Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannung von Solarmodul messen


von Thomas S. (zeilentrafo)


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Möchte mit einem AVR 32u4, der mit 3,3 Bolt, 8MHZ läuft die Spannung 
eines als Spannungsversorgung angeschlossenen Solarmoduls messen.
Das Modul liefert max. 6 V, 300 mA.
Um es mit einem der ADC zu messen habe ich es an einen hochohmigen 
Spannungsteiler angeschlossen.
Solange die Sonne scheint werden gute Werte angezeigt - aber bei Wolken 
/ Nacht wird die Spannung aus dem Spannungsteiler angezeigt.
Der Spannungsteiler selbst verbraucht ja schon einen Teil der Leistung; 
aber was mich stört ist, dass bei Null Sonnenschein das Mittel aus dem 
Spannungsteiler angezeigt wird anstelle von Null Volt.
Lösung wäre ein externer ADC - aber der braucht ja selbst wieder Strom.
Was schlagt Ihr vor ?

von Paul B. (paule201)


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Dann zeig doch einfach unter einem bestimmten Wert einfach 0V an. Der 
ADC gibt dir das was er am Eingang sieht, egal ob nun extern oder der 
Interne. Du kannst mit Filterung in Hardware und auch Software deine 
Ergebnisse besser glätten, aber wenn der ADC um zwei Digits schwankt 
sind das halt 6,44mV bei 3.3V Vref und 10bit ADC Auflösung.

Ein besserer ADC bringt dir zwar mehr Auflösung, aber dass bedeutet 
keineswegs auch gleich mehr Genauigkeit.

Ich schlage vor du Überdenkst deine Anforderungen, wie genau man die 
Spannung bei Schwachlicht überhaupt noch messen MUSS.

Ansonsten kauf dir nen INA226, der liefert dir Spannung, Strom und 
Leistung fertig per I2C frei Haus. Besser wirst du es nicht für unter 
10€ bekommen und vor allem auch nicht brauchen.

von Michael O. (michael_o)


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Wenn Du wirklich die Modulspannung misst, und etwas anderes als 0V bei 
Dunkelheit dabei raus kommt, hat Deine Schaltung einen Fehler. Woher 
bekommt Dein AVR seine Betriebsspannung, wenn nichts aus der Solarzelle 
kommt? Benutzt Du einen Stepdown, der evtl. Zum Pannel zurückspeist und 
daher der Bullshit?

MfG
Michael

: Bearbeitet durch User
von Wolf17 (wolf17)


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Thomas S. schrieb:
> bei Wolken / Nacht wird die Spannung aus dem Spannungsteiler angezeigt.

???
Was misst denn ein parallel zum ADC Eingang angeklemmtes 10M Ohm 
Multimeter?
Was misst das Multimeter am Spannungsteilereingang?

Ohmwerte des Spannungsteilers? Eingangswiderstand vom ADC?
100nF parallel zum ADC Eingang geschaltet?

von Klaus F. (klaus27f)


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Man kann über die Sache besprechen, schreiben, sobald du ein SCHALTBILD 
deines Aufbaus hier reinstellst, meinetwegen als abfotografierte 
Bleistiftskizze.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas S. schrieb:
> Möchte mit einem AVR 32u4, der mit 3,3 Bolt, 8MHZ läuft die Spannung
> eines als Spannungsversorgung angeschlossenen Solarmoduls messen

Das kannst du machen  wenn Minus des Solarmoduls mit AGND des AVR 
verbunden ist und einen Spannungsteiler aus 18k nach Masse und 27k zum 
plus Anschluss des Solarmoduls.

Die Belastung von 130uA ist zwar Verlust aber die gemessene Spannung 
stimmt. Vom Solarmodul muss eine Diode und ein Regler zur Schaltung 
gehen, damit kein Strom zurück fliesst aus eventuellem Akku.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Thomas S. schrieb:
> aber bei Wolken / Nacht wird die Spannung aus dem Spannungsteiler
> angezeigt.

Der Thomas Schaerer hat hier seinen Überspannungsschutz
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm
am Eingang mit Schottky-Dioden gebaut und wundert sich, dass nun an den 
Spannungsteilern bestimmte Spannungswerte auftreten. :o))

von Rainer W. (rawi)


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Thomas S. schrieb:
> Möchte mit einem AVR 32u4, der mit 3,3 Bolt, 8MHZ läuft die Spannung
> eines als Spannungsversorgung angeschlossenen Solarmoduls messen.

Bist du dir über den Sinn deines Unterfangens klar.
Die Spannung eines PV-Moduls sagt wenig aus. Was ist das Ziel deiner 
Messung?

von Lu (oszi45)


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Ein Foto der konkreten Messanordnung wäre interessant. Selbst wenn eine 
Schaltung richtig scheint, kann ein langer Draht noch als Antenne wirken 
und zu anderen Werten führen.

von Monk (roehrmond)


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Rainer W. schrieb:
> Die Spannung eines PV-Moduls sagt wenig aus

Genau das wollte ich auch sagen. Denn die Spannung ist ziemlich 
konstant.

Die abnehmbare Stromstärke ist viel interessanter. Dazu muss man aber 
antesten, wie viel Strom sie abgeben kann, ohne dass die Spannung 
zusammenbricht.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Monk schrieb:
> Dazu muss man aber antesten, wie viel Strom sie abgeben kann,
> ohne dass die Spannung zusammenbricht.

Wenn es um maximalen Ertrag geht, wird ein Solarpanel am MPP betrieben. 
Gegenüber der Leerlaufspannung nimmt die Spannung dort bereits deutlich 
ab. Für eine Messung der Beleuchtungsstärke wäre der Kurzschlussstrom 
relevant.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Rainer W. schrieb:
> Wenn es um maximalen Ertrag geht, wird ein Solarpanel am MPP betrieben

Er betreibt aber einen uC damit. Der kann mit maximal reingebutterter 
Leistung nichts anfangen, sondern möchte gern bekommen, was er braucht, 
und nicht mehr.

Also einen Spannungsregler haben und genug Strom.

von Rainer W. (rawi)


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Michael B. schrieb:
> Er betreibt aber einen uC damit.

Dann wäre es vielleicht sinnvoll, nebenbei noch einen ausreichenden Akku 
zu laden, damit der µC auch bei Mondlicht noch läuft.
Was damit betrieben wird, ist für die Messung völlig egal. Ohne den Sinn 
zu kennen, kann man alles Mögliche messen oder auch nicht.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas S. schrieb:
> Lösung wäre ein externer ADC
Was würde hier ein externer ADC bringen? Wie würdest du den an den µC 
anschließen?

> aber der braucht ja selbst wieder Strom.
Man kann externe Stromverbraucher abschalten, solange sie nicht benötigt 
werden. Man kann sogar belastende Spannugsteiler abschalten, wenn das 
was bringt. Aber wenn dir bereits der Verbrauch eines hochohmigen 
Spannungsteilers solche Probleme macht, dann hast du die völlig falsche 
Versorgungsstrategie.

> Was schlagt Ihr vor ?
Zeichne einen Schaltplan. Der würde hier mehr bringen als 1000 Worte und 
eine heitere Ratestunde. Nicht umsonst sind Schaltpläne das länder- 
und sprachübergreifende Kommunikationsmittel unter Elektronikern.

: Wiederhergestellt durch Moderator
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Lothar M. schrieb:
> 15.09.2024 10:12:
>     Wiederhergestellt durch Moderator

LOL ;o)

von Georg M. (g_m)


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Wenn das Solarmodul relativ schwach ist (bzw. der Akku relativ stark), 
bleibt der Ladestrom immer unter dem zulässigen Wert, und es muss nur 
die Akkuspannung überwacht werden.

So habe ich es gemacht.

von Thomas S. (zeilentrafo)


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Danke für die hilfreichen Hinweise. Das µC-Modul (Adafruit Feather 32u4 
LoRa 433 MHz) hat ein LiPo-Lade-IC (MCP73871) an Bord an dessen Eingang 
das kleine Solarmodul hängt. Am LiPo-Lade-IC ist eine LED, die anzeigt, 
ob gerade geladen wird.
Das Modul soll in Zukunft an einem schlecht zugänglichen Ort hoch oben 
installiert werden; daher will ich vorab sondieren, welche Kombination 
von LiPo und Solarmodul ausreichend Power bereit stellt.
Der Vorschlag von Paule201 ist m.E. in diesem Entwicklungsstadium am 
sinnvollsten. Sobald kein ausreichend Licht vorhanden ist, wird die 
Spannung des R-Teilers angezeigt, da das Modul eine niedrigere Spannung 
(und mithin auch keinerlei brauchbare Leistung mehr) bringt, die 
Messspannung aber auch nicht weiter "runterziehen" kann.
Werde in einem nä. Schritt nur noch die Batteriespannung überwachen. 
Wenn diese steigt, wird geladen. Danach ist nur noch sicherzustellen, 
dass der LiPo nicht in die Unterspannung geht.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas S. schrieb:
> Das µC-Modul ... usw.usf.
In der Zeit hättest du auch den.mehrfach erwähnten Schaltplan malen 
können. Du brauchst sowieso einen, damit du später mal nachvollziehen 
kannst, was du da gebastelt hsst.

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