyklisch weil der Laderegler immer nur kurz Strom zieht 
und dann eine Sekunde wartet? Nur in der Zwischenzeit wird Q2 eben nicht 
leitend?

Oder anders gesagt: Die Ladeschaltung funktioniert auf dem Board nur 
dann, wenn per USB eine stabile Stromversorgung sichergestellt ist?


Es gab hier schon ein ähnliches Thema 
(Beitrag "laderegler lolin32 und sonnenaufgang") ich hoffe, meins ist 
verständlicher :D

von Εrnst B. (ernst)


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Puh... viel Text, wenig Schaltplan...

Ich würde komplett auf die Ladeschaltung mit dem TP4045 verzichten. 
Einfach Solarpanel über Diode an Akku. Shuntregler (TL431 + ggfs 
Transistor) dazu. Fertig.
Ergibt ein CC/CV Ladeverfahren, CC weil die Solarzelle nicht mehr 
liefert, CV weil dann der Shuntregler übernimmt.

Sebastian B. schrieb:
> (ein ZEETOPIN
> ZS-GS7) welches 5V bei maximal 3W per Mikro-USB bereit stellen soll.

das hat auch nochmal eigene Elektronik drinnen, die komische Dinge bei 
ungewohnter Belastung machen könnte...

: Bearbeitet durch User
von Sebastian B. (sebastian_b183)


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Εrnst B. schrieb:
> das hat auch nochmal eigene Elektronik drinnen, die komische Dinge bei
> ungewohnter Belastung machen könnte...

Ja die Hoffnung war eigentlich, dass ich die USB Infrastruktur nutzen 
kann und alles per plug&pray funktioniert...

Εrnst B. schrieb:
> Einfach Solarpanel über Diode an Akku. Shuntregler (TL431 + ggfs
> Transistor) dazu. Fertig.

Klingt sinnvoll und ist vermutlich sogar sehr einfach umsetzbar, wenn 
ich einen 3.3V Regulator dahinterhänge und das ans 3.3V Rail vom Board 
klemme.
Das solarpanel müsste man sich dann ansehen, was dort an Technik 
tatsächlich verbaut ist.

von Εrnst B. (ernst)


Angehängte Dateien:

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Sebastian B. schrieb:
> Klingt sinnvoll und ist vermutlich sogar sehr einfach umsetzbar, wenn
> ich einen 3.3V Regulator dahinterhänge und das ans 3.3V Rail vom Board
> klemme.

da kannst du den vom Board verwenden. Wichtig ist nur, dass auf +5V 
keine Spannung liegt (und damit auch nicht auf Vbus vom USB), weil sonst 
"Q2" den Akku abklemmt (der hängt dann nur über die Body-Diode am 
Eingang des Regulators, und verliert damit ~0.7V, was dann u.U. zu wenig 
ist)

: Bearbeitet durch User
von Sebastian B. (sebastian_b183)


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Εrnst B. schrieb:
> da kannst du den vom Board verwenden.

Ja stimmt eigentlich. Wenn man die Ladeschaltung an den Akku klemmt und 
einfach den Akkuanschluss weiterverwendet, umgeht man die USB Schaltung 
komplett.

von Schneemann (Gast)


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Εrnst B. schrieb:
> Puh... viel Text, wenig Schaltplan...
>
> Ich würde komplett auf die Ladeschaltung mit dem TP4045 verzichten.
> Einfach Solarpanel über Diode an Akku. Shuntregler (TL431 + ggfs
> Transistor) dazu. Fertig.

Unter 0°C sllte man die Ladeschaltung deaktivieren oder zumindest den 
Ladestrom auf <C/20 begrenzen, IIRC.

von Stefan F. (Gast)


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Du brauchst einen anderen Laderegler, der ausdrücklich für Solar 
geeignet ist. Der TP4054 ist kein Solar-Laderegler, aber der TP4045 wäre 
einer.

Einen geeigneten Laderegler bekommst du z.B. dort: 
https://eckstein-shop.de/DFRobotSolarLipoCharger37VforSingleLithiumBattery2C44-6V500mA

von Stefan F. (Gast)


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Εrnst B. schrieb:
> Ich würde komplett auf die Ladeschaltung mit dem TP4045 verzichten.

Der TP4045 wäre geeignet. Aber auf seinem Board ist ein TP4054.

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