Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Solar Controller Schaltung


von Felix K. (listerstorm)


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Liebe Mikrocontroller Gemeinschaft,

ich würde sagen erstmal nen bischen zu mir und diesem Projekt. Ich bin 
noch recht neu in Sachen Elektronik. Einiges verstehe ich schon, vieles 
wiederum nicht und nen AVR hab ich auch schon dank Anleitung selber 
beschrieben ect..
Daher habe ich gedacht komm versuchste dich an einem eigenen Projekt. 
Dem Solarcontroller. Nach Wochenlanger suche und in das Thema reinlesen, 
sowie dem einen oder anderen gefundenen Schaltplan im Inet, habe ich aus 
allem was ich finden konnte einen eigenen Schaltplan gefummelt.

Ok zum Projekt selber.

Es soll ein Solarcontroller werden. Ja ok die kann man auch fertig 
kaufen wohl war, ABER ich möchte Ihn gerne selber bauen weil ich basteln 
toll finde und zudem kann ich ihn so anpassen so wie ich ihn brauche.

Tja da wären wir schon dabei was der überhaupt machen soll. Im Prinzip 
genau das selber wie eine Solaranlage fürs Haus. In dem Fall soll es 
aber eine mobile Version werden. Die Solarzelle(n) sollen einen Akku 
laden, der wiederum Verbraucher versorgt wenn gebraucht. Da ergeben sich 
schonmal 2 Probleme. Zum einen darf der Akku nicht Überladen werden und 
zum anderen nicht Tiefentladen werden.

In der Praxis soll man sich die Solarzellen mit dem auf der Rückseite 
angebrachten Controller einfach an den Rucksack oder ans Zelt hängen. 
Von mir aus auch ins Auto oder auf die Fensterbank. Die sollen dann das 
Handy, welches GPS hat, laden damit man wieder aus dem Wald findet oder 
damit man Nachts ne kleine LED Leuchte anschliessen kann zum lesen der 
Zeltaufbauanleitung.

Desweiteren ist das Ziel nur handelsübliche Bauteile zu verwenden und 
auch wenns möglich wäre ohne AVRs, PICs oder MAX712. Ok zugegeben das 
wird eher wie ne Schaltung aus den 70er, aber dies gibt anderen die 
Möglichkeit es nach zu bauen. Also falls ich es zum laufen bekomme. 
Haben ja nicht alle nen AVR progger usw. Zuhause.



Zu der Schaltung selber. Ich hab so ein Gefühl das die nicht 
funktionieren wird ob wohl ich viel Arbeit und Zeit reingesteckt habe. 
Aber ich bin ja auch noch am Lernen und mach das als Hobby. So wie ich 
das verstanden habe und zusammen geklebt habe sollte es wie folgt 
funktionieren:

Die Solarzellen (2 mal 8Volt / 260ma (9volt Leerspannung))laden über den 
LM317 Spannungsregler die 10 Nimh Akkus, welche 12 Volt ergeben. Diese 
haben eine Ladeschlußspannung von 14 volt. Ich möchte sie aber nur um 
sicher zugehen nur bis 13,8 Volt laden. Sobald die Akkus dies erreichen 
fällt bei der D3 Zennerdiode 13V, ja eben 13 volt an. Die Zener Diode 
bricht durch und löst de T1 BC548 aus. Dadurch wird der Lm317 gegroundet 
und schaltet ab. Soweit zur Theorie des ersten Teils der Schaltung. Ich 
nenne sie mal Ladeschaltung. Oh fast die LED vergessen die soll nur als 
Kontrolle dienen.

Zum zweiten Teil, für alle die noch nicht zusammen gebrochen sind. Der 
Tiefentladeschutz und Anschlüsse zu den Verbrauchern. Solange eine 
Spannung von min. 10,3 Volt anliegt wird der T2 Transistor geschaltet 
und es läuft Strom zum Relais. Dieses aktivier den 
Verbraucherstromkreis. Sagen wir mal in dem fall öhm ja was nimmt man 
da? Eine 12volt Ledcampingleuchte klingt gut. Fällt die Spannung aber 
unter 10,3v also 10,2v kommt nicht mehr genug Strom an und das Relais 
schaltet den Verbraucherstromkreis aus. Akku gerettet also alles gut. 
Auch hier ist etwas Sicherheitsabstand drin, die max. Entladespannung 
beträgt bei diesen Akkus 10 Volt. Das alles ist zwar nicht gerade Akku 
freundlich, aber die brauchen auch keine Ewigkeit zuhalten. In der 
Zwischenzeit sollen die Solarzellen die Akkus "durchschleifen" und 
direkt den Verbraucher versorgen hier also die LED Campingleuchte. Ok 
bei Sonne brauch man keine Ledleuchte ist ja auch nur nen Beispiel :P

Ok von den wenigen die noch keinen Zusammenbruch haben würde ich mich 
über Hilfe, Meinungen, Ideen und kunstruktive Kritik freuen. Ich bedanke 
mich schonmal bei Denen die mir helfen möchten. Wer Fragen hat nur los.

Gruß Felix

von MaWin (Gast)


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Au weia.

Man KANN bei NiMH-Akkus nicht an der Spannung erkennen, ob sie voll 
sind.

Deine Schaltrung grillt die Akkus, so daß sie in kürzester Zeit kaputt 
sind.

Man kann nur mit dauerhaftem Konstantstrom (liefert eine Solarzelle 
nicht) und -DeltaU oder mit FuelGauge Ladungsmessung oder mit so 
geringem Strom daß Überladung kein Thema ist, solche Akkus sauber laden.

Weil sich bei NiMH-Akkus also nicht feststellen lässt wann sie voll 
sind, taugen sie nicht als Solarpuffer.

Also nimmt man Bleiakkus oder LiIon Akkus, bei denen geht es tatsächlich 
mit der Spannung sowohl Überladung als auch Tiefentladung zu erkennenund 
zu verhindern. Aber dann verwendet man nicht so eine extrem 
stromfressende Beschaltung mit Relais und so ungenauen Bauteilen wie 
Z-Dioden, es soll ja auch mal trübe Tage geben, sondern baut es 
stromsparend auf:

                      Diode
      +--------------+--|>|--+------+-------+---+-------+
      |              |       |      |       |   |       |
      |              |      10k     |      10k  |       |
      |              |       |  +-------+   |   |       |S
 Solarmodul N-MOSFET I|------+--|ICL7665|---+---(------|I P-MOSFET
      |             S|     Out2 +-------+ Out1  | +     | +
      |              |              |          Akku  Verbraucher
      |              |              |           | -     | -
      +--------------+--------------+-----------+-------+

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.5

von Felix K. (listerstorm)


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Erm ja klar geht das nicht NiMH. Was hat mich denn da geritten? 
Anscheinend hab ich irgendwann den Überblick verloren beim vielen lesen. 
Danke für den Hinweis.

Die Schaltung ist echt gut. Leider ist der L7665 etwas schwierig 
zubekommen für mich. Reichelt hat den zwar aber extra nur für den L7665 
zubestellen. Gibt es evtl. eine alternative? Ich habe auch gesehn der 
L7665 verkraftet nur max. 16 volt. Dies könnt bei den 16 volt 
Solarzellen eng werden.

Dann werd ich mal Mosfets mir näherbringen weil mit dennen habe ich mich 
noch nicht beschäftigt. Hmmm welche wären von den Werten brauchbar?

Aber vielen dank ich denke das mich das weiter bringen wird =)

von Felix K. (listerstorm)


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Da bin ich wieder. Ja es hat etwas gedauert, weil ich statt einfach dumm 
zufragen, lieber selber mich durchs Internet gekämpft habe.

Und so sieht es aus. Obwohl die bisherige Hilfe sehr verlockend war, 
habe ich mich zu etwas anderem entschlossen. Zum einen möchte ich Nimh 
Akkus nutzen. Warum? Bleiakkus sind zwar sehr gut geeignet aber mir zu 
klobig und das Preis/Leistungsverhältnis bzw. die Energiedichte ist 
nicht so toll. Ja und was ist mit Lipos? Obwohl ich als Modellbauer 
genug Lipos hier rumfliegen habe, fand ich Lipo sind keine gute Wahl. 
Ich bräuchte schon einen 4 Zelligen Lipo um auf die benötigten 12V 
zukommen. Damit ist der Lipo auch zu klobig um ihn dezent unter die 
Solarzellen zu klatschen. Zudem brauchen die Lipos einen guten Balancer 
und reagieren sehr schlecht auf mechanische Einflüsse. Also sagen wir 
so, einen Lipo auf einen spitzen Stein fallen lassen = nichts gut. Naja 
bevor ich nun ne Diskussion los trette, jeder hat da so seine Vorlieben 
denke ich. Ich nehme die Nimh weil sie flachgenug sind, billig, leicht 
zubekommen, gehn nicht so schnell kaputt und oben drein besteht die 
Möglich die Nimh alternativ direkt in ein entsprechenes Gerät zu packen.

Daher folgt, obwohl erst ausgeschlossen, ein Max712. Er war erst keine 
Option da er mir als Anfänger etwas zu komplex war (ja ich weiss für die 
meisten Anderen eher nicht). Aber bei Nihm Akkus kommt man um den Max712 
Fastcharger nicht rum. Also habe ich mich tagelang reingekniet. Wie man 
an der Schaltung evtl. erkennt habe ich noch ein paar Fragen bzw. würde 
ich mich sehr freuen wenn ein Max712 Profi sich die Schaltung mal 
ansieht.

Die Einstellungen sind Solarzelle 16V und 260ma, 10 Nimh Zellen 2100mah, 
delta und Zeitabschaltung (auf 264 min eingestellt), keine Temperatur 
Abschaltung, Rsense soll 0,5 Ohm sein.

Zumindest sollte dies eingestellt sein.

So meine Fragen sind:

Stimmen die einstellungen so?

Muss irgendwo noch eine Diode eingefügt werden damit das Solarmodul 
keinen Strom zieht?

Was macht der Max712 mit nur max. 260ma Ladestrom? Sprich läd der den 
Akku überhaupt richtig? Unter anderem mache ich mir Sorgen darum das die 
Zeitschaltung einfach nach 264 min. abschaltet und damit die Akkus nur 
halb geladen sind. Tja sowas halt.

Sind die verwendeten Komponenten in Ordnung?

Ok Danke schon mal an Alle die sich dem annehmen.



Hehe dann als ob mich die Welt der ICs nicht schon genug abgeschreckt 
hätte, habe ich einen ICL7665 mit in die Schaltung genommen. Er dient 
als Unterspannungsschutz. Ich nutze nur seine Unterspannungsfunktion. 
Die Überspannung interessiert mich hier nicht. Nach ein paar weiteren 
Tagen bin ich mir sogar erstaunlich sicher das ich diesen richtig 
eingestellt habe. Bei 10,1V soll die Verbindung getrennt werden und erst 
bei 11V wieder einsetzen. Damit der Akku wenigstens etwas Ladung 
aufbauen kann bevor er evtl. wieder leer gesaugt wird.

Aber auch hier gibt es etwas Handlungsbedarf. In der Schaltung habe ich 
den ICL7665 an den Load Ausgang des Max712 gehangen. Nun ist selbst mir 
klar das kann nicht funktionieren. Wenn ich das richtig verstehe ergeben 
sich 2 Probleme:

1. Die Verbraucher ziehen nur Strom von der Solarzelle und wenn diese 
keinen Strom liefert bekommen die Verbraucher keinen Storm da die Akkus 
isoliert sind. Das ist aber blöd weil die Akkus ja dann die Verbraucher 
versorgen sollen.

2. Wie schliesse ich den ICL7665 an, dass der Max712 ohne Probleme mit 
dem Akku arbeitet. Aber den Akku von den Verbrauchern trennt?

Der Teil mit den Spannungsregler wird denke ich mal sehr sehr stark 
funktionieren.

So das wars erstmal, ist ja auch schon mal einiges.

Ich bedanke mich bei Allen die versuchen mir zu helfen.

Gruß Felix

von MaWin (Gast)


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> Leider ist der L7665 etwas schwierig zubekommen für mich.
> Reichelt hat den zwar

Also leichter beschaffbar ist denmach unmöglich.
Bei eBay gibt es von Kessler auch welche.

> Gibt es evtl. eine alternative?

Nein. Der Chip ist unschlagbar.

> Ich habe auch gesehn der L7665 verkraftet nur max. 16 volt.
> Dies könnt bei den 16 volt Solarzellen eng werden.

Nein. Du hast die Schaltung nciht versatdnen.
Der ICL7665 sieht maximal die Akkuspannung auf die er
regelt, aslo 13.8V.


> Wie schliesse ich den ICL7665 an, dass der Max712 ohne Probleme mit
> dem Akku arbeitet.

Ein MAX713 kann niemals ohne Probleme an einer Solarzelle arbeiten, denn 
er erfordert, daß der Stom dauernd zur verfügung steht, sonst 
funktioniert seine -DeltaU Akku-Voll-Erkennung nicht.

> Die Einstellungen sind Solarzelle 16V und 260ma, 10 Nimh Zellen 2100mah

Da kann die Solarzelle direkt an die NiMH, nur über eine 
Entladeschutzdiode, denn mit 260mA kann man 2100mAh Akkus dauerladen, 
uzumal aus den Soalrzellen bei deustchem Wetter eh nur 50mA kommen.

Du brauchst gar keine Laderegelung, keinen MAX713, keinen ICL7665.

von Felix K. (listerstorm)


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Ich liebe ja Leute die Texte nur überfliegen. Ich hab ja nicht gesagt 
unmöglich. Natürlich spätestens über Ebay bekommt man alles bzw. findet 
über Google irgendwo ein Land, wo Jemand sitzt der das vertreibt was man 
sucht.

Wie dem auch sei, ich sagte ja ok nehmen wir den Max712. Daher war das 
Kommentar wohl wenig hilfreich.

Und es gibt doch Alternativen und sogar garnicht so schlechte nämlich 
die neue Generation von Maxim Lade ICs, also auch danke für das 
Kommentar.

Davon mal abgesehen das ich hier vom Max712 rede und nicht vom Max713 
rede (und ja mir ist bewusst das der Unterschied nur der Akkutyp ist) 
bekommt er seinen Strom und wenn er keinen bekommt auch ok da muss er 
auch nicht arbeiten.

Ja natürlich kann ich die Solarzelle direkt an die Akkus hängen, aber 
darum geht es hier nicht. Was eigentlich relativ gut aus meinen Texten 
hervorgeht. 260mah möchte ich dennoch nicht in die Akkus knallen. Auch 
wenn die Akkus dadurch nicht unbedingt direkt hops gehn. Ich bekomm mal 
ganz sicher mehr als 50ma aus den Dingern. Wenn man meinem Beispiel 
folgt mit Zelt oder Rucksack kann man davon ausgehen das ich solche 
Unternehmungen bei wunderschönem und tollen Wetter mache.

Und doch, mal ganz sicher ist eine solche Schaltung notwendig. Weil 
sonst die Verbraucher die Akkus tiefentladen würden. Außer man will 
andauernt die Verbraucher überprüfen und selber rechtzeitig den Stecker 
ziehn.

Und bevor nun die entsprechende Reaktion auf meinen Beitrag kommt möchte 
ich sagen, ich mach mir wenigstens die Mühe und lese meinen Beitrag noch 
einmal um wenigstens die meisten Tippfehler zu entfernen. Das ist ja 
grausam mit deinem Beitrag. Aber du kannst deinen Beitrag ja noch 
schnell bearbeiten bevor der nächste User ihn liest. Zudem selbst wenn 
die Schaltung nicht funktioniert, würde ich gerne wissen ob sie unter 
normalen Umständen funktionieren würde.

Ich habe evtl. nicht so viel Ahnung von Elektronik aber dafür gebe mir 
Mühe und Poste nicht einfach blind drauf los, in der Hoffung das 
Irgendwer meinen Job macht. Daher ist es ja wohl nicht übertrieben zu 
verlangen das Andere meine Beiträge vollständig lesen und nicht 
irgendwas blind drauf los schreiben.

Aber ich hoffe das es da draussen noch Einige gibt die mit mir an einer 
Lösung arbeiten möchten. Ich habe im Inet viele Menschen gesehn die an 
sowas interesse haben bzw. selber an einer Lösung arbeiten. Um so das 
Inet um eine interessant Schaltung reicher zumachen :)

Gruß Felix

von MaWin (Gast)


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> Davon mal abgesehen das ich hier vom Max712 rede und nicht vom Max713

Ok, ich bring sie öfter durcheinander.

> rede (und ja mir ist bewusst das der Unterschied nur der Akkutyp ist)
> bekommt er seinen Strom und wenn er keinen bekommt auch ok da muss er
> auch nicht arbeiten.

Du hast was grundsätzliches am -DeltaU Ladeverfahren nicht verstanden, 
aber jegliche Hinweise scheinen dir egal zu sein.

> um wenigstens die meisten Tippfehler zu entfernen

Ich hab's mir abgewöhnt vor dem Posten Korrektur zu lesen, die Leser 
geben sich so oder so nicht die Mühe zu verstehen was geschrieben wurde 
sondern folgen ihrer Betonkopfeinstellung.

von Felix K. (listerstorm)


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Dem Frieden zu Liebe spare ich mir meine Kommentare und schlage vor wir 
gehen uns ab sofort aus dem Weg.

Und nun back to Topic. Das Problem steht immernoch im Raum.

Gruß Felix

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