Mikrocontroller an 2 Solarzellen (1V-Mini-Panel)

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Hallo Forengemeinde,

es gibt bei verschiedenen Shops immer mal wieder 2-Solarzellen als 
Mini-Panel mit Epoxyverguss und mit Schraubanschlüssen für wenig Geld. 
Die abgegebene Spannung liegt hier bei 1.3V im Leerlauf und 1V unter 
Nennlast, die Stromabgabe bei 50...200mA, je nach Panelgröße. Da die 
Spannung für gängige Mikrocontroller zu wenig ist, habe ich mir nochmal 
den JouleThief angesehen und etwas überarbeitet, so dass er eine 
ziemlich stabile Ausgangsspannung abgibt, sobald das Panel ausreichend 
beschienen wird. Hier erst mal die Schaltung:

        o--------.
 Solar1V+        |
                 |      12mm/5mm Ringkern
 Solar1V-        o--.
        o        |  |   Basisspule 0.1mm CuL
        |        C||C o Kollektorspule 0.25mm CuL
        |        C||C   bifilar gewickelt
        |      o C||C
        |        |  |
        |        |  '--.
        |        |     |
        -       .-.    |    Schottky
                | |    o---->|----o------o-----o  Betriebsspannung
         1k..2k2| |    |          |      |        Controller
                '-'    |          | +    |
                 |   |/          ###     |        U:  UF_LED +0.6V
                 o---| BC817-40  --- 100µ|
                 |   |>           |      |
                 |     |          |      |
                 |     -          -      |
                 |                       |
                 |                       |
                 |                       |
                  \|     LED             |
           BC847C  |--o--|<--------------'
                  <|  |
                 |   .-.        anstelle LED auch Z-Diode möglich
                 |   | |
                 |   | | 10k
                 |   '-'
                 |    |
                 -    -

Im Gegensatz zum klassischen JouleThief kommt hier ein 2. Transistor zum 
Einsatz, der die Basis des Haupttransistors gegen Masse kurzschließt, 
sobald die erzielte Ausgangsspannung erreicht ist. Dadurch sinkt die 
Ruhestromaufnahme auf unter 1mA. Als Referenz dient in meiner 
Beispielschaltung eine weiße SMD-LED, die die Ausgangsspannung auf 
ziemlich genau 3.3V einstellt. Es können also beispielsweise Tinys, 
Megas oder XMegas und Speicherkarten damit betrieben werden. Der 
Controller selbst muss dann im Betrieb natürlich die Spannung mit 
überwachen, um ein Absinken fühzeitig zu erkennen und den Controller und 
eventuell Peripherie entspechend herunterzutakten oder in einen 
Sleep-Mode zu versetzen. Ein Hochlaufen der Spannung bei voll 
ausgeleuchtetem Panel oder schnell wechselnden Lichtverhältnissen ist 
jedoch nicht möglich. Die angegebenen Bauteilewerte sollten für eine 
optimale Funktion eingehalten werden. Die Schaltung funktioniert ab etwa 
0.6V bei Zimmertemperatur.

[MaWin (Gast)]

Recht uneffektiv, d.h. erfordert grössere Solarzelle als nötig.

Es gibt genügend uC, die direkt ab 0.9V laufen:

Silabs hat C8051F90..93 die ab 0.9V per internen DC/DC-Wandler laufen,
OKI ML610Q läuft ab 1.1V aber 0.5uA in Halt, Texas Instruments 
MSP430L092
von 0.9V bis 1.65V aber 3uA in Halt. Holtek: HT6xF0xM (int. DC/DC)

[Werner H. (-heisenberg-)]

Wenn der Strom aus dem Solarmodul kommt, dann kann man doch den Standard 
Joule Thief nehmen und einfach eine Z-Diode an den Ausgang hängen.

Andererseits ist die Frage, ob sich bei den derzeitigen Modulpreisen 
eine Bastelei überhaupt lohnt:

http://www.ebay.de/itm/10W-SOLARPANEL-SOLARMODUL-PHOTOVOLTAIK-SOLARZELLE-NEU-10-Watt-/140895200994?pt=Solaranlagen&hash=item20ce0226e2

Da kann man dann einfach nen 7805 nehmen ...

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

MaWin schrieb:
> Recht uneffektiv

Für meine Zwecke reicht es. Bin hier gerade am experimentieren und 
wollte ähnlich ambitionierte Elektronikliebhaber einfach teilhaben 
lassen. Bei voller Sonne werde ich in den nächsten Tagen mal messen.

MaWin schrieb:
> Es gibt genügend uC, die direkt ab 0.9V laufen:

Ja, ich weiß. Meine AVRs aber nicht. Für autarke Sensoren wollte ich 
diese einsetzen, weil ich genug davon habe.

Werner Heisenberg schrieb:
> Wenn der Strom aus dem Solarmodul kommt, dann kann man doch den Standard
> Joule Thief nehmen und einfach eine Z-Diode an den Ausgang hängen.

Klar. Die verheizt dann eben Leistung. Hier könnte man überschüssige 
Leistung in einen Akku einspeisen. Man kann soviel Strom ziehen, bis die 
3.3V aus dem Beispiel nicht mehr gehalten werden können. Bei einem 
200mA-Panel müsste die Z-Diode etwa 50mA vernichten. Muss ja nicht sein.

Werner Heisenberg schrieb:
> Andererseits ist die Frage, ob sich bei den derzeitigen Modulpreisen
> eine Bastelei überhaupt lohnt:
>
> Ebay-Artikel Nr. 140895200994

Jawoll, 10W für einen Sensor. Hallo - es geht hier um kleine 
µC-Schaltungen, nicht um Kleinkraftwerke ;-) Platz ist neben Leistung 
auch manchmal ein Kriterium.

[Markus W. (Firma: guloshop.de) (m-w)]

Knut Ballhause schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Es gibt genügend uC, die direkt ab 0.9V laufen:
>
> Ja, ich weiß. Meine AVRs aber nicht. Für autarke Sensoren wollte ich
> diese einsetzen, weil ich genug davon habe.

Es gibt übrigens auch einen AVR, der schon mit 0,7 Volt läuft: ATtiny43U

http://www.atmel.com/devices/ATTINY43U.aspx?tab=parameters

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Markus Weber schrieb:
> Es gibt übrigens auch einen AVR, der schon mit 0,7 Volt läuft: ATtiny43U

Ja das ist bekannt. Den habe ich aber nicht hier und der ist für viele 
Sachen, die ich noch vorhabe, auch zu klein.