ich bin ganz neu hier im Forum und habe auch noch sehr wenig Ahnung von dem ganzen Elektronik-/Microcontroller-/Arduino-Thema. Einige Tutorials habe ich zwar schon gemacht und auch schon ein erstes eigenes kleines Projekt erfolgreich abgeschlossen, mehr aber auch nicht.
Neulich ist mir in unserer Wohnung in einer Zimmerecke Schimmel aufgefallen. Wir hatten dort jahrelang keine Probleme, aber seit einem Jahr steht dort ein Schrank, weshalb beim Lüften vermutlich nicht mehr genug Luftaustausch stattfinden kann. Den Schimmel habe ich beseitigt und hatte quasi als Präventionsmaßnahme folgende Idee:
Arduino Nano
5V Lüfter
DHT11 oder DHT22
TIP120
Batterie
Der Arduino soll in gewissen Abständen (z.B. 1 x pro Stunde) die Sensordaten abfragen und dann den Lüfter für eine gewisse Zeit laufen lassen, falls ein Grenzwert überschritten sein sollte (damit die Luft in der Ecke einfach ein bisschen in Bewegung kommt).
Bei meiner Suche im Netz bin ich auf das Problem des hohen Stromverbrauchs bzw. der kurzen Batterielaufzeit gestoßen. Leider habe ich dort in der Nähe keine Steckdose, weshalb ich auf die Batterie/Akku-Lösung angewiesen bin.
Deshalb meine ganz allgemeine Frage: Ist so ein Aufbau überhaupt sinnvoll mit einem Arduino möglich?
Ich möchte ja nicht 3 x in der Woche Batterien wechseln oder Akkus laden oder so.
Mit nacktem Chip schon, mit allen anderen Arduinos nicht, für 2 Eingänge nimm ein ATTINY 85, bei 1 x Std wurde Batteriesatz (3 x AAA) so um die 3Mon oder mehr laufen
Ob es Sinn macht, mit diesem Aufbau Schimmel im Wohnraum zu verhindern, kann ich nicht beurteilen. Allerdings würde ich im Haus immer einen Aufbau mit Netzteil vorziehen, da meist Steckdosen in der Nähe sind. Notfalls die Kleinspannung (12V DC) über ein geeignetes, dünnes Kabel zum Projekt führen.
Für die Steuerung (Arduino Mini oder PRO Mini) mit einem Temperatur/Feuchtigkeits-Sensor kann so stromsparend programmiert/gebaut werden, daß dieser für Jahre mit einer Batterie funktioniert. Der Mini kann direkt von der Batterie versorgt werden.
Der TIP120 ist eine schlechte Wahl weil an ihm eine relativ hohe Spannung abfällt und so der Ventilator nicht die Volle Batteriespannungbekommt und somit mit reduzierter Drehzahl dreht. Sinnvoller ist die Verwendung eines Low Level N-MOSFET.
Jetzt zum Lüfter.
Wie lange soll der drehen? 5 Minuten, 10 Minuten, 15 Minuten??
Damit die Luft bewegt wird wird ein 30mm Lüfter nicht reichen. ein 80-120mm Lüfter wird es schon sein müssen. https://www.caseking.de/noiseblocker-multiframe-s-series-m8-s1-80mm-luno-011.html
der braucht ca 72mA.
zB https://www.caseking.de/noctua-nf-f12-5v-luefter-120mm-luna-083.html
Der braucht ca 150mA.
Also nehmen wir mal den kleineren.
Sagen wir mal daß der Motor 4x am Tag für 15 Minuten anläuft und darum 1h/ Tag dazu kommt noch der Verbrauch des Arduino. Also ca 100mAh pro Tag.
Wenn Du einen 2500mAh LiPo Akku hast Du also 1850mAh bei 5V. Spannungswandler auf 5V mit 90% Wirkungsgrad also 1665mAh. Das ergibt eine Autonomie von ca 160 Tagen.
Läuft der Ventilator öfter oder verbraucht er mehr ist die Autonomie geringer.
das messen, auswerten und das schalten des Lüfers bekommst Du problemlos in einem ATtiny unter, und läuft jahrelang mit einer 3V CR2032 Knopfzelle - nur der Lüfter braucht um Größenordnungen mehr Strom.
Du könntest den Lüfter mit einer Powerbank (5V) betreiben, welcher im Bedarfsfall vom ATtiny mit einem MOSFET als Last zugeschaltet wird. Meine aktuelle 10Ah Powerbank erkennt relevante Verbraucher automatisch, und beginnt zu laden. Nur zu kleine Lasten werden nicht erkannt, bzw. wenn fertig geladen ist, schaltet sie sich aus. Deshalb würde ich die Schaltung mit einer Knopfzelle autonom (über Jahre) laufen lassen. Ein Beispiel fürs messen, es müsste nur statt des Senders ein MOSFET eingeschaltet werden:
Anstatt des BME280 geht auch ein HTU21D, Als µC habe ich bisher den ATtiny84 und den ATtiny814 benutzt, aber hier sollte auch ein ATtiny85 ausreichen!
Danke für eure ganzen Rückmeldungen und Einschätzungen. Denen entnehme ich schon mal, dass der Nano aufgrund des Stromverbrauchs dafür nicht wirklich geeignet ist.
Über die Lösungen mit blankem µC bin ich auch schon gestolpert, hab mich aber noch nicht weiter damit beschäftigt, weil mich das umständlichere Programmieren etwas abschreckt.
@fony : Das wäre aus meiner Sicht eine akzeptable Batterielaufzeit. @herbk : Das ist natürlich logisch. @HotSystems : Ich weiß auch nicht, ob es die gewünschte Wirkung erzielt, aber zumindest hab ich wieder ein Projekt, dass ich meiner Frau als nützlich verkaufen kann @uwefed : Danke für die ausführliche Antwort! Wie lange er laufen soll weiß ich noch nicht so genau, ich denke aber mit 2 - 5 Minuten sollte die "alte" Luft aus der Zimmerecke verschwunden sein. Für den Lüfter hab ich auch an 80 oder 120 mm gedacht, würde aber, wie du auch geschrieben hast, auf den sparsameren 80 mm gehen. Müsste es bei deiner Berechnung nicht 16 Tage heißen? @SpaghettiCode : Auch dir danke für die ausführliche Rückmeldung! Die Idee mit der getrennten Stromversorgung für Lüfter und µC finde ich gar nicht so schlecht. Dein SensEgg.light sieht wirklich sehr interessant aus und macht im Prinzip genau das, was ich möchte. Beim ersten Überfliegen hat mich allerdings der Umfang des Projekts ein bisschen erschlagen. Da muss ich mich mal genauer einlesen, wobei ich nicht viel Hoffnung habe, dass ich da durchsteig. Trotzdem schon verrückt, was man mit den Dingern alles anstellen kann, wenn man nur genug Ahnung von der Materie hat.
wenn Du das in kleine Teile "zerlegst" ist das kein großes Problem!
Nur eine kurze Überlegung: Wenn Du einen NANO und einen 5V/150mA Lüfter nimmst, dann bracht der NANO in 24h 600mAh, und der Lüfter bei 5min pro Stunde Einschaltzeit 300mAh in 24h
Nimmst Du jetzt einen nackten ATmega328P um das Verhältnis beim Stromverbrauch zu verbessern, kannst Du auch gleich einen ATtiny nehmen, da der ausreicht! Falls Du Dich dazu entscheiden solltest, dann lies die weiterführenden Links im SensEgg.light und schreibe mich an ...
Ich bin jetzt der Spielverderber und behaupte, dass die Sorgen um den Prozessorstrombedarf von wenig belang sind, wenn ein Lüfter im Batteriebetrieb angedacht ist.
Der Lüfter wird mehr Strom benötigen als dein Controller.
Das schon, aber er soll ja immer nur ein paar Minuten laufen, die 300mAh pro Tag die Andre genannt hat kommen schon hin.
Anders beim Nano, der braucht sicher keine 600mAh wenn man ich schlafen legt.
Aber ich würde trotzdem auch was kleineres nehmen was schon weniger Grundverbrauch hat.
Zugegeben, die 600mAh beziehen sich nicht auf den SleepModus, aber wo ist der Unterschied zwischen 25mA im NormalBetrieb und 18.5mA im Sleep? Das ist wie mit dem 20-Tonner 3 Brötchen ausliefern
Der Nano ist eh schon raus, das hab ich nach den ersten Antworten schon entschieden. Wenn, dann wird es irgendein nackter µC.
@noiasca : Bist kein Spielverderber, du hast ja Recht. Nur beim Lüfter kann ich kaum Strom sparen. Beim µC ist das schon irgendwie möglich, wie man am SenseEgg.light sehr gut sieht. Und wenn das Ganze nur ein paar Minuten täglich laufen soll, könnte sich da schon eine halbwegs praktikable Laufzeit ergeben, hoffe ich.
Hab schon lange einen Arduino MINI vorgeschlagen welcher ein minimal-Aufbau mit einem ATmega326 ist.
Der NANO hat außer dem Controller noch andere Elektronik welche auch im Sleep-Modus des Controllers weiter Strom verbraucht und deshalb der Vorschlag des Mini.
Entweder der von @uwefed vorgeschlagenen Arduino Pro mini oder ein ATtiny85. Auch der "kleine" reicht für deine Anwendung dann mit einer Powerbank o.ä.
@uwefed und @HotSystems : Stimmt, der Pro Mini ist auch noch im Rennen und das sogar ziemlich weit vorne. Na mal sehen was es letztendlich wird. Komme leider aktuell nicht dazu mich ordentlich damit zu befassen. Wenn´s weitergeht, halt´ ich euch auf dem Laufenden.
@uwefed: Jetzt muss ich mal ganz blöd fragen welchen MOSFET du beispielsweise nehmen würdest? Ich weiß nicht auf welche Kriterien ich achten soll und mich überfordert die schiere Masse an MOSFETS ein bisschen Ich hab jetzt auf einen geringen Durchgangswiderstand geachtet. Wäre der IRLI3705NPBF (TO220) was?
Es braucht einen Low Level N-MOSFET; Mit 5V soll der MOSFET ganz durchschalten.
Der IRLI3705NPBF ist solch ein LL n-MOSFET. Aber der IRLI3705NPBF hat ein isoliertes Gehäuse. Das braucht es nicht. Ein IRL3705 (ohne zweites "I") geht auch.
Für einen 100mA Lüfter braucht es keinen so niederohmigen MOSFET. Auch ein 1 Ohm Model ist geeignet.
Denen entnehme ich schon mal, dass der Nano aufgrund des Stromverbrauchs dafür nicht wirklich geeignet ist.
Ich hab jetzt auf einen geringen Durchgangswiderstand geachtet. Wäre der IRLI3705NPBF (TO220) was?