Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Elektronische Schaltung mit Solar versorgen


von David .. (david1)


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Hallo ich plane folgendes:

Ein GSM-Modem über einen kleinen AVR ansteuern, an dem AVR hängen einer 
oder mehrere Temperatur Sensoren, deren Werte dann per SMS oder per 
Internet verschickt werden sollen.

Bis hier hin alles kein Problem.

Nur soll das ganze über Akku versorgt werden der per Solarzelle geladen 
werden sollen.

Brauchen wird die Schaltung nicht viel (das GSM-Modem max 500mA und der 
Controller irgendwas von vlt 10mA)
Das GSM-Modem soll allerdings nur einmal pro Stunde laufen um die Werte 
zu übermitteln.

Gibt es hierfür schon was fertiges?
Solarzelle mit Akku und Laderegler, hab ungern Lust das auchnoch selber 
zusammen zu basteln ...

Wenn ihr da was kennt oder eine einfache Lösung hättet, nur her damit 
(das ganze darf auch ruhig überdimensioniert sein damit das ganze auch 
im Winter paar Tage durchhält wenn mal keine Sonne scheint ;))

Gruß
David

von scherzkeks (Gast)


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Dann schau mal im Baumarkt Deines vertrauens nach steckbaren 
Gartenlichtern, die haben Solarzelle mit Lademodul und Akku drin ;-)

von David .. (david1)


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Naja, ich suche halt schon was womit man einen Bleigel-Akku laden kann, 
da ist das ausm Baumarkt bisschen arg "klein" bzw hat bisschen arg wenig 
Leistung.

von Michi (Gast)


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David .. schrieb:
> Wenn ihr da was kennt oder eine einfache Lösung hättet, nur her damit
> (das ganze darf auch ruhig überdimensioniert sein damit das ganze auch
> im Winter paar Tage durchhält wenn mal keine Sonne scheint ;))
Ohne deinen Standort zu kennen ist das fast aussichtslos. Es gibt 
Programme, mit denen man zumindest statistisch die Energieernte 
voraussagen kann. Diese wollen aber mindestens den Azimuth, die 
Elevation und den Standort (Breitengrad, in D meistens größere Städte) 
haben, den du in deiner Frage nicht nennst.

von Michi (Gast)


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Mit dem (kostenpflichtigen) Programm GetSolar wäre z.B. so eine 
Prognose möglich.

von kukuk (Gast)


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...nur 500 mA und Akku laden ...mit solar power.

Besoge dir auch einen Brown_out Chip fuer die Wolken.

Das Solarmaerchen lebt immer noch ( oh mei )

von Frank S. (franksanderdo)


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Moin David,

ja es gibt fertige Solarpanel / Akku Kombinationen. Auch in den 
verschiedensten Größen.
Um da etwas genauer hin schauen zu können möchte ich erst mal etwas auf 
deinen Verbrauch eingehen.

Ich bastel derzeit an einem ähnlichen Problem und habe dabei folgendes 
gemacht:
Die von mir eingesetzten GSM Module haben einen Sleep Modus, dabei wird 
einfach der "Stromfresser" Sende/Empfangsteil abgeschaltet. Das ganze 
funktioniert über Kommandos, es gibt aber auch Module bei denen das über 
Steuerleitung geht. Dadurch reduziert sich der Verbrauch zwischen den 
Datenübertragungen auf wenige mA.

Frage ist jetzt ob dein AVR in der Zeit zwischen 2 Sendungen wirklich 
was zu arbeiten hat oder ob Du den auch (zumindest teilweise) schlafen 
legen kannst!?

Nächste Frage ist jetzt wie lange das ganze ohne Solarenergie 
funktionieren soll. Damit können wir dann die Akkugröße / Akkuleistung 
bestimmen.

Mit den Daten und den geplanten Einsatzgebieten kann man dann den 
Hersteller von o.g. Solarpanel / Akku Kombinationen dazu verdonnern das 
passende Panel zu definieren.
Die Hersteller haben für die meisten Regionen Tabellen welche 
durchschnittliche Solarleistung zur Verfügung steht.

Wenn Du Hilfe bei den Details brauchst, sag einfach bescheid ;-)

Grüße
Frank

von David .. (david1)


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@kukuk, kannst du lesen?
wohl nicht, ich schrieb dass das Modem erstens nur kurz aktiviert wird 
und dann auch nur um schlimmsten Fall 500mA zieht (höchste 
Sendeleistung)

So zurück zum Thema
Das ganze befindet sich in Süddeutschland (nähe Zürich), wir betreiben 
selber eine 9kWp Anlage aufem Dach mit Datenlogger, ich kenn daher auch 
die Erträge.

Konkret wirds wohl ein Siemens TC35, habe so eins auch schon am Server 
laufen für SMS-Versand von Störungen die über Daten vom KNX detektiert 
werden (Temperatur im Gefrierschrank usw.)

Das mit dem schlafen legen des Moduls ist mir bekannt.

Frage ist halt wie oft man die Daten verschickt, einmal/Stunde reicht 
für eine Wassertemperatur und Lufttemperatur völlig aus.

Nachts braucht das Teil eh nicht arbeiten, da nützen die Daten niemandem 
was, allerdings kann man die Daten da natürlich trotzdem aufzeichnen und 
dann bei der ersten Übertragung am nächsten Tag wieder mit geben und in 
ein rrd schreiben ...

Der Controller wird wohl ein XMega 16D4, dass das Teil hoffnungslos 
oversized ist ist mit bekannt bevor man hier wieder zerlegt wird, aber 
dafür hab ich hier noch etliche Platinen rumliegen, und da kann man 
einfach nehmen was da ist.

Also zusammenfassend:
wenn man das Controllerboard verbraucht beim nichts tun nicht mal 5mA, 
das Modem beim senden geschätzt 200mA, werde ich aber beides noch genau 
nach messen.

Also, 5mA ständig, 200mA einmal/Stunde,
und das ganze solang es hell ist (also von 6-21h=15h im Sommer (im 
Winter braucht man das Konstrukt eh nich))
Also maximal 15 mal Senden.

Dabei habe ich z.B. sowas gefunden:
http://www.ebay.de/itm/150982161527

dadran einen kleinen Bleigel-Akku und die Schaltung über einen Akku 
wächter betreiben, bzw. den Controller die Spannung messen lassen und 
die Schaltung abschalten wenn der Akku zu leer ist.

P.S. das ganze soll keine High-End Lösung werden, einfach nur eine quick 
& dirty und vor allem günstige Lösung um mitten in der Pampa zwei 
Temperaturen zu Erfassen, also bitte nicht völlig übertreiben ;)

von Frank S. (franksanderdo)


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Moin David,

mist Du die den Strom in der 12V Leitung?
Ich frage wegen der Leistungsberechnung.

Wenn dem so ist, dann wäre der Grundverbrauch ca, 1,4Wh, der 
Sendeverbrauch vei angenommenen 3min. pro Sendung wäre 4,5Wh, ergo am 
Tag grob 6Wh.

Das Panel hat 1,5W, bei (optimistischen) 10h Sonne und geschätzten 60% 
Wirkungsgrad schafft es 9Wh. Das wäre einen Versuch wert.

Grüße
Frank

von Ingo (Gast)


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Frank Sander schrieb:
> 10h Sonne und geschätzten 60%
10h Sonne, ok, aber du wirst halt nur effektiv 6-8h Sonnenbestrahlung 
des Panels haben

60%??? Gewöhn dich eher an 5-10%!



Ingo

von Frank S. (franksanderdo)


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Moin Ingo,

Du meinst von den 1,5W kommen max. 0,15W durch?
Das wäre dramatisch weniger als ich hier erreiche, ok wobei ich hier in 
middle east auch recht gute Bedingungen habe.

Grüße
Frank

von Basti M. (counterfeiter)


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Versteh die Aufregung nicht... jede Stunde mal für eine Minute im Mittel 
ca. 150 mA... ??

GSM mit PMOS abschalten und XMega über RTC, sollte nen 
Ruhestromverbrauch von kleiner 50 µA drinnen sein...

von Udo S. (urschmitt)


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Soll das teil auch funktionieren, wenn im Winter (oder in diesem jahr 
seit Januar) auch mal 14 Tage fast nix reinkommt wegen Schlechtwetter, 
Nebel?

von Purzel H. (hacky)


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Ja. Irgendwie kam der Unterschied zwischen Peak und Mittel nicht ganz 
durch. 500mA peak waehrend 10sekunden pro stunde sind 1.5mA im mittel. 
Und der Controller kann auf 100uA heruntergebremmst werden. Das waeren 
dann 1.6mA. An dieser Stelle wuerd ich mal nachmessen wie die 
Stromaufnahme des GSM tatsaechlich aussieht. Vielleicht genuegen auch 2 
sekunden zum Synchronisieren und eine SMS zusenden.
Alternativ sollte sich bei einer 9kW anlage sicher was abzwacken 
lassen..

von David .. (david1)


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Erstmal danke für die zahlreichen Antworten!

Genau, die 500mA (und das auch nur bei höchste Sendeleistung sollten nur 
für wenige Sekunden gebraucht werden in jeder Stunde)

Wie gesagt im Winter braucht das ganze nich funktionieren, soll 
eigentlich nur im Sommer laufen (damit man weiß obs warm genug zum Baden 
ist.

@Siebzehn und Fuenfzehn:
hab mich da wohl etwas unklar ausgedrückt, aber du hast es perfekt 
formuliert, genau so soll das sein.


Das TC35 ist noch unterwegs zu mir (dass was ich da habe ist ein etwas 
anderes Modell), wenn das ist kann ich auch messen, aber dank der sehr 
guten Antenne dürfte das Teil nicht viel Strom brauchen (mit dem Modem 
was ich schon im Einsatz hab das nur so ne kleine 5cm Antenne hat habe 
ich im Keller besten Empfang wo sonst kein einziges Handy Empfang hat 
...)


Mal noch eine andere Frage, kennt ihr günstige IP64 (oder höher) 
Gehäuse?

von Jürgen D. (poster)


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David .. schrieb:
> Das ganze befindet sich in Süddeutschland (nähe Zürich),
Las das nich die Schweizer hören, die haben das nicht so gerne wenn die 
von Deutschland eingemeindet werden :)

von Frank S. (franksanderdo)


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Moin David

wegen dem Gehäuse kommt es ein wenig auf die Größe deiner Schaltung an.

meinst Du evtl. so was?:
http://www.conrad.de/ce/de/product/533259/Fibox-ABS-Gehaeuse-TEMPO-mit-metrischen-Ausbruechen-TAM201610-ABS-halogenfrei-L-x-B-x-H-201-x-163-x-98-mm-Grau-RAL-70/?ref=search&rt=search&rb=1

Ich nutze für meine Aussenbasteleien gerne die Schalterboxen mit der 
Scheibe im Deckel. Find ich jetzt leider auf Anhieb nicht.

Grüße
Frank

von David S. (Gast)


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@Jürgen, ich wohne hier und kenne genügend Schweizer :P


Frank, genau sowas hab ich gesucht, es muss einfach dicht sein damit mir 
der Mist nich absäuft.

Danke für die Antworten, jetzt muss ich das nurnoch umsetzen.

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