Hallo!
Ich arbeite gerade am elektrischen Teil eines Projektes (dazu hoffentlich bald mehr) und da tun sich jetzt Probleme auf, die ich mal hier beschreiben möchte. Vielleicht fällt einem ja eine Lösung dafür ein...

Das Projekt verfügt über ein Display zur Anzeige verschiedener Daten und muss zwei größere Servos steuern (Leerlauf etwa 600 mA Stromaufnahme, unter Last vielleicht das Doppelte). Natürlich gehört dazu auch ein Arduino zur Steuerung und Datenverarbeitung/-ausgabe. Genau genommen soll am Ende der ATMEGA-Chip natürlich alleine auf der Platine ruhen, ohne das Arduino-Board drumherum.

Die Spannung für dieses System stelle ich über 6 Stück AA Akkus/Batterien zur Verfügung. Das sind dann 7,2 oder 9 Volt. Ich nutze Spannungwandler vom Typ 7805 (für den ATMEGA), zwei 78S05 (liefern max. 2 A - für die Servos) und einen LD1117V33 (Display) um entsprechende Spannungen und Ströme zur Verfügung zu stellen.
Die Spannungswandler sind entsprechend ihrer Datenblätter beschaltet und haben zudem noch ein- und ausgangsseitig 10 µF ELKOs zur Stabilisierung bzw. gegen Schwingungen des Systems bekommen.

Zum Testen habe ich nun meinen Arduino mit dem 7805 über Vin verbunden (Korrektur: Habe den Arduino direkt mit der Spannungsquelle verbunden, weil sonst die Eingangsspannung zu niedrig ist, klar) und so mit Strom versorgt. Einer der Servos ist angeschlossen und bewegt sich im 2,5 Sekunden Takt von 20° nach 120° und zurück. Das Display ist angeschlossen, wird aber nicht angesteuert sondern nur hintergrundbeleuchtet.

Messungen am Ausgang der 7805er-ICs zeigen, dass dort die Spannung enorm zusammenbricht, sobald der Arduino sein Steuersignal sendet und der Servo sich bewegt. Wenn nun der Arduino dort hinge, dann würde das System wohl "kollabieren". Interessanterweise bleibt die Spannung am LD1117V33 stabil, vermutlich weil die Spannung des Akkupaketes noch ausreichend hoch ist und deutlich über der Schwellenspannung liegt.

Ich schiebe das Problem gerade auf die nicht ganz vollen Akkus, die ich in diesem Moment ins Ladegerät geschickt habe. Mir ist auch bewusst, dass diese großen Servos im Hinblick auf ihren Energieverbrauch ein echtes Problem darstellen. Das lässt sich vielleicht zu einem späteren Zeitpunkt mal durch einen größeren Akku oder eine Stromversorgung über ein Netzteil lösen, für den Moment soll es allerdings so funktionieren.

Fallen jemandem Möglichkeiten ein, den Stromverbrauch zu reduzieren und das Ganze effizienter zu machen? Sind schwache Akkus überhaupt das Problem oder sind die Akkus zu "träge" für diesen spontanen Energieverbrauch?

DANKE!

Kann man mit diesen Modulen auch so etwas wie einen Broadcast durchführen?

Mein Sender-Arduino sendet alle 2 Sekunden 2 Byte raus in die nahe Welt und meine Empfänger-Arduinos lauschen auf diese Signale?

Alles klar, das verstehe ich.

Dann werd ich mal ein paar Transistoren für solche Zwecke ordern... :-)

DANKE, ihr seid immer wieder wunderbar.

Ah, alles klar. Parallel... Gut, gut.

Aber ist das nicht doppelt gemoppelt?

Die kleinen Kondensatoren sollen doch schon den IC entstören, warum dann noch größere?

Die Standardbeschaltung ist wie das obige ohne C1 und C4.

Vielleicht habe ich uwefeds Ausführungen aber auch falsch verstanden und er sprach von den Größen von C2 und C3 und nicht von zusätzlichen Kondensatoren...

Also wäre der Aufbau so zu handhaben?

Meine Eingangsspannung wird von Batterien/Akkus hergestellt und liegt bei 9V/7,2 V (6 x Mignon). Ja, da verbrenne ich unter Umständen eine Menge Energie, aber im Gesamtbild wird das wieder besser, Erklärung dazu folgt irgendwann mal... ;-)

Sehr schön, gefällt mir echt super.

Was kann der Arm gewichtsmäßig tragen/bewegen?

Hallo!
Ich möchte gerne einige 78(S)05 einsetzen und habe mir zu diesem Zweck die Datenblätter angeschaut.

Dort sind Kondensatoren vor bzw. hinter den Spannungswandler geschaltet, wohl um das Ganze zu entstören bzw. vor Eigenschwingung zu schützen. Angegeben sind 0,33 µF und 0,1 µF als benötigte Größen. Wenn man etwas sucht, dann stößt man darauf, dass man KEINE Elektrolyt-Kondensatoren nutzen soll, weil deren Eigenwiderstand zu hoch sei oder ähnliches.

Suche ich bei Reichelt nach Kondensatoren entsprechender Größe, stoße ich auf Folien-Kondensatoren. Die kosten allerdings das Gleiche wie der Spannungswandler an sich, was mich etwas stutzig macht und mich fragen lässt, ob ich die wirklich benötige.

Klar, im Prinzip sind das Cent-Artikel, aber müssen es "teure" Kondensatoren sein oder funktionieren auch Elektrolyt-Kondensatoren? Bzw. brauche ich die Kondensatoren überhaupt?

Das hol ich doch ganz dreist auf der ersten Seite nochmal nach oben... ;-D

Kleine Überlegung noch zu der Sache mit den Motoren.
Wie wärs mit Servos?
Die sind superleicht anzusteuern, haben eine geringe Leistungsaufnahme etc. pp.

Bei großen Instrumenten muss ich immer an die Messgeräte aus der Schule denken. Das waren richtig große Drehspulinstrumente, die wären mit neuer Skala sicherlich toll als Wanduhr...

Hallo!
Vielen Dank für all die Antworten.

Ich hab jetzt auch nochmal was gemacht, nachdem ich darüber nachgedacht habe, wie sowas funktionieren muss bzw. sollte bzw. tut.

Hier erstmal der Schaltplan:


Dann will ich mal anfangen...

Oben links (roter Bereich) sind die Anschlüsse der Solarzellen. Die sind in Reihe geschaltet und liefern damit im Idealfall etwa 18 V.

Daraus erzeuge ich zunächst permanent (blauer Bereich) mit einem LM 7805-Baustein eine 5 V Versorgungsspannung für den Arduino bzw. den ATMEGA-Chip.
Ferner werden (grüner Bereich) 3,3 V erzeugt, die der Step-Down-Wandler als Referenzspannung benötigt.

Jener findet sich oben rechts (gelber Bereich). Der ist ziemlich vereinfacht dargestellt, da gehören eine Menge Kondensatoren, Spulen etc. pp. bei. Ich dachte da an einen "L5973 D", der (korrekt beschaltet) dann 13,8 V bei maximal 2,5 A Strom liefert.

Das wird über einen MOSFET (pinker Bereich) dann auf die Batterie gegeben.

In regelmäßigen Abständen wird dieser Ladevorgang unterbrochen (d.h. der MOSFET nicht leitend geschaltet) und der Arduino leistet seine Arbeit.

Über einen Spannungsteiler (oranger Bereich) wird geprüft, ob die Batterie schon eine Spannung von, in diesem Fall, 13,8 V erreicht hat. Das ist allerdings zu hoch, wie mir gerade bewusst wird. Da müsste man den Spannungsteiler bzw. die Programmierung so anpassen, dass bei etwa 12,6 V der MOSFET dann nicht mehr eingeschaltet wird.

Nunja, der Arduino prüft also dann regelmäßig die Spannung der Batterie. Sollte diese unter einen Schwellenwert fallen (12,2 V? 12 V?), dann wird der MOSFET wieder eingeschaltet und lädt die Batterie wieder...

...

Alternativ... Spar ich mir den Aufwand und kauf irgendeine billige Solarzellenerhaltungsgeschichte. Da bleibt allerdings der Bastelspaß auf der Strecke...

Tja, Meinungen oder Korrekturen zum Entwurf?

Danke!

Danke für die Pläne!

Wofür hast du eigentlich eine Blindlast in dem Schaltkreis?
Kann ich den nicht einfach öffnen und an meinen Zellen liegt Spannung an, aber ich nehme die halt nicht ab?

Danke!

Zweite Solarzelle bekommen, damit jetzt also 2 x 20 Wp mit 18 V... :-D

Hallo!
Das wäre super, wenn du das veröffentlichen würdest, kann sicherlich noch mehr Leuten helfen.

Mit dem Spannungsteiler bezog ich mich auf die Erhaltungsladung von Batterien.
Bei zwei Solarzellen in Reihe a 9 V komme ich ja auf 18 V Spannung.
Die wollte ich mittels Spannungsteiler auf 13,8 V runterbrechen und das dann auf die Batterie "puffern".

Deine Lösung ist aber sicherlich eleganter, sicherer und skalierbar(er).

Interessant... :-)

Ich kümmere mich mal um eine zweite Zelle gleichen Typs, dann hätte ich 40 Wp bei 18 V. Klingt nach einem Anfang. :-)

Wir haben für unsere Motorräder auch kleine Erhaltungsgeräte. Das sind keine Solarzellen, die bringen 12 V bei wenigen mA, glaube ich. Von der Bauart her, kann da auch schwerlich groß was an Technik untergebracht sein.

Um das so zu machen (Spannungsteiler, damit ~13,8 V abfallen, sonst nix) und einfach an die Batterie hängen, ist bei diesen größeren Zellen vermutlich keine so gute Idee, oder?