Es geht um folgenden Aufbau: Der FireBeetle 2 ist über Vin an einem LiPo angeschlossen, paralle zum FireBeetle versorgt der Lipo auch ein SIM800-Modul direkt (das muss so, sonst gibt es diese Probleme), der LiPo hängt weiter an einem CN3065 solar charger an dem wiederum eine Solarzelle angeschlossen ist. Der Solar-Teil ist hier aber nicht so wichtig.
Im Normalbetrieb ist alle fein, die Solarzelle lädt den LiPo, der versorgt SIM800 und das FireBeetle 2-Board.
Nun hat der Vcc / Vin vom FireBeetle 2 allerdings eine kleine Besonderheit:
VCC: positive voltage of USB/li-ion battery input(5V-output USB voltage when powered by USB; 3.7V-Output battery voltage when powered by Li-ion battery)
Wenn der FireBeetle 2 also per USB angeschlossen ist – was zum Programmieren praktisch sein könnte :-) – liegen da also 5 V an, nicht so gut wenn wir danach den LiPo und das SIM800 dranhängen haben. Man müsste also den LiPo und das SIM800-Modul vor den 5 V “schützen”, da sie die 5 V nicht vertragen und der LiPo auch nicht damit unkontrolliert geladen werden darf.
Meine Idee wäre einfach eine Diode dazwischen zu schalten, wie oben im Bild. Was nehme ich dafür? Geht für so was eine 1N4001 oder nimmt man da etwas anderes?
[edit] Vermutlich ist die 1N4001 mit einem voltage drop von V(F) 1,1 V (andere berichten im Netz von 0,7 V) eine schlechte Idee.
Über die Diode soll die komplette Versorgungsspannung für den FireBeetle 2 fließen, inklusive Sensoren (HX711, DS18B20, I2C BME o.ä, I2S-Mic) und ggf. auch ein LoRa-Funkmodul z.B. RFM95 (über die 3,3 V-Schiene des FireBeetles angeschlossen). In Sperr-Richtung soll die USB-Spannung nicht zu LiPo / SIM800 kommen.
Der Spannungsabfall an einer 1N4001 in Flussrichtung ist normalerweise ca. 0,7 Volt. Wenn Du 2 in Reihe schaltest, fallen 1,4 Volt ab. Dann bleiben am FireBeetle 5 V - 1,4 V = 3,6 V. Das sollte funktionieren.
Die Vorwärtsspannung VF von Dioden hängt neben der Dioden-Technologie mit dem fließenden Strom zusammen (und auch noch der Temperatur, aber hier egal (wärmer = kleinere VF bei gleichem Strom)), glücklichweise muß da nicht das SIM800 drüber versorgt werden, also auch erstmal kein Problem.
Im Diagram links eine 1N4001, rechts eine B220AQ (Schottky). Angenommen, da müssen 100 mA (bei 25°C) durch, dann gehen in der 1N4001 75 mW in Wärme verloren, bei der Schottky-Diode daneben nur 25 mW. Also ist klar, daß es eine Schottky-Diode sein sollte. Bei Dir ist eher der absolute Spannungsabfall der Diode das Problem, das die nutzbare Akkuleistung begrenzt.
Bei der Typenauswahl ist Optimierungskriterium Nr.1 zwar “kleine VF”, aber das wird z.Z. gerade schwerer zu beschaffen. Aber viel wichtiger: achte als nächstes Kriterium auf den “reverse current” oder “leakage current”: während normale pn-Dioden (wie auch 1N4001) bei Zimmertemperatur einen reverse curent von z.B. nur 5µA aufweisen, haben Schottky-Dioden mal eben 500 µA (und bei 100°C bereits 20 mA). Das könnte ja egal sein, wenn man nicht aus diesem Strom bereits fast die ganze Schaltung betreiben könnte oder dieser Strom in ‘falscher’ Richtung nicht bereits schädlich sein kann. Deshalb ist es wichtig, daß die Diode dann, wenn sie auch wirklich sperren soll, möglichst wenig durchläßt.
Bei der Typauswahl also auf
auf kleinste Vorwärtsspannung achten
auf kleinsten Rückwärtsstrom achten
Deine Bastelkiste sollte z.B. eine BAT42 vorrätig haben, mit der kannste ja mal anfangen. Als nächste Verbesserung könnte man z.B. eine SB103SD103 (böser typo) nehmen.
Didi / @didilamken die Diode soll die Spannung in Flussrichtung möglichst nicht reduzieren, ich möchte sie nicht verwenden um auf ein anderes Spannungsniveau zu kommen, sondern sie soll möglichst “nur” in Sperrichtung arbeiten. Mit einem voltage drop von 0,7 V würde von einem vollen LiPo mit 4,2 V nur 3,5 V beim Board ankommen und man konnte ihn nur bis 4,0 V entladen da würde er den FireBeetle noch mit 3,3 V versorgen. Mit 3,7 V kämen aber nur 3 V an.
