Wemos D1 Mini mit Li-Ion und DeepSleep - Laufzeit viel zu gering

Hallo zusammen,

habe da mit einem Wemos D1 Mini was gebastelt, das Ding verbindet sich alle X Minuten mit meinem WLAN und schickt mir dann per MQTT die Daten des DHT22-Temperatursensors an OpenHAB, danach geht es in den DeepSleep und wird per Reset-Pin wieder aus dem Schlaf gerissen. Strom kommt von einem 2500mA-Li-Ion-Akku.

Habe nun ein paar Daten zum Stromverbrauch gesammelt (bei WakeUp alle 15 Minuten):

Wemos D1 Mini ist ON: 0,75 mA für 0:12 Minuten Wemos D1 Mini ist OFF: 0,04 mA für 14:48 Minuten

Ergibt nach Adam Riese einen stündlichen Stromverbrauch von 178,08 mA, demzufolge habe ich beim 2500 mA-Akku eine maximale Laufzeit von 14,04 Stunden.

Wenn ich den Verbrauch für ON bzw. OFF senke (rein rechnerisch), dann kommt bei der Laufzeit auch nicht viel mehr raus. Im Netz lese ich aber Berichte, in denen so ein Ding Wochen läuft, ohne Solar oder sonstige Stromzufuhr.

Hab ich da jetzt einen Rechenfehler oder sonst was falsch gemacht?

Vielen Dank für eure Hilfe!

Da passt was nicht.
Ich nehme an, du hast die Stromaufnahme in beiden Betriebszuständen gemessen und nicht über die Meßzeit integriert.

Dann rechne ich so:

Im Schlaf zieht das Ding pro Stunde 0.04mA, im Betrieb sagen wir 75mA für 12s. Umgerechnet auf eine Stunde mit 3600 Sekunden dann 0.25mAh + 0.04mAh = 0.29mAh.

Damit reicht der Akku ein knappes Jahr; Selbstentladung nicht eingerechnet.

rechne mal in mAh

außerdem misst du nur “irgendwelche” Werte, nicht mal Durchschnitte, die Spitzen des Wifi sind viel höher und hast offenbar gar nicht gesehen.
Teste mal mit einem puren ESP8266-12E ohne irgendwelche Spannungsregler on board…

Hallo,

Deine Messwerte sind falsch. Wo hast Du das gemessen ? Auf der 5V Versorgung habe ich Messwerte von
70mA im Betrieb und 0,4mA im deepSleep. Hardware ein Wemos D1 BME280.

Dann solltest Du über die Leistung Rechnen, sowohl bei dem Wemos als auch beim Aku. Beim Aku gilt die 3,7V für dir angegebene Kapazität. Ich habe dazu mal eine Tabelle erstellt und das mal eben gerechnet. Für Idealfall kommen da 81 Tage raus. Nicht enthalten ist der Verlust eines Stepup-Reglers von 3,7 auf 5V.

Heinz

Berechnung Akulaufteit.pdf (26.1 KB)

Hmm, also gemessen habe ich direkt an der Spannungsquelle, also Akku-Pluspol → Multimeter → Arduino, wobei zwischen Multimeter und Arduino noch ein LD33V hängt, da ich den Wemos D1 Mini über die 3,3V speise.
Muss mir das jetzt nochmal genau durchrechnen, vielen Dank für die Inputs!

noiasca: rechne mal in mA*h*

außerdem misst du nur "irgendwelche" Werte, nicht mal Durchschnitte, die Spitzen des Wifi sind viel höher und hast offenbar gar nicht gesehen. Teste mal mit einem puren ESP8266-12E ohne irgendwelche Spannungsregler on board...

Hallo,

ich habe da seinerzeit an meiner Wemos D1 Anordnung ziemlich viel rum gemessen. Es gibt beim Senden sehr kurze Spitzen bist 200 mA. Wenn ich mich da noch richtig dran erinnere, kann man auf dem Multimeter für einen Großteil der Zeit irgendwas um die 40mA ablesen und kurzzeitig 70-80 mA. Alles am 5V pin gemessen. Ich habe dann mal einen Mittelwert von 70-75mA angenommen für die aktive Zeit und den berücksichtigt. Eigentlich müsste man mit dem Oskar messen und das integrieren. Bei mit dauert so ein Vorgang Wecken, einloggen, messen versenden mit TCP, wieder pennen gehen, um die 7s. Das Ding läuft jetzt draußen seit zwei Jahren auch bei Frost mit einer Solarzelle 6V 60mA. Messung alle 30 min.

Eigentlich ist die Akuspannung immer 4,1-4,2 V im Winter lag sie bei 4,0V . Insofern kann meine Berechnung nicht so falsch sein und ich könnte eigentlich viel öfter messen.

Heinz

undee: Hmm, also gemessen habe ich direkt an der Spannungsquelle, also Akku-Pluspol -> Multimeter -> Arduino, wobei zwischen Multimeter und Arduino noch ein LD33V hängt, da ich den Wemos D1 Mini über die 3,3V speise. Muss mir das jetzt nochmal genau durchrechnen, vielen Dank für die Inputs!

kann ja sein, aber nicht 0,75mA im Betrieb ;)

auch stimmt was nicht bei Deinem Stromverbrauch glaube ich. Den stündlichen Stromverbrauch kann ich nicht nachvollziehen.

Mein grober Ansatz

Imittel= i1 x t1+i2 x t2/(tges) P=U x Imittel ESP_Arbeit/tag / P*24h AkuArbeit = Uaku x Kapazität Laufzeit Tage =AkuArbeit / ESP_Arbeit/Tag

Bedenke eine 40W Verbraucher benötigt am Tag 40Wx24h =960Wh ;)

Heinz

Hmm, dann bin ich mal gespannt. Habe gestern um ca. 18:00 Uhr das System gestartet (4,1V am Akku, die Werte vor 18:00 Uhr im Anhang bitte nicht beachten), jetzt ist die Spannung auf unter 4V gesunken. Der Wemos D1 Mini wird über den LD33V am 3,3V-Pin gespeist, mal sehen wie lang das klappt.

chart.png

Mehr als 14h sind es schon mal, ist doch gut. Deep Sleep schon aktiv oder läuft er durch?

Ja, 12 Sekunden läuft der Wemos und schläft dann tief und fest (DeepSleep), alle 15 Minuten weckt ihn dann der RST-Pin auf und es wird eine neue Messung gemacht. Ich hätte gerne ein paar Wochen Laufzeit, aber da wär ich mir nicht so sicher, ob das klappt.

So,

Spannung war gestern zu niedrig, um den Arduino wieder zum Leben zu erwecken, Laufzeit also 7 Tage, das ist zu wenig. Wie krieg ich da mehr raus? Und warum stimmen eure Rechnungen nicht?

Danke für eure Hilfe!

Hallo,

zunächst mal die Frage : wie hoch ist denn die Akuspannung jetzt noch.
Hast Du die Ströme noch mal gemessen besonders den Strom beim deep sleep.
Heinz

Och - da bin ich ganz entspannt. Die Grundrechenarten gehen bei mir seit 50 Jahren ganz passabel :slight_smile:

Im Ernst: Die Rechnungen können wir verfeinern, wenn wir zwei Dinge wissen:

  • Stromverbrauch in den verschiedenen Betriebszuständen (ist im Online-Betrieb schwierig wegen der Spitzen durch die Funkerei wie schon angemerkt wurde)
  • Dauer der Zustände (es ist schon ein Unterschied, ob der 10s oder 20s online ist).

Mit der Tabelle von Heinz wird die Rechnerei dann leicht nachvollziehbar.