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Topic: Stromversorgung (Read 773 times) previous topic - next topic

nckwdt

Ich betreibe seit seit ein-einhalb Jahren, eine kleine handelsübliche Wetterstation aber sie fällt immer wieder aus, und zwar meistens dann, wenn es interessant wird. Die Datenerhebung wird damit lückenhaft und unbrauchbar. Aus diesem Grunde nun habe ich selber eine gebaut, damit ich weiß, warum sie ausfällt, wenn sie ausfällt. Dann kann ich den Fehler auch leichter beheben, als bei einer Station, deren Aufbau und deren digitales Innenleben ich nicht kenne. Für eine Wetterstation auf Arduino-Uno-Basis suche ich eine geeignete Stromversorgung. Die erhobenen Daten werden per Funk übertragen. Das funktioniert auch schon.

1. Die Stromversorgung mit Netzteil funktioniert aber leider nur da, wo auch eine Steckdose ist. Ich habe daher überlegt, vom Haus aus eine Niedervoltleitung in den Garten zur Station zu legen. Hat damit jemand Erfahrungen gemacht?

2. Stromversorgung mit Batterie wäre vielleicht auch möglich. Die üblichen 9-Volt-Blöcke machen aber schon nach wenigen Stunden schlapp. Wenn ich also mit mehren Batterie-Zellen arbeite, dann werde ich vermutlich eine stattliche Anlage aufbauen müssen, die dann auch entsprechend teuer sein wird. Außerdem ist die Station nur umständlich zugänglich.

3. Versorgung mit Solarstrom ist bei vielen im Handel erhältlichen Wetterstationen schon üblich. Möglicherweise ist das auch die preisgünstigste Methode der Stromversorgung. Aber diese Stromversorgung soll zuverlässig sein. Wer hat damit Erfahrungen?

uwefed

Wenn eine 9V Batterie nach einigen Stunden schlapp macht dann verbraucht die Schaltung zuviel Strom um diese sinnvoll im Batteriebetrieb bzw Solarstrom zu betreiben.
Sinnvoll wäre da die Schaltung nochmal zu überarbeiten und auf Stromsparen trimmen.

Als Lösung sehe ich eine Niederspannungsleitung. ZB 12 Trafo und einen DC/DC-Wandler am Arduino der die 12V auf 5V bringt. So sind Spannungsverluste entlang der Leitung kein Problem.

Grüße Uwe

HotSystems

Das mit einer 12 Volt Leitung kann ich nur bestätigen und auch empfehlen.
Ich betreibe so schon seit einigen Jahren eine Leitung ins Gartenhaus. Die Länge beträgt zwar nur ca. 30m aber das geht sicher auch problemlos länger.
Daran arbeiten 2 Controller (1 x Arduino Pro Mini, 1 x Atmega328 Standalone). Der eine ist zur Schaltung meiner Außenbeleuchtung per Lichtsensor, der andere misst im Schatten die Außentemperatur und den Füllstand meines Regenwassertanks. Also Spannung ist da kein Problem, da ich an jedem Controller noch einen eigenen Spannungsregler dran habe.
Gruß Dieter

I2C = weniger ist mehr: weniger Kabel, mehr Probleme. 8)

noiasca

1. Die Stromversorgung mit Netzteil

--> Da sehe ich keinen Vorteil im Haus auf 12V zu gehen und dann mit 12V 30m zu überbrücken. Wenn das legen einer Leitung in Frage kommt würde ich ein Erdkabel legen und Netzspannung zur Station legen.

2. Stromversorgung mit Batterie wäre vielleicht auch möglich.
--> dann nimm ein Board mit wenig Aussenbeschaltung und schicke den Prozessor in Deepsleep zum Stromsparen und wecke ihn nur periodisch zum messen auf.

3. Versorgung mit Solarstrom ist bei vielen im Handel erhältlichen Wetterstationen schon üblich.
-->  auch hier gehts erst mal um Strombedarf senken, und dann die Analge dennoch deutlich überdimensionieren. Je nach Ortsbedingungen darauf achten, dass sich Schnee nicht am Panel anlegen kann bzw. auch wieder schnell abschmelzen kann.

Also wenn es möglich ist: bei 30m bevorzuge ich ein Kabel ;-)
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nckwdt

Danke für die Hinweise.

Und gleich ein 9-Volt-Kabel legen, wäre das eine Möglichkeit? Da sollten doch auch 5 Volt ankommen. Oder nicht? Wie läßt sich das berechnen?

Mit Solarstrom hat wohl niemand Erfahrungen? Die modernen Hobby-Stationen kommen mit recht kleinen Solar-Platten aus, sind aber nicht sehr zuverlässig. Aber man könnte doch die Platte etwas vergrößern!

agmue

1. Die Stromversorgung mit Netzteil

--> Da sehe ich keinen Vorteil im Haus auf 12V zu gehen und dann mit 12V 30m zu überbrücken. Wenn das legen einer Leitung in Frage kommt würde ich ein Erdkabel legen und Netzspannung zur Station legen.
Ich habe im Garten 12V mit dickem Lautsprecherkabel verlegt, weil ich dann keinen Installateur brauche und die Niederspannung ungefährlich ist. Streckenweise nutze ich Leer-Rohre, falls ich mal etwas nachziehen möchte.
Wahnsinn und Verstand trennt nur eine dünne Wand. (Daniel Düsentrieb)

uwefed

#6
Jun 03, 2019, 09:40 am Last Edit: Jun 03, 2019, 09:43 am by uwefed
1. Die Stromversorgung mit Netzteil

--> Da sehe ich keinen Vorteil im Haus auf 12V zu gehen und dann mit 12V 30m zu überbrücken. Wenn das legen einer Leitung in Frage kommt würde ich ein Erdkabel legen und Netzspannung zur Station legen.
Auch wenn Du keinen Vorteil siehst sehe ich einen: 12V sind ungefährlich da passiert nicht viel wenn mal ein Gartengerät in näheren Kontakt mit dem Metallanteil des Kabel kommt.

Danke für die Hinweise.

Und gleich ein 9-Volt-Kabel legen, wäre das eine Möglichkeit? Da sollten doch auch 5 Volt ankommen. Oder nicht? Wie läßt sich das berechnen?

Mit Solarstrom hat wohl niemand Erfahrungen? Die modernen Hobby-Stationen kommen mit recht kleinen Solar-Platten aus, sind aber nicht sehr zuverlässig. Aber man könnte doch die Platte etwas vergrößern!
Wenn Du den Arduino über die Netzteilbuchse betreiben willst, brauchst Du mindestens 7V. Den minimalen Kabequerschnitt läßt sich berechnen wenn man Strom und Kabellänge kennt.

Mit Solarstrom hält sich wie mit Bateriebetrieb. Der Stromverbrauch Der Schaltung muß auf Batteriebetrieb ausgelegt sein, sonst bringt das wenig. Wenn Dein Projekt einen 9V Block in einigen Stunden leersaugt dann ist Batteriebetrieb wegen des zu hohen Verbrauch unsinnig.

Grüße Uwe

Rentner

#7
Jun 03, 2019, 12:53 pm Last Edit: Jun 03, 2019, 05:14 pm by Rentner Reason: Fehler in der Rechnung für den Spannungsabfall
Hallo,

wenn Du was mit Solar machen willst darf der Stromverbrauch nur sehr gering sein und Du benötigst einen Aku damit das Ding auch im Dunkeln läuft. zusätzlich muss tagsüber der Aku ja wieder geladen werden. Kritsch wird das Ganze im Winter da musst Du davon ausgehen das nur etwa 4-5 Stunden am Tag geladen wird, und das bei tief stehender Sonne und bedektem Himmel.

Im einfachten Fall könnte man eventuell eine Solar-Powerbank für 5V nehmen. Dabei muß allerdings laden und entladen gleichzeitig möglich sein, ich denke das wird nicht bei allen der Fall sein. Zudem gibt es Powerbanks die bei kleinen Strömen ganz abschalten, das wird aber bei 30mA nicht der Fall sein.

Hier mal eine grobe Rechnung.

Deine Messstaton benötigt im Normalbetrieb etwa 30 mA. Beim senden wird das mehr sein, must Du mal messen. Angenommen so eine Powerbank hat 10000mAh dann reich das bei vollem Aku für etwa

10000/30= 330 Stunden. also etwa 14 Tage

Etwas kritischer sehe ich den Ladeverlauf. Die kleinen kompakten Solar-Powerbanks haben sicher nicht viel mehr als 150-200mA Solarzellen eingebaut. Bei bedektem Himmel im Winter kommen dann eventuell 40-80 mA raus. Dann wird das mit dem Laden schon kritisch.


Dann gibts da für die meisten uP noch sleep und bei einigen Systmen deepsleep Modus um den Stomverbrauch zu senken. Da muss Du einfach mal googeln.

HandelsüblicheAkus mit 1,2V würden auch noch gehen. jeweils 4 Stück macht 4,8 V.
Baby Akus haben 5000mA/h damit läuft das Ding dann etwa eine Woche.


Ansonsten wenn Du Die Möglickeit hast mit einem Stecker-Netzteil z.B 9V mit Rundstecker zu arbeiten kannst das Kabel auch einfach verlängern. Wenn Du da 1,5mm2 Querschnitt nimmst und das Kabel 10 m Lang ist hast Du einen Widerstand von etwa 0,2 Ohm bei 200mA Strom macht das etwa 0,04V Spannungsabfall , da kannst Du mit leben, fängt der Spannungsregller auf dem UNO ab.  


Heinz





nckwdt

HandelsüblicheAkus mit 1,2V würden auch noch gehen. jeweils 4 Stück macht 4,8 V.
Baby Akus haben 5000mA/h damit läuft das Ding dann etwa eine Woche.


Ansonsten wenn Du Die Möglickeit hast mit einem Stecker-Netzteil z.B 9V mit Rundstecker zu arbeiten kannst das Kabel auch einfach verlängern. Wenn Du da 1,5mm2 Querschnitt nimmst und das Kabel 10 m Lang ist hast Du einen Widerstand von etwa 0,2 Ohm bei 200mA Strom macht das etwa 0,4V Spannungsabfall , da kannst Du mit leben, fängt der Spannungsregller auf dem UNO ab.  


Hallo Heinz,

ich frage mich nur, wie die handelsüblichen Stationen es schaffen, zwei 1,2-Volt-Akkus mit Solarstrom aufzuladen!

Und wenn ich ein längeres Kabel verlege, sagen wir 30 Meter, ist dann der Widerstand 3 x 0.4 Volt, also 1.2 Volt? Bei einem Netzteil mit 9 Volt kämen dann immer noch 7.8 Volt an und mit einem 12-Volt-Netzteil wären dann doch mühelos 50 Meter bei einem Abfall von 2.0 Volt zu schaffen, also kämen da etwa 10 Volt an der Station an. Ich denke, der Spannungsregler beim UNO schafft auch 10 Volt?

uwefed

@Rentner, Du bist heillos optimistisch. Meist ist das ja was gutes.

Du beachtest nicht daß im Winter eine kalte Batterie weniger Strom liefern kann und darum praktisch die Kapazität kleiner wird.
Außerdem hat ein Powerpack auch Verluste und die Kapazität wird schlauerweise die der Akkus zu 3,7V angegeben und nicht die Energie die aus dem Powerpack kommen können. Bei einem Wirkungsgrad von optimistischen 90% werden aus 10000mAh praxistaugliche  6600mAh bei 5V.

Dem Rest stimme ich vollinhaltlich zu.

Grüße Uwe



HotSystems

Danke für die Hinweise.

Und gleich ein 9-Volt-Kabel legen, wäre das eine Möglichkeit? Da sollten doch auch 5 Volt ankommen. Oder nicht? Wie läßt sich das berechnen?

Dem Kabel sollte es egal sein, ob du 9 Volt oder 12 Volt drüber schickst.
Wobei ich immer 12 Volt bevorzugen würde, da spielt der Spannungsabfall dann keine große Rolle.

Einen eigenen Stepdown-Regler solltest du dann schon spendieren, dann werden evtl. Störungen besser unterdrückt. Noch ein paar Elkos dran und gut ist. ;)
Gruß Dieter

I2C = weniger ist mehr: weniger Kabel, mehr Probleme. 8)

nckwdt

#11
Jun 03, 2019, 03:48 pm Last Edit: Jun 03, 2019, 04:05 pm by nckwdt
so ein Regler?

https://www.ebay.de/itm/LM2596-DC-DC-Spannungsregler-StepDown-Regler-mit-LED-Voltmeter-Arduino-Raspberry/153341496326?hash=item23b3dd8c06:g:cy8AAOSwVXdcPt~f

Und wo müssen dann noch Elkos hin?

uwefed

Nein; der ist falsch.
Du brauchst einen Step down um von 12 V auf 5V zu kommen. Außerdem ein Modell für 0,5 - 1A und nicht 5A.

Grüße Uwe

ElEspanol

Warum, ist doch ein Stepdown. Bissl überdimensioniert, aber gehen tut der.

uwefed

#14
Jun 03, 2019, 05:00 pm Last Edit: Jun 03, 2019, 05:01 pm by uwefed
Warum, ist doch ein Stepdown. Bissl überdimensioniert, aber gehen tut der.
Ich las "stepup". Vieleicht ist das so, weil nckwdt den post um 16:05 editiert hat und den Link ausgetauscht hat. Vorher war da einer zu pollin für einen XL6019. https://www.pollin.de/p/joy-it-xl6019-step-up-spannungsregler-810909?&gclid=EAIaIQobChMIw8m3r7nN4gIVB8qyCh2F9gm3EAQYAiABEgKsCfD_BwE

Grüeß Uwe

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