9V Akku laden (Solar) + "Zeitschaltuhr" (24h OFF - 10min ON)

International Deutsch
#1

Guten Abend,

ich versuche gerade meinen Arduino über ein Solar-Panel zu autonomisieren.

Dummerweise durfte ich in meiner einzige E-Technik Prüfung eigene Aufzeichnungen mitführen, sodass selbst die absoluten Grundlagen (schon nach zwei Jahren) wieder Recherche benötigen.

Momentan wird er mit einem 9V NiMh Block betrieben.

Nun habe ich folgendes Tutorial gefunden:

Dabei frage ich mich, wie es mit dem Überladen ist. Das gebastelte Ladegerät scheint dies nicht zu berücksichtigen - sollte es dies?

Dann zur "Zeitschaltuhr".

Es reicht, wenn der Arduino alle 12-24h für ca. 10 Minuten Strom erhält.

Dafür habe ich folgende Schaltung entdeckt: Two Simple 24-Hour Timer Circuit Schematics (Variante 1).

Jetzt bin ich allerdings endgültig in einem Bereich angekommen, durch den ich mich nur provisorisch durchschlage.

Soweit ich es verstanden habe brauche ich, zu diesem dazu, noch einen zweiten Timer, welcher, von dem Signal des Relais angestoßen, 10 Minuten Strom fließen lässt.

Ist es möglich, so etwas einfach zu konstruieren? Kann ich vielleicht sogar das selbe Bauteil gleich zweimal konstruieren, nur invertiert? Ich muss zugeben, dass mir die Funktionsweise des Timers ein absolutes Rätsel bleibt, weswegen ich mir die Frage nicht selbst beantworten kann.

Vielleicht geht das Ganze ja sogar viel einfacher - ich bin für jegliche Vorschläge offen und dankbar.

Schöne Grüße und vielen Dank im Voraus,

Carroll

#2

Beschreibe doch mal, was Du im Endeffekt machen willst. Dann ist es oft leichter, alternative Lösungen zu finden.
Das Laden des Akkus soll ja wahrscheinlich nicht Selbstzweck werden.

Gruß Tommy

#3

Welch eine Freude, ich habe hier ein seltsames Gerät vor mir, welches die Fn-Taste als linkeste, noch neben Steuerung verbaut hat. Dies verschafft mir nun die Ehre, die Textmeilen neu zu verfassen, denn im Zusammenspiel mit Backspace kann ein versetztes Strg zu einiger Verheerung führen.

Entschuldigt, dass ich so wenig Informationen gegeben hatte - an sich wollte ich nur nachfragen, ob die Konstruktion des Ladegerätes funktioniert, aber als ich bemerkte, dass dieses nicht ausreichen würde meinen Arduino dauerhaft zu betreiben, ist meine Fragerei etwas aus dem Ruder gelaufen.

Der kleine Bursche soll mir, zusammen mit Feuchtigkeitssensor (Substrat), Wasserstandsensor (optional), WIFI-Modul (optional) und Pumpe sorgenfreies Urlaubsgefühl, auch über drei Tage hinaus, geben, indem er meinen Zimmergarten für längere Zeiten überflutet.

Da die heimische Sonne das Wasser glücklicherweise nur langsam verdunstet, ist es nicht vonnöten ihn mehr als ein oder zweimal am Tag zu beschäftigen. Allerdings müsste er dann ein paar Minuten Arbeit leisten, denn das Substrat muss das Wasser erst aufsaugen, bis er ein sinnvolles Ergebnis bekommt.
Diese Zeit ließe sich sicherlich auch verkürzen (indem ich Trockenheitenheitswert einfach in die Gieszeit verrechne), aber die Pumpe braucht bestimmt vier oder fünf Minuten, um die paar Quadratmeter zu begießen.

In der Version 2.0 würde ich auch einen Web-Logger einrichten wollen und eine Wasserstandmessung durführen, um den Nachbarn benachrichtigen zu können, wenn der Wasserkanister wieder leer ist.

Für weitere Fragen stehe ich gerne offen.

LG und vielen Dank noch einmal,

Carroll

#4

Ich vermute die Pumpe soll auch daraus betrieben werden. Was ist denn so in etwa die zu erwartende Wassermenge und die Förderhöhe des Wassers.

Welche Kapazität hat Dein 9V NiMh Akku? Wenn die ähnlich der der 9V Blockbatterien ist, sehe ich Probleme.

Schauen wir mal, was noch an Daten bekannt ist.

Gruß Tommy

#5

Entschuldige die lange Abwesenheit.

Die Pumpe soll von dem selben Akku aus betrieben werden. Die Kapazität des Akkus liegt bei mickrigen 350 mAh.
Laut Hersteller verbraucht die Pume 100mA, da die Bepflanzung eben ist, kann ich die Förderhöhe auf max. 10cm beschränken.

Ich habe leider noch kein Multimeter hier, weswegen die Kalkulation nur auf Schätzungen beruhen kann. Demnächst kann ich auch anfangen zu messen.

Liebe Grüße,

Carroll

#6

Probier doch vorab mal folgendes:

Wenn der Akku geladen ist, dann schließe die Pumpe (mit Schlauch und Wasser) an und lass sie 10 Minuten pumpen.

Du merkst ja dann schon am Pumpenverhalten, ob der Akku das schafft. Ich gehe davon aus, dass Du die Pumpe direkt an 9V betreiben willst.

Du kannst auch warten bis Du messen kannst und misst dabei die Spannung über dem Akku.

Ich vermute, es wird knapp werden. Wenn ich das falsch sehe, möge man mich korrigieren.

Gruß Tommy

#7

Ich habe mittlerweile das Gefühl, dass die einfachste Lösung darin besteht, den Arduino auszutauschen und selbst einen zusammenzustecken oder zumindest eine "leichtere" Version aufzutreiben.

Welche würde sich denn dabei anbieten?

Und lohnt sich das überhaupt? Werden die Module im Sleep-Modus deaktiviert oder werden sie dann zum Stromfresser, sodass ich diesen trotzdem im Vorfeld regulieren müsste?

LG Carroll

PS: Und auf deine Frage:

Die Pumpe ist (laut Angaben des Verkäufers) für 3-5V ausgelegt, deswegen hatte ich vor, sie über den Arduino zu betrieben.
Ich werde aber einmal probieren, wie lange dies gut geht. Das könnte ein wenig dauern, da ich sie bisher noch nicht in meine (sehr grundlegenden) Versuche integriert hatte.

Ich bin für ein paar Stunden verhindert und werde mich heute Abend noch einmal melden.

Vielen Dank schon einmal für die Geduld und Hilfe!

#8

Wenn Du die Pumpe am Arduino-Pin direkt betreibst, grillst Du diesen.
Vergiss die Freilaufdiode nicht.

Gruß Tommy

#9

Das war der Grund, weswegen ich sie noch nicht getestet hatte: Die Dioden sind noch nicht da. Das ist der Nachteil, wenn man günstig bestellt.

Aber der kleine hat es 15 Minuten geschafft zu pumpen und er lebt noch. Die Batterie hat keine Erschöpfung gezeigt.

Schöne Grüße,

Carroll

#10

Wie hast Du die Pumpe geschaltet?

Gruß Tommy

#11

Mal noch was zum Thema Akku laden:

Bei deinem 9V Block gehe ich zu 99,9% zu einem NiMH Typ aus. Unter umständen ist dabei keine Ladereglung/-abschaltung/-... nötig: Man kann sie mit maximal C/10 dauerladen. Für die nicht Akkugurus: 10% der Kapazität, was bei deinem 350mAh Akku 35mA bedeuten würde. Ein leerer Akku wäre dann theorethisch in 14h voll.

Für diese Schaltung bräuchte man dann nur eine Diode. (Wenn du es nicht weißt wie, einfach fragen...)

Noch was zu der Anleitung:

Also kauf dir lieber ein Solarmodul, anstatt Gartenstecker zu sezieren.

Achso, wichtig ist außerdem die Spannung der Solarzelle: In den Block Akkus sind meines Wissens 7 Zellen Drin (=8,4V), das macht dann eine Ladeschlussspannung von 7 * 1,45 = 10,15V. Zu den 10,15V kommt dann noch die Diodenstrecke von ca. 0,7 V, also braucht man eine Solarzelle mit mindestens 10,85V. Also um die 11V und etwas Aufwärts.

grüßle

#12

@Tommy56: Die Pumpe habe ich ganz rudimentär an 5V und GND angeschlossen. Darauf hin surrte sie wie eine übergewichtige Hauskatze. Dabei ist mir folgendes aufgefallen: Ich kann den power output an den Pins gar nicht kontrollieren, oder? Dann wäre es wohl die einfachste Möglichkeit ein Relais hinter einen Output-Pin des Arduinos zu schalten und über diesen dann einen direkten Stromkreis von der Batterie aus zu öffnen?

@Verzweifler: Ja, es ist ein NiMH Akku, dann bin ich wenigstens beruhigt, dass es sich so einfach laden lässt. Die 35mA bringen mich auch erst zur Verzweiflung, denn könnte ich schneller laden, dann hätte ich die Stomregulierung (vielleicht) etwas fundamentaler regeln können: Solange genügend Sonne scheint, wird gegossen. Für den Tipp mit den 11V+ bedanke ich mich herzlich!
Und keine Sorge - ich hatte nie vor die armen Solarleuchten zu demolieren. Was eine Verschwendung, es erinnert fast an die armen Haie.
Wie eng muss ich es denn mit den Werten sehen? Zum Beispiel habe ich gerade Solarmodule mit 6V und 0,6W gesehen. Zwei davon in Reihe sollten doch (hoffentlich) 11V mit 0,6W ~> 54mA ergeben.
Wäre das schon zu deutlich zu viel, oder sollte es noch (mit Ach und vor allem viel Krach) funktionieren?

LG Carroll

#13

Oder noch eine Möglichkeit, bevor ich von meinem braven Kerlchen Abschied nehmen würde.

Ich habe noch den ein oder anderen 3,7V Li-ion Akku hier herumliegen (Mein Bruder hatte ein Galaxy Note, das hat sie noch alle zerschlissen. Das ein oder andere sieht auch aus, als hätte es MC Donalds ein Mal zu viel besucht.). Diese haben ja doch deutlich mehr Kapazität und auch wenn sie diese nicht mehr ganz erreichen können, dann kann ich sie ja wenigstens zusammenschließen.
Aber soweit ich Lithium-Ionen-Akkus kenne (und so wie einige meiner aussehen) sind sie etwas empfindlich.
Reicht dafür ein solches Modul aus: https://de.aliexpress.com/item/Hot-Sale-1pcs-TP4056-1A-Lipo-Battery-Charging-Board-Charger-Module-Lithium-Battery-DIY-Mini-USB/32343269225.html ?

Und ist es möglich, den Arduino schon mit 3,7V zu betreiben? Darüber habe ich einige, sich widersprechende Meinungen gelesen. Die einen sagen, dass es theoretisch auch mit 1,8V funktioniert und man mit niedrigerer Spannung sogar Strom spart, andere dementieren dies heftig.
Für Pumpe und Hygrometer (darf man es so nennen?) reichen 3,7V aus.

Ich werde mich nun zur Ruhe legen, vielleicht kann der Schlaf die Wirrungen meiner Pläne etwas aufdröseln.

Vielen Dank schon bis hierhin - solche freundliche Foren erwischt man nicht häufig. Ich muss ja auch zugeben, dass ich etwas "head first" an die Sache herangegangen bin.

Liebe Grüße,

Carroll

#14

Carroll:
@Tommy56: Die Pumpe habe ich ganz rudimentär an 5V und GND angeschlossen. Darauf hin surrte sie wie eine übergewichtige Hauskatze. Dabei ist mir folgendes aufgefallen: Ich kann den power output an den Pins gar nicht kontrollieren, oder? Dann wäre es wohl die einfachste Möglichkeit ein Relais hinter einen Output-Pin des Arduinos zu schalten und über diesen dann einen direkten Stromkreis von der Batterie aus zu öffnen?

Dann weißt Du ja nicht, wie lange sie am Akku läuft.

Was verstehst Du unter: "Ich kann den power output an den Pins gar nicht kontrollieren, oder?"
Ein einzelner Ausgang kann bis 40 mA treiben (Gesamtstrom beachten). Ein Reedrelais kann man damit direkt ansteuern, bei anderen Relais kommt es auf deren Widerstand an.
Ich würde aber eher zu einem LogicLevelMOSFET (z.B. IRLZ34N) tendieren.

Hast Du in der Nähe Deiner Pflanzen keinen normalen Stromanschluss, dass Du Dir den Weg über Solar antun musst?

Gruß Tommy

#15