Hi, ich bin fachfremd und soll für ein Projekt ein solarbetriebenes Windradmodell bauen, das mit einem Arduino Leonardo geregelt wird. Ein Bekannter hat mir eine Schaltung (siehe Anhang) gegeben. Die Solarzellen haben > Nennspannung: 5 V > Leerlaufspannung: 6 V > Nennstrom : 100 mA > Kurzschlussstrom: 110 mA. Mir stehen 4 zur Verfügung. Ich wollte jeweils 2 in Reihe und dann Parallel schalten, um auf 10V/200mA zu kommen. Für den Motor habe ich folgende Angaben: Anlaufspannung 0,15 Volt, Leerlaufstrom 2 mA, Wirkungsgrad 87 %, Drehzahl bei Betrieb mit einer Solarzelle (0,5 Volt) = 270 Upm, bei 1,5 Volt (3 Solarzellen) = 950 Upm. Nun meine Fragen: Kann ich, nachdem der Arduino programmiert ist, das Windrad auch ohne Strom aus dem USB betreiben? Funktioniert das Windrad nur bei vollem Sonneneinfall, oder reicht Tageslicht?
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Daniel R. schrieb: > Hi, > ich bin fachfremd und soll für ein Projekt ein solarbetriebenes > Windradmodell bauen, das mit einem Arduino Leonardo geregelt wird. 'Geregelt'? Was genau wird da geregelt? Eine Regelung impliziert, dass es irgendein Stellglied gibt, mit dem du etwas im System verstellst, so dass eine andere Größe konstant bleibt. Eine Regelung würde zb bedeuten, dass zb eine Drehzahl konstant gehalten wird. > Die Solarzellen haben > > Nennspannung: 5 V > > Leerlaufspannung: 6 V > > Nennstrom : 100 mA > > Kurzschlussstrom: 110 mA. > Mir stehen 4 zur Verfügung. Ich wollte jeweils 2 in Reihe und dann > Parallel schalten, um auf 10V/200mA zu kommen. Die 10V strebst du jetzt weswegen an? > > Für den Motor habe ich folgende Angaben: > Anlaufspannung 0,15 Volt, > Leerlaufstrom 2 mA, > Wirkungsgrad 87 %, > Drehzahl bei Betrieb mit einer Solarzelle (0,5 Volt) = 270 Upm, bei 1,5 > Volt (3 Solarzellen) = 950 Upm. > > Nun meine Fragen: Kann ich, nachdem der Arduino programmiert ist, das > Windrad auch ohne Strom aus dem USB betreiben? Ich seh jetzt ausser dem Drop-Down Spannungswandler nichts, was auf mehr als 5V angewiesen wäre. > Funktioniert das Windrad nur bei vollem Sonneneinfall, oder reicht > Tageslicht? Das wirst du ausprobieren müssen. Wenn deine Solarzellen aber bei normalem Lichteinfall 100mA liefern und dein Motor davon nur 2mA verbaucht, dann könnte deine Solarzelle unter optimalen Bedingungen daher 50 derartige Motoren versorgen. OK, optimale Lichtbedingungen wirst du nicht haben, und wenn der Motor auch ein wenig arbeiten soll, wird er mehr als 2mA verbrauchen, aber über den Daumen gepeilt sollte sich das immer noch leicht ausgehen. Sagt dir P = U * I irgendwas? Das ist die elektrische Leistung. Deine Solarzellen liefert also 10*0.2 = 2 Watt Dein Motor braucht 1.5 * 0.02 = 0.03 Watt Die Leistungsbilanz zeigt also eindeutig in die Richtung, dass die Quelle imstande ist, mehr Leistung zu liefern, als der Verbraucher benötigt. Und zwar heftig mehr.
Danke erst mal für die schnelle Antwort. Karl Heinz Buchegger schrieb: > Was genau wird da geregelt? Der Arduino soll die Drehzahl konstant halten. Vielleicht auch 2 oder 3 verschiedene Geschwindigkeiten. Ich habe die Solarzellen deshalb so ausgelegt, weil ich hoffe, dass das Windrad nicht nur um 12 Uhr mittags im Hochsommer läuft. Ein weiteres Problem bei der Sache war, dass ich nirgendwo herausfinden konnte, was der Arduion benötigt. Das einzige was ich gefunden habe war eine etwas ungenaue Aussage mit bis zu 2W.
Der Mega32U4 braucht laut Datenblatt max. 15mA. Wenn man das gleiche noch mal für die Peripherie (LED usw.) rechnet sind das im höchsten Fall 30mA. Einen dicken Elko, 10000µ, als Puffer und stromsparend programmieren und es sollte auch bei weniger Sonne noch funktionieren.
Bei dem Step Down Wandler handelt es sich um den Bausatz von Pollin Electronics. Da befinden sich wenn ich das Datenblatt richtig verstehe schon 2 Elkos mit je 200 µF drauf. Ich hänge mal Motageanleitung an. Reichen die aus, oder brauche ich andere?
Ich würde das alles mal in Ruhe lassen und so aufbauen, wie sich das der Entwickler gedacht hat. Laut Datenblatt kann dieser Baustein 'bis zu 650mA' liefern. Was hatten wir gesagt, wieviel du brauchst? Alles zusammengerechnet sind das über den Daumen 32mA. Selbst wenn der Motor beim Loslaufen das doppelte oder Dreifache seines Nennstroms zieht, macht das in Summe immer noch weniger als 40mA. 650mA kann das Ding (laut Hersteller, glauben wir ihm mal nur die Hälfte, dann sind das 320mA), 40mA brauchst du. Was sagt dir das? Einfach mal ein wenig mitdenken! Der Verbraucher will haben ... die Quelle hat zu liefern. Wenn die Quelle mehr liefern kann als der Verbraucher haben will, hast du erst mal so gesehen kein Problem. Wenns knapp wird, können alle möglichen Effekte eintreten, inklusive dem, dass die Gleichspannung dann immer weniger eine Gleichspannung ist. Bist du aber weit weg von 'es wird knapp' kann dir so gesehen erst mal wenig passieren.
Bei einem Strom von max.40mA bringt dir ein StepDown Regler nichts. Du müsstest ihn ohnehin auf etwa 6,5V einstellen da der Leonardo ja noch einen NCP1117 als Spannungsregler eingebaut hat.
Also wenn ich das Schaltblatt vom Arduino richtig verstanden habe, hat der doch auch einen 5 V Eingang. Warum bringt mir bei 40 mA der Step Down Regler nichts?
Daniel R. schrieb: > Also wenn ich das Schaltblatt vom Arduino richtig verstanden habe, hat > der doch auch einen 5 V Eingang. > Warum bringt mir bei 40 mA der Step Down Regler nichts? Weil der am Leonardo verbaute NCP1117 ebenfalls ein Drop Down Regler ist. Du würdest also einen Drop Down-Regler benutzen um entweder a) für den ohnehin verbauten Drop Down Regler eine vorgeregelte Spannung zu erzeugen b) oder am Drop Down Regler, den du bereits hast vorbei mit einem weiteren Drop Down Regler dessen Arbeit übernehmen. Hmm. Irgendwie nicht wirklich sinnvoll das Ganze, Oder?
Die Erklärung zur Verwendung des Step DOwn Wandlers war, dass der NCP1117 die überflüssige Spannung als Wärme abführt, während der vorgeschaltete Wandler den Strom besser speichert und der Motor dadurch schon bei weniger Sonnenlicht anläuft.
Daniel R. schrieb: > Die Erklärung zur Verwendung des Step DOwn Wandlers war, dass der > NCP1117 die überflüssige Spannung als Wärme abführt Quatsch. Der NPC1117 ist von genau demselben Typus wie diese Zusatzschaltung, die du dir bei Pollin ausgesucht hast. Du redest von einem Linearregler. Aber der NPC ist keiner.
Karl Heinz Buchegger schrieb: > Daniel R. schrieb: >> Die Erklärung zur Verwendung des Step DOwn Wandlers war, dass der >> NCP1117 die überflüssige Spannung als Wärme abführt > > Quatsch. > Der NPC1117 ist von genau demselben Typus wie diese Zusatzschaltung, die > du dir bei Pollin ausgesucht hast. > > Du redest von einem Linearregler. Aber der NPC ist keiner. Hi Da ich gerade in anderem Zusammenhang auch einen Leonardo bearbeite und gucke wie man den stromsparend betreiben kann: Soweit ich das verstanden habe ist der auf dem Leonardo verbaute Spannungsregler ein Linearregler (LowDrop) oder nicht? Guckstdu: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=NCP1117 Grüße Michael
Der NCP1117 ist ein Low-Drop Linearregler. In dem Pollin-Modul ist ein MC34063 als Step-Down verbaut. Wie sinnvoll ein Step-Down ist hängt vom Strom und von der Eingangsspannung ab. Ausserdem könnte es Probleme geben mit der Spannungsumschaltung von V-in auf USB wenn man direkt auf die 5V geht und nicht über V-in. Den Schaltungsteil 5V-Autoselektor beachten.
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