Laden von LiPo Akkus über Solarzellen

@Stefan:

Fällt mir dabei gerade auf:

  • in nur zwei Tagen hat Deine Installation den Akku leergesogen - was ist das für eine Chemie, welche Kapazität hast dieser und wie sieht der Strombedarf Deiner Schaltung aus?

  • endgültig alle (laut Graph) ist der Akku vor etwa einer Stunde (12.6., ca 21 Uhr) geworden, mit 2,34V - sollte das ein 1s-LiPolymer-System sein, ist das als Entladeschlußspannung deutlich zu gering

Hallo weef,

das sind meine ersten Gehversuche einen LiPo mittels Solarpanel und TP-4056 Laderegler zu versorgen und damit einen ESP8266-12E DEV zu versorgen.

Inzwischen habe ich schon zumindest einen Designfehler entdeckt, es fehlt eine Diode zw. Solarpanel und Laderegler.

Für weitere Hinweise bin ich dankbar.

Viele Grüße
Stefan

TP4056 Laderegler

Ah, ok - also 1s LiPo. Aber besser nicht mit einem TP4056 und Kollegen, deren state machine (Ablaufsteuerung - bzw. deren analoge Entsprechung: viele Komparatoren) brauchen die stabilen 5V eines z.B. USB-Anschlusses, und das mit einen verläßlichen Strom - und nicht mit wechselhaften Verhältnissen wie an einem Solarpanel. Dieser Typ wird Dich an einer Solarzelle enttäuschen.

CN3065 Laderegler

[…] besser einen dedizierten LiPo-Solarlader nehmen, wie z.B. CN3065 (Herstellerseite , Datenblatt ).

@clemens und ich verwenden ihn in Form dieser Platine , er wird auch auf dem Seeed Stalker verbaut. Die doppel-LED kann man nach Testen weglassen und mit Portpins verbinden (mit pull-up), dann kann man ‘charging’ und ‘full’ vom node aus detektieren.

Du mußt lediglich einen Widerstand auf einen dem System angepaßten Ladestrom einstellen, hier der Versuchung widerstehen, 1A einzustellen, sondern lieber weniger, also z.B. 100mA, damit es nicht nur im Sommer, sondern auch bei geringer Beleuchtung noch klappt - denn der CN3065 ist kein MPPT-Regler.

Schottky Diode

Ja, die ist unerläßlich. Dafür aber bitte eine Schottky-Diode nehmen und nicht nur einen ‘normalen’ Silizium-Typ. Grund für Schottky ist die gegenüber Si etwa halbierte Vorwärtsspannung (Vf), typen- und stromabhängig ca. 350 mV gegenüber 600-700 mV bei Si. Wenn Du mit z.B. 100mA lädst, ‘verheizt’ Du bei Schottky etwa 35 mW, bei normalen Si-Dioden 70 mW. Hört sich jetzt nicht viel an, aber bei 1A Ladestrom sieht das mit 350 mW vs. 700 mW schon anders aus.

Bastelkisten-Typen wie BAT42, BAT85 wären allerdings etwas klein, diese Diode sollte überdimensioniert werden, damit nur ein Teil ihres Maximalstroms genutzt wird (dann ist Vf am kleinsten). 1N5819, 1N5822, SB140, SB360, SR104… wären in der Leistungsklasse die Wahl; es gehen aber auch viele andere Typen, Auswahlkriterium: kleinste Vf beim gewünschten Ladestrom. - Die genannten Typen sind THT, SMD von sowas ist auch erhältlich (SS13, SS14, SS34…).

–ganz schön OT wieder für diesen thread-- (moved from other thread) dennoch wichtig, ;)
Gruß, Martin


edit:

Die von @clemens erwähnten Dioden im Seeed Stalker (hier: D1 und D2) schützen die Solarzelle vor einer etwaigen 5V vom USB, bilden also ein “power-OR”:

image

Wenn nur eine einzige Spannungsquelle vorhanden ist (also im Normalfall die Solarzelle, und kein USB-Ladeanschluß, dann darf diese Diode Diode entfallen, da der CN3065 einen p-ch MOSFET intern hat, welcher Rückstrom bei dunkler Solarzelle auch ohne weitere Diode verhindert.

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Hallo Martin,

herzlichen Dank für die ausführliche Erläuterung und den Hinweis auf die Wahl der Diode.
Da habe ich dann gleich einen guten Ansatz zum weiterbauten - wobei mir jetzt schon vor dem Austausch des SMD Widerstandes graut.

Viele Grüße
Stefan

@weef Braucht man die Diode für das o.g. Platinchen mit dem CN3065 auch? Auf dem breakout sind nur Rs und Cs. Habe direkt daran Solarzelle und LiPo angeschlossen.

Das Stalker-Board (siehe Schaltplan, PDF) hat tatsächlich auch eine Diode zwischen Solarzelle und Vin des CN3065, als Bezeichnung der Diode wird MBR0520LT1 angegeben. An Vin hängt aber auch USB 5V dran, was ich nicht habe und somit macht da die Diode mehr Sinn als bei mir, oder?

Habe nun dazu im verlinkten Datenblatt von @weef etwas gefunden

The device contains an on-chip power MOSFET and eliminates the need for the external
sense resistor and blocking diode.

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…stimmt für den CN3065, und tatsächlich verwendet -wenigstens laut Datenblatt- der TP4056 einen eingebauten P-MOS dafür. Ich sage das explizit, weil unter diesem Namen eine Menge verschiedener IC unterwegs sein dürften… - also nicht darauf verlassen, mindestens einen mehr bestellen und selber messen, wenn wichtig.

zu MOSFETs als Verpol-/Rückstromschutzdiode:
Wenn man es richtig macht, ist die Vf nur 100mV und damit auch der Schottky vorzuziehen. Warum das überhaupt funktioniert, aber nicht unter allen Umständen, ist hier gut beschrieben:

http://rs20.mine.nu/w/2013/02/using-mosfets-as-blocking-diodes-reverse-polarity-protection/

Ein vorbildliches Design für drei Bestückungsmöglichkeiten (kein Schutz, Diode, FET) und super Bestückungsdruck ist hier zu sehen:

(von Robot Room - Roundabout PCBs Assembly Tips)

Wie das professionell tatsächlich verwendet wird, kann man sich hier ansehen (Beispiel: P-Kanal-MOSFET; geht hier nur um Q1):

(von MOSFET Driver Is Reverse-Battery Protected - Application Note - Maxim)

… könnte sich damit erklären, daß auf Deinem TC4056-Modul ein DW01A LiPo-Schutz (Datenblatt) verbaut ist, der hätte diese Abschaltgrenze (nominelle 2,4V).

zumindest stand etwas von Schutz gegen Tiefenentladung in der eBay Angebotsbeschreibung - würde also insofern passen.

Habe jetzt noch mit dem CN3065 angefangen zu experimentieren.

Hello,

David Heaf and me are trying this Arduino like board with mppt LiPo charging:

http://www.dheaf.plus.com/monitor/monitor_v2.htm

this first version was an Arduino pro:
http://www.dheaf.plus.com/monitor/

I think the RFM emit and the write to a sdCard have similar needs of power.

For now the sdcard is directly feed by the LiPo battery, unless it can sometime not initialize the card.

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