Mikrocontrollerschaltung + Solar

[Stefanie]

Hi,
sehr gerne würde ich meine Mikrocontrollerschaltung mit Hilfe einer Solarzelle versorgen. Im Anhang habe ich mal aufskizziert, wie ich mir das vorstellen würde.
Leider habe ich mit Solar noch keine Erfahrung, der Stromverbrauch würde pro Minute auf max I=35mA ansteigen, durchschnittlich aber bei 15mA liegen.
Ist es machbar, eine solche Schaltung alleine mit einer Solarzelle zu betreiben?
Die Schaltung soll in "normal hellen" Räumen laufen, oder soll ich zur Sicherheit einen Akku reinbauen, den ich zuschalten kann (oder mehrere Goldcaps)?
Was ist vom Verlust her günstiger, wenn zuviel oder zuwenig Spannung an einem Festspannungsregler anliegt?
Ein Problem ist doch auch noch, wenn der Goldcap noch ungeladen ist und die Solarzelle bzw. der Goldcap gerade die Spannung erreicht, dass der Festspannungsregler zu arbeiten anfängt, dann wird er wahrscheinlich in dem Moment soviel Ladungen ziehen, dass die Spannung auch gleich wieder zusammen bricht. Gibt es da vielleicht einen Trick???

Für ein paar Tipps wäre ich dankbar (auch zur Dimensionierung!). Ich kann leider nicht an der Schaltung testen, da ich gleich eine fertige Platine machen soll/möchte.

Vielen herzlichen Dank!!!!

Gruß, Stefanie

[The Man]

Hallo Stefanie,

Erstmal: COOL, dass mal jemand das Thema Solarzellen akut macht. Finde ich auch persönlich ein interessantes Gebiet!
Wenn´s läuft, gibt´s dann was im Forum für fertige Projekte?

Mit EINER Solarzelle wird das nicht laufen, da Solarzellen eine max. Spannung von etwa 0,45 - 0,6 Volt haben. Du müsstest also ein paar in reihe schalten. Vorallem wenn du von "normal hellen" Räumen sprichst. Da sind die Zellen nicht direkt der Sonne ausgesetzt, wodurch die Spannung nochmal sinkt und die nötige Solarfläche steigt.
Hier liegt auch ein Knackpunkt. Wenn du das Solarpanell so dimensionierst, dass auch ohne direkte Einstrahlung die nötige Leistung entsteht, wird die Spannung erheblich steigen, sollte die Sonne doch mal direkt draufstahlen.
Und ganz ehrlich: Solarzellen sind recht teuer, wodurch es sehr unwirtschaftlich ist sie nicht direkt an der Sonne zu betreiben!

Die Frage die du dir also stellen musst ist, ob du einen bestimmten Zeitraum am Tag einkalkulierst, in dem die Sonne direkt draufscheint, oder ob es doch wirklich nötig ist, dass das System auch mit wenig Licht auskommt.

Außerdem: soll das Teil auch die Nacht durch laufen und ggf. auch das volle Jahr hindurch? Weil dann bekommst du es noch mit einer erheblichen Änderung der Sonnenscheinstunden pro Tag zu tun.

Zu deiner Schaltung:
Die zenerdiode die eingezeichnet ist soll sicher den Regler vor Überspannung schützen, oder? Da ein normaler Regler aber schon mit Spannungen bis 18Volt umgehen kann, musst du das auch auch für den Gold Cap beachten. Ein einzelner kann diese Spannung nicht vertragen! Da musst du ein paar in reihe schalten.
Außerdem, da der Controler ohnehin mit 3,3V läuft, stellt sich die frage, ob es überhaupt Sinn macht, die Spannungsquelle so zu bauen, dass mit höheren Spannungen zu rechnen ist.

Zum Thema Akkus oder Goldcaps:
Ein Gold Cap ist ersmal ein Kondensator und unterliegt dadurch einer recht hohen Selbstentladung. Außerdem kann man mit einem Akku sehr viel mehr Energie speichern als in einem Kondensator gleicher Größe.
"Was ist vom Verlust her günstiger, wenn zuviel oder zuwenig Spannung an einem Festspannungsregler anliegt?" => meinst du das in Bezug auf die Frage "Akku oder Gold Cap"?

Wenn du mal nach Solarzellen und Kondensatoren schauen willst:
www.lemo-solar.de

Und sorry, aber eine kleine Korrektur noch: "der Stromverbrauch würde pro Minute auf max I=35mA ansteigen"
Was du technisch sagst ist, dass innerhalb einer Minute 35 mA verbraucht werden. (Mit den 3,3V also 0,1155 Watt) Das macht keinen Sinn. Was man verbrauchen kann ist Arbeit, nicht Leistung. Ist klar wovon ich rede? 8-[
Was du wahrscheinlich sagen wolltest war, dass der Stromverbrauch für eine Minute auf 35mA steigen kann, oder?

Gruß,
The Man

[ranke]

Hallo,
man könnte sich auch überlegen, den Festspannungsregler ganz wegzulassen. Damit spart man sich den unvermeidlichen Spannungsabfall am Regler. Überspannungen bei Sonneneinstrahlung kann man über eine Zenerdiode verheizen. Ein Atmel mega 64L läuft zwischen 2,7 bis 5,5 Volt.
Low-power MCs von Atmel ab 1,8 Volt, siehe: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc4060.pdf
Dort wird bei Takt 1 Mhz ein Stromverbrauch typ. 250 Mikroamp, @ 1,8 V angegeben.
(Ich habe übrigens keine Aktien von Atmel, andere Hersteller haben sicher ähnliche oder gar bessere Produkte)
Die Frage ist, was sonst noch am MC hängt und eventuell Spannung braucht.