Dauerhafte Stromversorgung für Arduino

[Bongo_1st]

Hallo zusammen

Wie bereits im Titel geschrieben würde ich gerne ein Arduino mit Strom versorgen.
Der Arduino soll mit einem Akku über den Sommer bzw. im Herbst im freien bleiben.

Ich habe mir folgendes vorgestellt:
- Ein Mini Solar-Panel mit 5V und 200mA
http://www.banggood.com/5V-1W-107MM-...p-1004276.html

- LiPo Ladegerät mit Eingangsspannung von 5V und Abschaltung von 4.2 Volt
http://www.banggood.com/5Pcs-USB-Lit...-p-943768.html

- Akku LiPo mit ca. 500 bis 600 mAh

- DC-DC Wandler von den 3.7 - 4.2 Volt auf 5Volt
http://www.banggood.com/2Pcs-500mA-D...-p-945167.html


Kann ich die Stromquelle wie oben beschrieben verwenden oder besteht die Gefahr, dass der Lader überhitzt wenn der LiPo voll geladen ist.
Ebenfalls bin ich mir mit der LiPo Grösse nicht sicher.
Am Arduino angehängt wird lediglich ein RF-Modul und Feuchtigkeitsmesser.


Besten Dank für Euren Input
Grüsse Bongo

[nikolaus10]

Hallo

Was spricht denn dagegen wenn du Temp und Accuspannung mit uebertraegst und eine externe Alarmauswertung darueber faehrst ?

73

[Hubert.G]

Schon mal überschlagen wieviel Strom du für den Arduino und Peripherie brauchst?
Vom Akku her werden das, geschätzt, etwa 120mA sein. Das heißt, wenn keine Sonne, bei 600mAh etwa 5 Stunden Laufzeit. Der Strom aus dem Solarpaneel ist bei optimaler Einstrahlung gerechnet. Dann nimm etwa 70% und die durchschnittlichen Sonnenstunden und du kannst dir ungefähr ausrechnen wie groß das Paneel sein muss und der Akku.

[Geistesblitz]

Nicht vergessen: das Ganze muss auch über Nacht durchhalten, da gibts bekannterweise keine Sonne. Jetzt im Winter werden die Nächte auch noch länger, so 14h sollte das Ganze dann schon allein über den Akku laufen können. Außerdem muss dann auch sichergestellt werden, dass sich der Akku tagsüber auch wieder auflädt, ansonsten ist der von Tag zu Tag immer ein bisschen leerer und stirbt irgendwann völlig. Der Arduino wird sicherlich nicht die ganze Zeit an sein müssen, wahrscheinlich reicht einmal ne Messung pro Minute oder so, da lohnt es sich mit dem Sleep-Modus zu arbeiten um Energie zu sparen. Schaltet sich der Lader eigentlich selber ab, wenn der Akku voll ist, oder versucht der permanent zu laden? Und guck mal hier rein, da stecken viele gute Infos drin:
https://www.youtube.com/watch?v=A6mKd5_-abk

[Peter(TOO)]

Hallo Bongo,

Du hast am falschen Ende angefangen!

Zuerst muss man wissen, wie viel Strom dein Gerät benötigt, da ist er mittlere Stromverbrauch wichtig.
Hier musst auch den Eigenstromverbrauch der Wandlers zwischen Akku und Arduino berücksichtigen.

Die Feuchtemessung muss nicht dauernd laufen, da genügt so 1 Messung/Minute. Senden muss auch nicht dauernd sein.
Man kann also den Arduino zwischen den Messungen abschalten und ihn per Timer-Interrupt nur ab und zu aufwecken.

Etwas vereinfacht:
Dein Arduino benötigt 60mA bei aktivem Programm und das Programm läuft 1s pro Minute.
Dann liegt der durchschnittliche Stromverbrauch bei 1mA.
OK, stimmt nicht so ganz, weil der Arduino auch im Schlaf noch etwas Strom benötigt.
Der Stromverbrauch hängt auch sehr vom Oszillator-Takt ab. Deshalb verwendet man bei solchen Aufgaben oft einen 32kHz-Quarz (die gibt's günstig als Uhrenquarz und man bekommt einfach einen 1s-Takt hin, einfach durch 2¹⁵ Teilen) für die Schlafphase und schaltet dann, wenn das Programm rechnet, auf einen höheren Takt um.


Dann muss man wissen wie viele Sonnenstunden in deiner Gegend so anliegen, kritisch ist hier der Winter, mit den kurzen Tagen aber man muss auch die Anzahl der Wolkentage in etwa kennen.

Mit dem durchschnittlichen Stromverbrauch kann man dann die minimale Akku-Grösse bestimmen. Man sollte auch daran denken, dass es mal eine ganze Woche Regnen kann, bzw. keine Sonne zu sehen ist.

Die Solarzellen müssen dann den gesamten Tagesverbrauch deines Gerätes aufbringen und was darüber ist, lädt dann den Akku.
Hier musst du aber auch festlegen wie lange es dauern soll bis ein leerer Akku voll geladen ist.

MfG Peter(TOO)

[Bongo_1st]

Danke für die Inputs.

Grundsätzlich würde mir eine Messung alle 4h rechen.
Meine Gedanken um energiesparen ohne Anpassungen beim Akku vorzunehmen:
- Airduino erhält Strom
- Schalltet über Transistoren das Feuchtigkeitsmessmodul unddas RF-Modul ein
- Messungen (inkl. Akkustand) erfolgen und werden weiter gesendet.
- sämtlich Transistoren werden ausgeschaltet.
- der Arduino geht für 4h in den Tiefschlaf z.B. mit derlib. "LowPower.h"


Sollte über eine längere Zeit die Sonne ausbleiben, so kannich den Akku schlimmstenfalls austauschen.

[Geistesblitz]

Mal so eine Idee dazu: wie wäre es, auf einen Akku zu verzichten und stattdessen einen Supercap (oder im Zweifel mehrere parallel) zu nehmen? Das sind Elkos mit meist so 5,5V Spannungsfestigkeit und 1F Kapazität. Den könnte man am Anfang einmal aufladen und dann mit ner Anti-Rücklauf-Diode (am besten Schottky, die haben nur 0,3V Durchlassspannung) an die Solarzelle anschließen, und eben an den Arduino. Muss man halt ausrechnen, wieviele man braucht, damit die Spannung während des Betriebs nicht unter das untere Limit fällt (war glaub so bei 4,5V bei AVRs). Hätte den Vorteil, dass man sich den Wandler und das Lademodul sparen kann. Hier gäbe es zB. welche.

[Bongo_1st]

Wenn ich nun den Quarz wechsel zu einem Takt mit 32kHz, funktionieren die Bibliotheken (so viel ich nachgelesen habe) nicht mehr.
Leide kann ich kein C um jene anzupassen oder mein Projekt direkt in C oder Bascom zu erstellen.
Daher verwende ich den Arduino.

Wie sieht es denn aus, wenn ich auf einen Arduino micro wechsle, jener hat 3.3V und 8Mhz. Dies müsste sich ja bereits positiv bemerkbar machen.
Jedoch arbeiten meine Module auf 5 Volt.

Mit den Supercap habe ich keine Erfahrung, aber benötige ich hier nicht eine grosse Anzahl?
Wie wäre es denn, wenn ich anstelle des LiPo fünf NiMh Akkus mit ca. 2Ah nehme und ein 6Volt Solarmodul.
Somit könnte das Lademodul ebenfalls weggelassen werden.

Da mir das Aufwachen zeitlich relativ gleichgültig ist, könnte ich durch einen externen low Interrupt den Arduino wecken lassen.
Dieser wird erzeugt wenn ein Kondensator leer wird. Mit dem Einschallten kann der Kondensator neu geladen werden. Ist dies Möglich?

[PICture]

Hallo!

Weil von der Sonne gesammelte Energie nie realistisch vorgesehen werden kann, würde ich es so eirichten, dass nur bei ausreichend aufgeladenem Akku die Sensordaten gesendet werden. Das wäre eine Art von Akkuspannung abhängigem Schlafen.

Falls es regelmessig erfolgen müsste, gehört keine Solarzelle dorthin und man muss auch regelmässig einen genug großen Akku auf vollgeladenen wechseln.

[Geistesblitz]

Wobei es wohl sicher auch gehen würde, einfach einen dickeren Akku zu nehmen und den dann halt hin und wieder mal von Hand zu laden. Wenn man die Schaltung auf Energieeffizienz trimmt, dann wär das vielleicht mal alle paar Monate oder so. Da du ja eh Funk mit an Board hast, wär dann ein Signal hilfreich, wenn der Akku langsam zu neige geht. Oder generell ein Signal, was den Akkustatus übermittelt.