Platinenerstellung für Mikrocontrollerprojekt

[Helge (Gast)]

Guten Tag liebe Forummitglieder,

ihr habt mir schon oft geholfen mit euren Beiträgen.
Jetzt habe ich die Aufgabe bekommen eine Platine für ein kleines 
Mikrocontrollerprojekt zu entwerfen und dafür suche ich ein wenig Hilfe.

Situation:
Der Solarladeregler hat die Aufgabe, die aus dem Solarpanel gelieferte 
Energie in dem Akkumulator zu speichern. In Gebieten mit mäßiger 
Sonneneinstrahlung ist es sinnvoll aus dem Solarpanel immer die maximal 
mögliche Leistung zu entnehmen. Ein direkter Anschluss an den 
Akkumulator entfällt damit, da der Akkumulator die Spannung festlegt und 
sich damit der optimale Arbeitspunkt des Solarpanels in der Regel nicht 
einstellt. Die Aufgabe besteht darin, das Solarpanel immer so zu 
belasten, dass es im optimalen Arbeitspunkt, d.h. dem Punkt mit der 
maximalen Leistungsabgabe, betrieben wird!

Lastenheft:
-Es sollen verschiedene Akkutypen (Blei, Gel) geladen werden können 
(Verschiedene Typen fallen weg, da nur eine Blei zur Verfügung steht)
-Der Akkumulator muss vor Überladung geschützt werden.
-Der Laderegler soll einen möglichst hohen Wirkungsgrad haben.
-Alle wichtigen Informationen sollen visualisiert werden.

Daten vom Solarpanel:
-100W
-5,8A max. Strom
-19V Leerlaufspannung

Daten von der handelsüblichen Blei Autobatterie:
12V (13,8V)
65Ah

So und jetzt zu meinen Anfangs- / Anfängerüberlegungen:

-Der Eingang eines MOSFET wird das Solarpanel angeschlossen, zum steuern 
des MOSFET wird ein Treiber-IC verwendet der vom PWM gesteuert wird und 
der an den Ausgang wird die Batterie angeschlossen.
-Zum Schutz vor der Entladung der Batterie übers Solarpanel soll eine 
Z-Diode eingebaut werden.
-Strommessung soll über ein Shunt realisiert werden.
-Spannungsmessung weiß ich noch nicht wie ich es realisieren soll

Was haltet ihr von meinen ersten Überlegungen und wie würdet ihr es 
realisieren?
Wie würde ein Grobeslayout aussehen und welche Bauteile kämen in Frage?

Hoffe ihr könnt mir helfen

[Jim M. (turboj)]

Helge schrieb:
> Daten von der handelsüblichen Blei Autobatterie:
> 12V (13,8V)

Die taugen für Solaranwendungen nix, weil nicht zyklenfest.

[Christian B. (luckyfu)]

Helge schrieb:
> -Zum Schutz vor der Entladung der Batterie übers Solarpanel soll eine
> Z-Diode eingebaut werden.
wie soll das gehen? Normalerweise nimmt man dafür eine normale Diode in 
Flussrichtung, oder, wenn man die Verluste scheut einen Mosfet, passend 
verschalten.

> -Strommessung soll über ein Shunt realisiert werden.
schön
> -Spannungsmessung weiß ich noch nicht wie ich es realisieren soll
was genau misst du denn über den shunt?
Doch wohl eine Spannung. Also weißt du doch, wie man eine Spannung 
misst.
Wenn du die hohe Spannung nicht messen kannst, so gibt es passive 
Spannungsteiler auf Widerstandsbasis, damit kannst du deine 19V auf 
passendere 3V (z.B.) herunterteilen

[Nemesis (Gast)]

Helge schrieb:
> Wie würde ein Grobeslayout aussehen und welche Bauteile kämen in Frage?

Vorrangig braucht man eine geeignete Schaltung die in einem Schaltplan
dokumentiert wird. Dann kann man sich Gedanken über ein Layout für
eine Leiterplatte machen.

Helge schrieb:
> Jetzt habe ich die Aufgabe bekommen eine Platine für ein kleines
> Mikrocontrollerprojekt zu entwerfen und dafür suche ich ein wenig Hilfe.

In welcher Funktion, mit welcher Ausbildung und mit welchen
Vorkenntnissen? Wenn die Rahmenbedingungen nicht stimmen, wird das
wahrscheinlich nichts werden.

Helge schrieb:
> Was haltet ihr von meinen ersten Überlegungen und wie würdet ihr es
> realisieren?

Ich würde erst mal die Eigenschaften und Grundlagen von Solarpanel
und Akku zusammentragen und auf Eignung prüfen.

Man kann auch bereits veröffentlichte Grundschaltungen ergooglen,
geeignete aufbauen und schauen wie die funktionieren. Ein µC
wird erst mal nicht erforderlich sein, weil eine Regelung auch analog
aussagekräftig sein kann. Aus den Kenntnissen und Erfahrungen kann
man dann eine digitale Lösung mi µC entwickeln.

[Noch einer (Gast)]

Unter dem Begriff MPP-Tracking wurden derartige Massen von Theorien und 
Schaltplänen veröffentlicht. In dem Bereich lässt sich doch gar nichts 
neues mehr erfinden.