DIY MPPT, FOSS und OSHW Solar-Bleiakku-Lader

Elektra Wagenrad hat jüngst für den Freifunk-Mast ein modernes Bleiakku-Ladegerät entworfen und erfolgreich gebaut, das mit ATMega8 und MC33063 einen kompletten MPPT-Regler für bis (z.Z.) 50W-Solarmodule realisiert. Diese Wirkungsgradverbesserung ist nicht nur für Freifunk interessant, sondern auch andere off grid -Elektronik und -Elektrik, die mit 12V-Bleiakku betreibbar ist:

Technische Daten und Funktionen

  • Elektronisches Maximum-Power-Point-Tracking mit Dreipunktalgorithmus zur Ermittlung der maximalen Leistungsspunktspannung (wird im nächsten Abschnitt erklärt)
  • Für Solarmodule bis 50 Watt ausgelegt
  • Für Blei-Gel oder Blei-AGM-Akkus mit 12 Volt
  • 12 Volt Ausgangsspannung mit Laststrom bis 5 Ampere
  • Überladeschutz, Tiefentladeschutz (konfigurierbar über die serielle Schnittstelle, z.B. vom angeschlossenen Router aus)
  • Messung von Akkuspannung, Panelspannung, Ladestrom, Akkutemperatur. Messdaten werden über eine serielle Schnittstelle mit 3,3 Volt-Pegel an den Router übertragen.
  • Hardware-Watchdog-Funktion
  • Abgestufte Stromsparmechanismen (durch bidirektionale Kommunikation mit dem Router)
  • Open-Hardware / Open-Software-Design

Resources

Homepage

https://wiki.freifunk.net/Freifunk-MPP-Tracker

Repository

Presentation

Elektra introduces the MPPT charger at the BattleMesh v10 event.

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Saustark! @Basti und @tonke, das ist doch bestimmt auch was für Euch!

Könntest Du Elektra bitten, Dir einen typischen Auszug eines Reports zukommen zu lassen, der über die UART Schnittstelle rauskommt? Also den Output, der im Steuerprogramm (main.c) über die uart_puts(...) Routine abgesetzt wird.

Mich würde es jucken, dafür einen Umsetzer zu basteln, der die Werte/Ereignisse des Ladereglers gegen MQTT konvergieren lässt, um sie via Kotori zu erfassen, in der InfluxDB Datenbank zu archivieren und im Grafana darzustellen, genau wie wir es mit den Telemetriedaten aus den Bienenstöcken machen.

Vielleicht passt das ja auch gut für den Betrieb von Freifunk Masten? Ihr wisst ja mittlerweile, wie viel Spaß es macht, den Dingen von Ferne beim Arbeiten zuzusehen… :-)

Sau geil, merci!

Ja - Kontakt ist auch hergestelllt und @elektra ist an Bord.

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teilbestücktes PCBA aus @elektra 's Bausatz:

ff-mppt

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@elektra hat dazu eine neue Seite gemacht:

https://www.isems.de
https://www.isems.de/documentation/ (unten leider zu versteckt)

Sie hat gleich auch noch ein LuCI-Modul geschrieben (die Serielle des MPPT-ATMega8 hängt nun am Router):

Ein Mitstreiter des Projekts hat eine Visualisierung dafür gemacht (elektra selbst hingegen war rrdtools ausreichend! ;)

https://app.isems.de

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@elektra hat eine neue Version ihres MPPT-Bleiakku-Lader (diesmal nicht AVR, sondern ESP32) als ersten working prototype am Start!

(Rest folgt, kommt auf öffentlichem git)

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nächste Iteration im Gehäuse sowie (hier nicht sichtbarer) lua-shell:

Von @elektra geplant vor einer größeren Auflage ist ein sinnvoller expansion header (geplant ist UEXT) sowie ein header für einen 32kHz-Uhrenquarz.

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