Was soll ich tun, um einen Arduino Pro Mini 5V (Klon) zu haben, der tagsüber von einem 5V-Solarpanel und nachts von einer Batterie gespeist wird, die tagsüber von den Solarpanels aufgeladen wird?
Antworten:
Dies wäre besser zu beantworten bei Stack Exchange Electrical Engineering.
Auch sieht diese Frage und Antworten . Dies ist nicht ganz dasselbe und die Antworten dort sind in Ordnung, aber nicht vollständig oder korrekt, aber es erhöht die verfügbare Ressource.
Sie benötigen einen Batterieladecontroller, ein PV-Panel (Solar), das etwas mehr als die maximale Batteriespannung und genügend Energie für den Betrieb Ihres Stromkreises erzeugen kann, sowie eine Batterie mit genügend Spannung für den Betrieb des Geräts und genügend Kapazität zum Speichern der Energie.
Die Stromaufnahme variiert mit dem gesamten Stromkreis. Sie können dies mit einem Milliamperemeter messen. Ich gehe davon aus, dass 50 mA Dauerbetrieb ausreichen. Weniger oder viel weniger kann ausreichen. Ich habe derzeit einen Pro-Mini-Klon, der mit 20 mA bei 5 V betrieben wird, und mit der gebotenen Sorgfalt können Sie möglicherweise einen mit weniger oder viel weniger Strom betreiben, abhängig von der Anwendung und den Anforderungen Ihrer Schaltung.
Betrachtet man derzeit den Sonnenstrombedarf, so beträgt der durchschnittlich benötigte Sonnenstrom etwa Icircuit x 24 / SSH mA, wobei SSH = durchschnittliche Sonnenstunden pro Tag. Wenn Sie beispielsweise 4 Stunden Sonnenschein pro Tag hatten, aber die Strecke 24 Stunden am Tag laufen möchten, muss die Sonne (24 Stunden pro Tag) / (4 Stunden Sonne) = 6 x so viel Strom liefern, wie die Strecke durchschnittlich benötigt . Wenn Ihr Stromkreis 50 mA Dauerbetrieb benötigt, muss das PV-Modul 4 Stunden pro Tag 6 x 50 mA = 300 mA liefern. Sie werden unten sehen, dass dies kein trivialer Betrag ist.
Sonnenstunden pro Tag können für Websites weltweit unter der hervorragenden Website www.gaisma.com gefunden werden. Die durchschnittlichen Sonnenstunden pro Tag für Iráklion finden Sie unter diesem Link. Andere Standorte in Griechenland finden Sie hier , werden aber wahrscheinlich ähnlich sein.
Für Iráklion befindet sich die SSH in der 1. Zeile der 4. Tabelle.
Durchschnittliche Stunden / Tag äquivalenter voller Sonnenschein = kWh / m ^ 2 / Tag = ein Höchstwert von 8,53 Stunden im Juni und ein Tief von 2,08 Stunden im Dezember.
Beeindruckend! Ich denke, das ist im Sommer ungefähr so sonnig wie irgendwo auf der Erde, nicht in den Polarregionen. Im Winter wird es ungefähr das gleiche SSH wie in meiner Stadt. Sie können die PV-Dimensionierung für den Hochsommer berechnen. Wenn Sie jedoch das ganze Jahr über arbeiten möchten, sollten Sie den Wintermonat im ungünstigsten Fall verwenden und für schlechte Tage etwas hinzufügen.
Für Iraklion sagen wir 2 SSH pro Tag, daher müssen die Panels 24/2 = 12 x durchschnittliche Winterlast liefern. Pro 10 mA Last benötigen Sie also 120 mA Panel und wenn die mittlere Last 50 mA beträgt, benötigen Sie 12 x 50 = 300 mA Panel-Ausgang.
Die Batteriespannung muss immer> 5V sein.
Eine einfache, billig verfügbare Startlösung ist die Verwendung einer 6B-Blei-Säure-Batterie. Diese sind leicht zu laden und liefern eine relativ stabile Betriebsspannung.
Vmax_charge ist ungefähr 7V, also ist ein 8V- oder 9V-PV- Modul "ungefähr richtig". 9V ist eine übliche Spannung für Hobbyanwendungen. Eine Alternative ist die Verwendung eines 12-V-Panels. Dies ist wahrscheinlich besser geeignet, da sie weit verbreitet sind und die Kosten pro Energieverbrauch häufig niedriger sind. Dies verschwendet den größten Teil der Panel-Ausgabe, kann aber in vielen Fällen immer noch die billigste Option sein. (Ein 12 V x 600 mA-Panel hat eine Nennleistung von ca. 18 V x 0,6 A ~ = 10 Watt. Tatsächliche Arduino-Last = 50 mA x 5 V x 12: 1 = 3 Watt)
Bei einer Last von 50 mA benötigen Sie eine PV-Leistung von 24/2 x 50 mA = 600 mA bei voller Sonne.
Die Dimensionierung der PV-Module entspricht nicht den Erwartungen. Es ist am einfachsten, ein Panel zu bekommen, das mindestens genug Spannung und Strom liefert. Dies liegt daran, dass die Nennspannungen des Panels normalerweise höher sind als die Spannungen, bei denen sie verwendet werden. Beispiel: PV-Module mit 12-V-System sind normalerweise für eine maximale Netzspannung von 18 V ausgelegt. Ein 18-W-Modul liefert also 18 V bei 1 A, ABER wenn es direkt an eine 12-V-Batterie angeschlossen ist, beträgt der Eingang zur Batterie 12 V x 1 A = 12 Watt. Es gibt Möglichkeiten, dies zu umgehen, aber konzentrieren Sie sich zunächst nur auf Panel-mA.
Sie benötigen also ein 600-mA-Panel für eine 50-mA-Last.
Oder ein 60-mA-Panel für eine 5-mA-Last.
Oder ein 6-mA-Panel für eine Last von 0,5 mA.
Offensichtlich hilft die Reduzierung des Laststroms bei der Dimensionierung des Panels.
Daher ist es wichtig zu wissen, was Ihre Anwendung wirklich benötigt.
Batery ist einfacher.
Wenn Sie 6 V Bleisäure verwenden, benötigen Sie für einen Tag.
Stunden x Last = mAh.
Hier laden = 24 Stunden. mA = 50 in diesem Beispiel.
mAh = 24 x 50 mA = 1200 mAh = 1,2 Ah. Dies ist die Kapazität von ungefähr der kleinsten allgemein verfügbaren LA-Batterie. In der Praxis möchten Sie Ihren Akku nur um einen kleinen Prozentsatz seiner tatsächlichen Kapazität entladen. Verwenden Sie daher einen 2,4 Ah oder 3,5 Ah oder mehr. 7Ah ist nicht viel teurer und wird viel länger dauern und mehrere Tage Reservekapazität für schlechtes Wetter haben.
Das Aufladen kann jetzt besprochen werden - aber ich werde hier anhalten und sehen, was über das oben Gesagte gesagt wird. Wir können Gebühren und andere Details hinzufügen, wenn dies sinnvoll erscheint.
Ein einfach zu verwendender Akku besteht aus 2 x LiIon- oder LiPo-Zellen in Reihe.