Solarmodul lädt Li-Po-Akkus nicht auf

Ich bin absoluter Elektronik-Anfänger und stehe mit meinem Prototypen vor einem großen Problem.

Ich versuche, eine autonome Schaltung zu erstellen, die einen Arduino betreibt, der von einer 3,7-Li-Po-Batterie gespeist wird. Das Problem, das ich habe, ist, dass der Akku nach einigen Tagen entladen ist, obwohl das Solarpanel 7 Stunden lang direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt war.

Die maximale Ausgangsspannung des Solarmoduls beträgt 5 V bei einem maximalen Ausgangsstrom von 45,7 mA (229 mW Leistung).

Das obige Solarpanel ist mit einem Aufwärtswandler verbunden , der konstant 5 V ausgibt, und als nächstes mit einem TP4056 Li-Po-Batterielademodul verbunden.

Es gibt einige andere Komponenten wie einen Summer, eine RGB-LED und einen Licht-Frequenz-Wandler TSL235L , die mit den Stromschienen der Schaltung verbunden sind.

Tagsüber wechselt Arduino in einen programmierten Schlafmodus, um Energie zu sparen. Ich habe ständig die Spannung im Stromkreis gemessen und sie fällt ständig von Stunde zu Stunde mit 0,1-0,2 V ab

Gibt es ein Problem mit der von mir erstellten Schaltung oder gibt es Komponenten, die die Batterie verbrauchen, ohne dass ich es bemerke?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich denke, Sie ersticken das Solarpanel. Je nach Größe und Sonneneinstrahlung kann sie nur eine bestimmte Leistung abgeben. Das heißt, Sie können es nicht einfach an einen Booster oder ein Ladegerät anschließen, sondern müssen nur nehmen, was wenn gibt. Es wird MPPT-Maximum Power Point Tracking genannt.
+1 zu dem, was @GregoryKornblum gesagt hat. Ihr TP4056-Ladestrom zieht mehr Strom, als Ihr Panel liefern kann, und der Aufwärtswandler senkt die Panel-Spannung einfach auf ein Minimum. Sie benötigen einen MPPT oder MPPC, damit dies funktioniert, oder einen Batterielade-IC mit einer viel niedrigeren Stromeinstellung.
Ist dies für meine Schaltung geeignet, um in Parametern zu arbeiten? aliexpress.com/i/4000181429185.html
Sie müssen die Dinge möglicherweise selbst verstehen :) Was Sie zeigen, sieht in Ordnung aus, aber ich bezweifle, dass jemand mehr als 20 Sekunden investieren wird, um sicher zu sein.
Normalerweise empfehlen wir kein Teil ohne Datenblatt, aber Ihr verlinktes Produkt ist einen Versuch wert.
Konverter wird nicht benötigt. Verbinden Sie das Panel mit einer Schottky-Diode mit tp5056. Schließen Sie ein 5v6-Zenet über den 4056-Eingang an, wird aber wahrscheinlich nicht benötigt. ! Wir müssen die Nachtlast kennen, um die Frage richtig beantworten zu können.
@Russell McMahon Ich habe gerade den Konverter entfernt und werde die Schaltung den ganzen Tag draußen lassen, um zu sehen, wie sie sich verhält. Danke
@EmanuelGiurgiu Die äquivalenten vollen Sonnenstunden pro Tag sind viel weniger als die Zeit, in der die Sonne sichtbar ist. In Rumänien erhält man derzeit typischerweise etwa 2,5 Sonnenstunden pro Tag. Siehe Gaisma für Sonneneinstrahlung nach Monat. Im besten Fall gibt Ihr 229-mW-Panel Ihren 2,5 x 229 = ~ 570 mW-Stunden Energie. Nach Lagerung im Akku und Abruf erhalten Sie vielleicht 400 - 500 mW Stunden. Teilen Sie diesen meinen Arduino-Betriebsstrom, um die Betriebsstunden zu erhalten.
@EmanuelGiurgiu PV-Module müssen tagsüber gut auf die Sonne ausgerichtet sein - besonders wenn die Sonne um die Mittagszeit am hellsten ist. Minimieren Sie die Schattenlänge, um die Sonnenausrichtung zu optimieren. || Messen Sie gelegentlich die Eingangsspannung zum Wandler und die Spannung an der Batterie und zeichnen Sie sie auf. Die Batteriespannung sollte mit der Zeit ansteigen.

Antworten (3)

Der Konverter wird nicht benötigt.

Verbinden Sie das PV-Panel mit einer Schottky-Diode mit dem TP5056.
Wenn Sie Vin_TP4056 begrenzen möchten, können Sie eine 5v6-Zenerdiode über den 4056-Eingang anschließen, dies wird jedoch wahrscheinlich nicht benötigt.

Wir müssen die Nachtlast kennen, um die Frage richtig beantworten zu können.

Die äquivalenten vollen Sonnenstunden pro Tag sind viel weniger als die Zeit, in der die Sonne sichtbar ist.
In Rumänien erhält man derzeit typischerweise etwa 2,5 Sonnenstunden pro Tag.
Siehe Gaisma für Sonneneinstrahlung nach Monat. 6. Grafik, 1. Zeile - kWh/m^2/Tag = volle Sonnenstundenäquivalent.
Im besten Fall gibt Ihr 229-mW-Panel Ihren 2,5 x 229 = ~ 570 mW-Stunden Energie.
Nach dem Einlagern in die Batterie und dem Abrufen erhalten Sie vielleicht 400 - 500 mW-Stunden.
Teilen Sie dies durch den Arduino-Betriebsstrom, um die Betriebsstunden zu erhalten.

Danke für die vollständige Antwort! Nach einer kleinen Suche im Internet hat Arduino eine maximale Stromaufnahme von 40 mA. Wenn Sie also 400 mWh durch 40 teilen, erhalten Sie 10 Stunden Betriebszeit. Tagsüber wechselt Arduino in einen Tiefschlafmodus und verbraucht etwa 30 Mikroampere. Nach dem Entfernen des Konverters habe ich den Ausgang des TP4056 gemessen und er beträgt 4,2 V, was großartig ist. Nachdem ich alles wieder an den Stromkreis angeschlossen und die Stromschienen gemessen habe, beträgt die Spannung 2,8 V ... zu wenig, um die Batterie aufzuladen, denke ich. Sollte ich die Dinge anders verdrahten?
Wenn die Batterie vollständig entladen ist, beginnt sie bei 3 Volt oder weniger und steigt beim Laden an.

Das Ladegerät (plus Batterie) drückt das Solarpanel von seinem maximalen Leistungspunkt weg, insbesondere wenn die Batterie entladen ist und auf einer niedrigen Spannung sitzt. Dies begrenzt die Leistung, die das Solarmodul liefern kann, auf etwa 60 bis 80 % dessen, was es sein könnte.

Eine bessere Lösung wäre, sich einen der Pseudo-MPPT-Lade-ICs oder -Module zu besorgen; Diese werden versuchen, das Solarpanel auf oder um seinen maximalen Leistungspunkt zu halten und den in die Batterie fließenden Strom zu maximieren. Wenn das nicht ausreicht, um Ihren Akku schnell genug aufzuladen, benötigen Sie auch ein größeres Solarpanel, das bei gleicher Spannung mehr Strom liefern kann.

CN3065 und LT3652 sind Beispiele für ICs, die dies können, aber es gibt noch andere. Das Googeln von "Solar-Li-Ionen-Ladegerät" sollte einige Module zeigen, die Sie verwenden können. Prüfen Sie, ob sie mit einem 5-V-Solarpanel arbeiten können; Einige geben an, dass sie ein 6-V-Panel benötigen.

Wie in einer anderen Antwort gesagt, benötigen (oder wollen) Sie keinen separaten DC / DC-Wandler, sondern nur das Solarlademodul.

Danke für die Antwort!! Ich habe gerade einige MPPT-Module auf Basis des CN3163-Chips bestellt und werde sie, sobald sie eintreffen, auf die Probe stellen. Wie ich in den Spezifikationen gelesen habe, können sie mit Solarmodulen zwischen 4,4 und 6 V arbeiten, was meinen Anforderungen entspricht. siehe SD05CRMA
Viel Glück. Vergessen Sie nicht, die Antwort zu akzeptieren (wenn Sie die Antwort akzeptieren).

Der einfache Weg, Ihren Lipo aufzuladen, besteht darin, das richtige PV-Panel für Ihre Batterie zu finden und es dann wie gezeigt über Diode und BMS aufzuladen. Die Diode verhindert einen Rückstrom, der das Solarmodul zerstören kann, und das BMS unterbricht den Ladevorgang, wenn die Batterie vollständig aufgeladen ist. Sie müssen ein Solarpanel finden, dessen maximale Spannung um 4,4 bis 5,0 V (3,7 bis 4,2 Volt plus Diodendurchlassspannung) und der maximale Strom die Laderate Ihrer Batterie nicht überschreiten.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich habe die PV-Module bereits bestellt und meine Frage war, wie ich aus meiner bereits gebauten Anlage den nötigen Strom zum Laden der Batterie bekomme
Ist Ihnen aufgefallen, dass die Schaltung von OP bereits alle von Ihnen angegebenen Punkte abdeckt? PV max beträgt 5 V und 45 mA, was sicherlich beide unter den Batteriegrenzen liegt. Die Schaltung des OP enthält eine Schutzdiode und den Aufwärtswandler, der als superdummes "BMS" fungiert. Wenn die Ausgangsspannung etwas unter uhmm liegt ... ich denke, 4,2 V ist maxV für 100% geladenen LiPO ... dann ist die Batterie sicher, auch wenn der Aufwärtswandler nie aufhört ... heh, noch besser, OPs verwenden " ein TP4056 LiPo-Akkulademodul", das so ziemlich alles für ein BMS erledigt dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Prototyping/TP4056.pdf
Meine Antwort lautet also, dass Sie beim ersten Schritt einen Fehler machen. Wenn Sie diese Faktoren vor der Bestellung einer Komponente nicht berücksichtigen, werden Sie mit einem Problem konfrontiert, das niemals endet.
Ich arbeite derzeit mit Solarpanel und OPs Schaltung ist ... Ich kann nicht sagen, was mit dem Solarpanel passieren wird, wenn Sie zu viel Strom ablassen, die Leistung ist geringer. Meiner Meinung nach ist diese Schaltung falsch. Wenn der Aufwärtswandler die Spannung drücken muss, entzieht er mehr Strom als die Leistung von PV, die abnimmt, und es wird überhaupt keine Leistung erzeugt.
Auch die maximale Leistungsspannung ist keine Leerlaufspannung oder maximale Spannung. Maximale Leistungsspannung Ich meine die Spannung, bei der PV maximale Leistung liefert. Siehe PV-Spannungs-Strom-Kennlinie.
Ich denke, ich habe meinen Standpunkt klar gemacht. Meine Antwort ist eine wissenschaftliche Tatsache, auch wenn Sie sie nicht verstehen, aber sie verdient keine Ablehnung.
Solarmodul lädt Li-Po-Akkus nicht auf
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