Bauen Sie ein Solarpanel-Nimh-Ladegerät

Heute habe ich dieses Tutorial zum Bau einer Batterie/Solarstromversorgung für ein Arduino hier gefunden . Das Tutorial erklärt, wie man dafür NIMH- oder Lithium-Ionen-Akkus verwendet. Schritt 4 erklärt, wie man NiMh-Akkus verwendet, was ich bevorzuge. Das Tutorial erklärt, dass ich das Solarpanel an die Batterie anschließen und eine Diode zwischen den positiven Draht der Batterie und das Solarpanel stecken muss. Dann erklärt das Tutorial, dass Sie einen Leistungsverstärker verwenden müssen, um die Spannung für das Arduino auf 5 Volt zu bringen.

Jetzt der Teil, den ich nicht verstehe. Wo schließe ich den Leistungsverstärker an? Es ist im Tutorial nicht sichtbar (nur für den Lithium-Ionen-Akku, der einen anderen Schaltkreis verwendet). Schließe ich es zusammen mit dem Solarpanel an die Batterie an? Wird der Akku dann nicht gleichzeitig geladen und entladen? Könnte mir das jemand erklären?

Haben Sie sich das Blockdiagramm in Schritt 6 angesehen?
Lesen Sie das Ende von Schritt 4 sorgfältig durch. Wenn Sie 2 NiMh-Batterien verwenden, ist die Spannung für den Arduino zu niedrig. Der Aufwärtswandler wird verwendet, um die Spannung auf 5 V umzuwandeln, was für den Arduino ausreicht.
Technisch gesehen ist es die Geschwindigkeit des Arduino und die externen Peripheriegeräte, für die die Spannung zu niedrig ist. Die MCU des Arduino ist bis auf 1,8 V ausgelegt, jedoch nicht mit voller Geschwindigkeit.
@IC_designer_Rimpelbekkie Ich habe diesen Teil verstanden, aber wo schließe ich den Aufwärtswandler an? schließe ich es zusammen mit dem Solarpanel an die Batterie an?
@IgnacioVazquez-Abrams Das Diagramm in Schritt 6 zeigt, wie das Lithium-Ionen-Ladegerät und die Batterie an das Solarpanel angeschlossen werden, nicht an das nimh
Warum glauben Sie, dass die NiMH-Schaltung anders sein sollte?
Nur wenn Sie nur 2 Zellen als Batterie verwenden: Eingang des Aufwärtswandlers mit Batterie verbinden. Verbinden Sie den Ausgang des Aufwärtswandlers mit dem Arduino 5V-Eingang. Ich schlage vor, dass Sie etwas mehr Zeit damit verbringen, zu verstehen, was Sie hier tun. Nur die Dinge so zu verbinden, wie ich oder jemand anderes vorschlägt, lässt Sie nicht verstehen. Es ist nicht schwer oder gar "magisch", wissen Sie.

Antworten (1)

Ich würde Ihnen dringend empfehlen, das NiMH-Setup, das dieser Typ zeigt, nicht zu verwenden.

Er geht davon aus, dass die Diode Spannungen kompatibel macht, aber mit einer 4-V-Solarzelle und einer durchschnittlichen Diode bei Nennlast erhalten Sie 3,1 V, wenn die Diode zufällig vom normalen PN-Typ ist und 0,9 V bei den mageren 200 mA verbraucht, die er berechnet. Aber die meisten Dioden bei einem so niedrigen Strom hängen näher an der 0,7-V-Marke.

Ein Abfall von 0,7 V würde 3,3 V ergeben, was 1,65 V pro Zellspitze entspricht, was nicht gut ist. Ganz zu schweigen davon, dass bei einem niedrigeren Strom, bei dem sie sich zu füllen beginnen, die Diodenspannung möglicherweise sinkt und Sie insgesamt 3,5 V erhalten, was 1,75 V pro Zelle ergibt. Was sehr extrem schlecht ist.

Hinzu kommt, dass das CC-CV-Laden eines NiMH nicht der beste Weg ist, um die längste Lebensdauer zu erreichen, die jemals in der Geschichte aufgezeichnet wurde. Der beste, immer noch relativ einfache Weg ist Delta-Peak, für den Sie mindestens einen Operationsverstärker und ein paar Transistoren benötigen.

Der Grund, warum ihn das alles nicht interessiert, ist höchstwahrscheinlich, dass er LiIon und eine spezielle LiIon-Lade-/Aufbereitungsplatine für Netzteile verwendet.

Obwohl sein LiIon-Setup auch nicht großartig ist. Er geht davon aus, dass bei der Solarstromgewinnung nie ein Defekt auftritt und die Batterie somit immer nachgeladen wird, aber wenn aus irgendeinem Grund die Stromentnahme im Laufe der Zeit größer ist, als die Sonne in der gleichen Zeit (im Winter) nachliefern kann , zum Beispiel) arbeitet sein Booster weiter, bis die LiIon-Zelle 0,9 V hat. 0,9 V für einen Li-Ion bedeuten den absoluten Tod.

Wenn Sie all diese Details beschönigen, vorausgesetzt, es wäre eine gute Idee, die NiMHs wie in diesem Instructable zu verwenden (was wirklich, wirklich, wirklich nicht der Fall ist), schalten Sie den Booster parallel zur Batterie, damit er kann Wandeln Sie die Spannung an der Batterie immer in die 5V um, die Sie benötigen. Egal, ob der Strom aus der Batterie oder der Solarzelle kommt, wenn die Sonne ein wenig scheint, kommt vielleicht die Hälfte von der Sonne und die Hälfte aus der Batterie, wenn die Sonne viel scheint, kommt die ganze Energie vom Solarpanel und das Panel lädt auch die Batterien wieder auf. Wenn es Nacht ist, kommt die gesamte Energie aus den Batterien.

Das Parallelschalten von Booster-, Solar- und ( GESCHÜTZTEN ) Batterien gewährleistet nur eine absolut kontinuierliche Stromversorgung des Arduino (solange die Batterien noch am Leben sind, was im Fall dieser Anweisungen Jahre, Monate oder Wochen sein kann).

Eine der Solarzelle hinzugefügte Diode kann durchaus wichtig sein, wenn die Schutzschaltung sich nicht darum kümmert. Standard-Solarzellen zur Verwendung außerhalb von Solarzellen ziehen tatsächlich häufig Strom von Ihrer Batterie ab, wenn keine Sonne vorhanden ist, wenn Sie sie nicht hinzufügen eine Art "Einbahnverkehr" wie eine Diode. Nur so als kleiner Nachgedanke.

Vielen Dank für diese wirklich lange ausführliche Erklärung :) Ich wollte NiMh-Akkus verwenden, da ich viele wiederaufladbare zu Hause habe und sie für dieses Projekt verwenden könnte. Lithium-Ionen-Akkus sind nicht so billig :( Wie hoch muss die Ladespannung für normale NiMh-Akkus sein? Könnte ich nicht einfach ein paar Widerstände hinzufügen, um die Spannung so weit zu senken, dass die Akkus nicht beschädigt werden?
@qwertz Nein. Widerstände haben einen Spannungsabfall, der vom Strom abhängt. Wenn sich die Batterien der Solarspannung nähern, fordern sie schließlich weniger Strom und im Laufe der Zeit gleicht sie sich ohne Strom auf die maximale Spannung aus, genau wie bei der Diode. Keine Ein-Komponenten-Lösung bietet Ihnen eine anständige Akkulaufzeit. Sie benötigen mindestens Transistoren, um den Ladevorgang abzuschalten, einen Chip oder eine gut konzipierte Schaltung, um korrekte Ladekurven zu gewährleisten, ist das Beste.
Danke schön. Sollte ich dann einfach ein paar Lithium-Ionen-Akkus verwenden? Kann ich bei Ebay einfach ein paar billige kaufen oder ist das Risiko zu hoch, dass sie anfangen zu brennen oder andere Komponenten zu beschädigen? Auch wenn ich die Batterie parallel zum Arduino anschließe und die Spannung messe und ein Relais verwende, um sie bei etwa 3 V zu trennen, um Schäden zu vermeiden? Wäre das eine gültige Lösung? Kann ich einfach 2 Lithium-Ionen-Akkus parallel verwenden, wie ich es mit nur einem kann? Wie mit der gleichen Ladeschaltung, ohne sich Sorgen zu machen?
@qwertz Sie könnten möglicherweise das Arduino verwenden, um die Batteriespannung zu überwachen und sie länger gesund zu halten, aber Sie müssen das gründlich testen. Sie können zwei Li-Ion-Akkus parallel schalten, sofern sie aufeinander abgestimmt sind. Wenn Sie es nicht wissen, verbinden Sie sie für ein oder zwei Tage mit einem 100-Ohm-Widerstand. Sie können sein Li-Ion-Design verwenden, ohne Feuer zu riskieren, aber Sie sollten wirklich sicherstellen, dass Sie alarmiert sind oder dass sich das Zeug vollständig ausschaltet, wenn es unter 2,9 V fällt, oder Sie könnten oft neue kaufen. Billige werden wahrscheinlich nicht ihre beworbene Kapazität sein, sonst sind sie in Ordnung.
Danke schön. Ich habe nach den Ultrafire BRC 3000 gesucht, da sie bei ebay am besten bewertet zu sein scheinen und recht günstig sind. Aber geraten sie nicht während des normalen Gebrauchs und Ladens aus dem Gleichgewicht? Von RC-Flugzeugen wissen Sie nur, dass Sie sie bei jeder Ladung ausbalancieren müssen, um sie im Gleichgewicht zu halten. Und wie würden Sie sie miteinander verbinden? Nur 100 Ohm von Plus nach Plus und Minus nach Minus? Und wie viel Kapazität sollte ich nehmen? Ich möchte den Arduino Nano mit ein paar Sensoren verwenden, die unter Last etwa 50 mA ziehen. Und wie groß sollten die Solarpanels sein? Reichen 5 W 5,5 V aus, um sie mit 2-4 Sonnenstunden aufzuladen?
@qwertz Viele Antworten auf viele dieser Fragen hängen von vielen Besonderheiten ab. Das kann ich nicht in einen Kommentar packen. Sollte es auch nicht sein. Wenn Sie sich entscheiden, auf Li-Ion umzusteigen und so viele Fragen haben, sollten Sie wahrscheinlich eine neue Hauptfrage stellen. Der Zellausgleich in parallelen Zellen erfolgt automatisch, wenn sie verbunden sind, aber sie müssen zuerst ausgeglichen werden, da sie sich sonst bei vielen Ampere gegenseitig ausgleichen, was sie beschädigen kann. Deshalb verwenden Sie zunächst einen 100-Ohm-Widerstand, um sie mit einem niedrigen, sicheren Strom ausgleichen zu lassen. Auch hier werden Billigzellen, insbesondere bei eBay, wahrscheinlich nicht das sein, was sie vorgeben zu sein.
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