Verschiedene Möglichkeiten der Stromversorgung für Bee Observer

Der FiPy auf dem BOB-HAT-Vx kann im Gegensatz zu einem “normalen” Arduino-Board mit unterschiedlichen Standards funken: WLAN, Bluetooth, LoRa, Sigfox und LTE. Deshalb ist sein Stromverbrauch deutlich größer, auch wenn man versucht, gerade nicht benötigte Dinge abzuschalten.

Verbrauch

Im normalen Betrieb mit einer Messung in 10 Sekunden und Versenden der Daten per WLAN benötigt er ca. 1 Watt (W). Das erscheint zunächst nicht viel, aber der Verbrauch summiert sich am Tag auf 1 W x 24 Stunden = 24 Wh.

Ein LiPo-Akku mit der Kapazität 2000 mAh kann 2 Stunden mit 1 A (2 h mal 1000 mA = 2000 mAh) entladen werden. Die Energie beim Entladen hängt nicht linear von der Spannung ab (ca. 4,2 V voll und 3,0 V leer). Gemessen habe ich bis zu 8 Wh (2 Ah mal 4 V = 8 Vah = 8 Wh).

Das reicht bei Dauerbetrieb nur für 8 Stunden. Um den FiPy an einem 2000 mAh LiPo-Akku zu betreiben, müsste der Stromverbrauch drastisch gesenkt werden, z.B. in dem die Messhäufigkeit gesenkt wird von 10 Sekunden auf z.B. 1 Minute oder 5 Minuten.

Netz-Betrieb

Am einfachsten ist der Betrieb mit einem USB-Netzteil. Schon die einfachsten liefern 5 V / 1 A = 5 W. Angeschlossen werden kann das USB-Kabel an die MicroUSB-Buchse vom Expansion-Board.

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Der MicroUSB-Stecker passt aber schlecht durch die Kabeldurchführungen des Gehäuses, so daß es einfacher ist, den Stecker abzuschneiden und einen 2poligen Stecker zu benutzen, der in die Buchse mit der Beschriftung Spannung passt. Den schwarzen Draht an GND und den roten Draht an +5V anklemmen.

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Betrieb mit einem LiPo oder PowerBank

Wenn man den 2000 mAh-LiPo-Akku an die zugehörige Buchse des Expansion-Board anschliesst, hat man eine Gangreserve von ca. 8 Stunden. Die Ladeelektronik auf dem Board sorgt für das Laden des Akkus.

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Eine noch größere Gangreserve erhält man mit einer Powerbank. Dazu steckt man das Kabel vom Netzteil in die Ladebuchse der Powerbank. Der FiPy wird an den Ausgang angeschlossen. Eine 10000 mAh Powerbank sollte mindestens einen Tag reichen.

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Betrieb mit einer Auto-Batterie

Da der BeeObserver mit einer USB-Spannung von 5V betrieben werden kann, bieten sich für die Stromversorgung Komponenten aus dem Autozubehör an.

Als Akku kann man einen billigen (gebrauchten) Autoakku mit 12 V / 36 Ah (oder mehr Ah) …

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… oder einen kleineren Motorrad-Akku mit 12 V / 7 Ah benutzen.

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Dazu gibt es Zigarettenanzünder-Buchsen mit Klemmen (z.B. KFZ-Zigarettenanzünder Adapter Verlängerungskabel 12V Steckdose mit Akku Klemmen Krokodil Clips Ladegerät Adapter: Amazon.de: Auto), in die man ein USB-Kfz-Handylader (z.B. KTX7® USB KFZ Autoladegerät X.1: Amazon.de: Elektronik) steckt.

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Der Akku kann mit einem einfachen Akkuladegerät nachgeladen werden.

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Hat man in der Nähe des Bienenstocks keine Steckdose, kann man 2 Akkus benutzen: der eine betreibt das BOB-Sensorkit, der andere wird geladen.

Solar-Betrieb

Man kann den LiPo- bzw. den Blei-Akku auch mit Hilfe eines Solarmoduls nachladen. Dafür ist auf dem BOB-HAT-V5 ein kleines Lademodul (rote Platine mit CN3065) vorgesehen. Die Anschlüsse für ein kleines 6 V / 5 W Solar-Modul sind auch vorhanden. Das mag im Hochsommer vielleicht ausreichen, aber der Ertrag ist ab Herbst nicht ausreichend. Ich habe im Oktober an einem normalen Herbsttag 1 Wh Ertrag gemessen, während der FiPy bis zu 24 Wh pro Tag verbraucht.

Mehr Hoffnung habe ich auf ein 12 V / 20 W Solarmodul (etwa enjoysolar® Poly 20W Solarmodul Solarpanel Polykristallin 20Watt 12V ideal für Garten Wohnmobil Caravan: Amazon.de: Baumarkt),

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das über diesen Solarregler (Sunix 10A 12V / 24V Solarladeregler, intelligenter Solarladeregler, USB-Anschlussanzeige, Überlastungsschutz Temperaturkompensation: Amazon.de: Baumarkt
) den 12 V Akku auflädt.

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Zur Zeit laufen meine Ertrags-Messungen noch. An sonnigen Tagen gibt es kein Problem, aber wie lange der Akku an trüben Novembertagen hält, bleibt abzuwarten.

Erste Erkenntnisse: Leider reicht ein 20 Wp – Solarmodul im November nicht aus, den 12 V / 36 Ah Akku geladen zu halten. Die Selbstentladung des Akkus ist größer als die Ladeleistung des Moduls.

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