Betrieb von Nano mit 3.7V 1S LiPo-Akku

Hallo zusammen,

ich möchte einen Arduino Nano mit einem 3.7V-LiPo-Akku betreiben. Den Akku lade ich via USB (mit dem Modul: TP4056 Lipo Akku Ladegerät, Ebay: 5 x TP4056 Lipo Akku Ladegerät Mini USB Lader 4-8 Volt Charger S1 Laderegler | eBay) auf. Ist es möglich den Nano direkt mit dem Akku zu betreiben oder ist wirklich ein DC-DC 3.7V-5V Converter nötig?
Betrieben werden mit dem Nano sollen ein paar LED's, ein Piezo-Summer und ein NRF24L01+-Modul.
Ich würde mich über ein paar Schaltpläne etc. wirklich freuen!
Da ich ein Anfänger im Bereich Mikrocontroller bin, wird das wohl nicht meine letzte Frage sein :D...

Viele Grüße,
HB

3,7V ist offiziell zu wenig für 16 MHz, außerdem (wenn du es trotzdem machst) solltest du die BOD - Fuses überprüfen, wann der Arduino abschaltet und diese evtl. anpassen.

du könntest einen 3V3 Arduino @8MHz nehmen dann klappt es.
Aber ein Standard-Uno wird mit 3.7 nicht sauber laufen.

Und was haltet ihr von einem Step-Up-Module? Ich habe den Nano bereits und würde daher ungern einen neuen kaufen.

Hallo,
ich würde einen Step up auf 5V einbauen . Übrigens die Ladespannung des Lipo beträgt 4,2V , und die hat er auch annähernd wenn er voll ist. Damit würde ich nicht an ein 3,3V System gehen.
Mit 700mA/h wirst Du nicht lange Freude haben.
Heinz

Der Nano hält das.
Aber der nRF nicht, der würde dann einen Regler benötigen.

Den Nano auf 8MHz runter zu takten ist recht problemlos möglich
Ein paar Zeilen Code, hier und da....

Besser wäre ein LiFePo4 Akku.

OK, damit ich es richtig verstehe:

  • StepUp Module von 3,7 --> 5 V und damit Nano betreiben (hält er noch aus)
  • nrF dann aber über Regler betreiben

Welches Modul könnt ihr empfehlen?
Ich habe noch nie einen Mikrocontroller getaktet... falls es mir das StepUp Modul erspart könnte ich das versuchen, ansonsten würde ich lieber den einfachsten Weg gehen.

Hallo,
wenn Du doch erst mal 5V hast kannst Du doch alles so anschließen wie es sein sollte und den Nano ganz normal betreiben.
Heinz
Achtung Nano nicht mit USB und gleichzeitig mit den 5V des Wandlers betreiben.

Das ergibt Sinn... Danke!
Wie wärs mit dem Modul: https://amzn.to/3l5gtDt

(In boards.txt nachgesehen, bootloader.extended_fuses=0xFD sind schon auf 2,7V eingestellt.)

Bis der Stepup-Regler da ist, kannst du es ja mal einfach probieren. ( Dein Risiko :slight_smile: )
Übrigens gefährdest du den Akku durch Tiefentladen. Selbst wenn der atmega328 bei 2,7V abschaltet, ist am "5V" Pin noch der 3.3V Regler zum NRF24L01 dran.

https://www.engbedded.com/fusecalc/

Hallo,
ich denke der Step up ist ok, ich hab aber das Funkmodul vergessen , da wirst du noch 3,3V benötigen und die kannst Du nicht vom Nano 3,3V Pin abzwacken, das wird der nicht schaffen.
Was hast Du denn überhaupt vor, enevtuell gibts ja eine bessere Lösung. Was willst Du denn funken ?
Nachtrag : Laut Datenblatt benötigt das Funkmodul 14mA , das sollte der Nano auf dem 3,3V pin schaffen.

Wenn Du schon ein Lademodul verwendest, wieso dann nicht eines mit allem ( Ladung, 5V Wandler und Entladeschutzschaltung)?
zB PowerBoost 500 Charger - Rechargeable 5V Lipo USB Boost @ 500mA+ : ID 1944 : $14.95 : Adafruit Industries, Unique & fun DIY electronics and kits
Grüße Uwe

Verstehe nicht warum man da mit aller Gewalt auf einem Uno/Nano bleiben soll.
Das sind sowieso kein Stromsparer.
Jetzt muss noch ein Stepup Wandler zugekauft werden.
Da kann man gleich über Arduino pro Mini 3v3 nachdenken. Das sind 5 Euro für jeden Prozessor. Ich gehe davon aus es geht nicht ums Geld. Und einmal ein USB-TTL wandler zum Hochladen und lässt sich dann so gemütlich programmieren wie ein Uno. Und einen USB-TTL (am besten mit DTR pin) braucht man eh immer in der Schublade.

Hmm.. ich glaube ich sollte euch den Hintergund etwas genauer erklären:
Ich habe bereits 5x den Arduino Nano gekauft und 5x TP4056 für die 5x LiPo-Akkus. Es sollen insgesamt vier gleiche Systeme bestehend aus LED's, PiezoSummer und Nrf24L01+ betrieben werden. Und eine Fernbedienung gibt es dazu auch noch.
Es geht mir echt nicht um 10 € mehr oder weniger, es soll am Ende möglichst leicht umsetzbar sein und funktionieren.

Angenommen ich kaufe doch die 5x Arduino Pro Mini 3V3, wie würde es dann aussehen? So wie ich das verstanden habe, kann ich dann die TP4056 zum Laden der Akkus benutzen, brauche keine StepUp-Module, erhöhe die Akkuzeit und betreibe die Nrf24L01+-Funkmodule ganz "normal". Die Pro Minis zu kaufen ist ja kein Verlust weil ich die Nanos ja noch für andere Projekte übrig hab.

Während der Ladung muss der Arduino abgeklemmt werden.
Der TP kann das sonst nicht.
Den nRF kannst du über 1 oder 2 Dioden direkt am Akku betreiben. Auch der 3,3V Regler des Nano könnte gehen. Dann aber einen Stützkondensator nicht vergessen.
Den Nano solltest du runter takten
Der Akku sollte einen Tiefentladeschutz bekommen, wenn er nicht schon einen hat.

Kannst du genauer erklären was da nicht funktioniert?

Der TP folgt einer Ladekennlinie, und schaltet ab, wenn Akku voll.
Das geling nicht, wenn der Akku während der Zeit belastet wird, bzw. weitere Verbraucher(Arduino+nRF+LED) gespeist werden.
Das "kann" zur Überladung führen, mit den bekannten/unerwünschten Folgen, bei LiPos

Wie kann es zu einer Überladung kommen, wenn das TP4056 Modul nur 4,2V ausgibt. Wie können dann höhere Spannungen entstehen, so das ein "Überladen" entstehen kann?

Das Modul lädt doch mit CC/CV. Bei CC wird der Strom begrenzt (Der sich auf dem Modul über ein Widerstand einstellen lässt). Durch die Strombegrenzung gibt er Weniger Spannung aus, so das kein zu hoher Strom fließt. Bis es zu dem Punkt kommt, wo 4.2V erreicht wird. Ab da beginnt CV und die Spannung wird auf 4.2V gehalten. Der Strom sinkt, da der Akku auch eine höhere Spannung erreicht. Zu dem Zeitpunkt wo der Akku auch 4.2V erreicht, kann kein Strom mehr in den Akku fließen. Ein Überladen ist nicht möglich, solange nicht mehr als 4.2V ausgegeben werden.

Oder wo ist mein Denkfehler?

Ich kann nur sagen, dass ich das Datenblatt so verstanden habe.
https://datasheetspdf.com/pdf-file/1480849/UMW/TP4056/1
Wobei ich zugeben muss, dass meine Kenntnisse, in der Sprache, doch noch recht begrenzt sind.
Kann mich also auch irren.

Ok, meine Kenntnisse in der Sprache sind gleich 0.
Du redest von dem Chip.

Es gibt auch zwei (sogar mehr, aber zwei sehr bekannte) fertige Module mit dem Chip.
Das vom TO verwendete Modul (in #1 verlinkt) trennt den Akku nicht vom Rest der Schaltung, bei zu viel Strom (Kurzschluss), zu tiefer Ladung des Akkus.
Es gibt diese Modul auch mit Schutzbeschaltung für den Akku. Der Vorteil, der Akku wird vom Rest der Schaltung getrennt, wenn zum Beispiel die Spannung zu tief sinkt.

Im Grunde macht der TP4056 und auch die Module eine reine CC/CV Ladung. Beim Unterschreiten des Mindestladestrom, der 1/10 des Ladestroms beträgt, der über den Widerstand eingestellt werden kann, unterbricht der TP4056 das Laden.

Beim betreiben einer Schaltung während des Ladens, teilt sich der Ladestrom auf, auf Akku und Schaltung, womit der Akku langsamer lädt. Langsameres Laden ist erstmal nicht schädlich für den Akku (eher förderlich).

Das einzige, was schädlich für den Akku sein kann, ist das längere halten des Akkus auf der Ladeschlussspannung. Dies erreicht man, wenn zum Ende des Ladens, das TP4056 Modul nicht vom USB trennt, und die Schaltung weiterhin Strom verbraucht. Dadurch kann es passieren, das der Ladestrom die 1/10 nicht unterschreitet, und somit kontinuierlich 4,2V Spannung am Akku anliegen, da dieser nicht getrennt wird.

Das ist dann wie bei einem alten Laptop, der kontinuierlich am Netzteil hängt. Der Akku altert schneller. Dieses verhalten stellt sich aber erst nach Monaten ein.

Wenn man also seine Schaltung, mal über Nacht (oder ähnlich) lädt, und danach wieder von der Versorgung trennt ist alles gut. Der Akku kann geladen werden und gleichzeitig die Schaltung betrieben werden.

Das vom TO verlinkte Modul ist eher nur zum Akku laden gedacht. Das von mir verlinkte Modul ist zum zusätzlichen Betrieb von eigenen Schaltungen gedacht. Die mitgelieferten Schutzmaßnahmen sind ideal dafür.

Da ich selber diese Module verbaut habe, hatte ich da mal viel recherchiert. Ich dachte du hast neue Erkenntnisse warum man dies nicht dürfte.