Solarbox PowerBank: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 5. März 2015, 19:09 Uhr

Powerbank Hardware

Diese Seite beschreibt ein Teilprojekt der SolarBox

Das ist eine einfache Grundschaltung für einen LiFePo4-Laderegler.

Prototyp V0.2

PCB-Layout auf Lochrasterplatine (mit Fritzing erstellt)

Der aktuelle Prototyp V.02 ist hier dokumentiert http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/

Dabei werden auch die Grundlagen und Rahmenbedingungen ausführlich erklärt.

Schema

Prototyp V.01

Achtung: Dieser Prototyp ist nicht mehr aktuell!

Schaltungsaufbau Powerbank V.01

Powerbank Software

Firmware

Die aktuelle Firmware Version kann betrachtet werden unter Solarbox Powerbank Firmware V0.24 . Es handelt sich dabei um eine frühe Preview-Version, da die Entwicklung derzeit noch andauert.

Die Firmware kann von einem Arduino-IDE aus auf einen Arduino transferiert werden.

Visualization

Dies ist eine Host-Software die vom Arduino Sampling-Daten über die serielle Schnittstelle empfängt und als Messkurve graphisch sichtbar macht.

Sie ist in Processing programmiert , welches wiederum in jeder regulären Java-Umgebung laufen kann und ist zu finden unter Solarbox Liquid V.006 Das Programm ist still under development.

Powerbank Solarpanel

Wie man sich schnell und auf einfache Weise ein kleines Solarpanel für den Inddor-Gebrauch selbst herstellen kann, wird unter "Solarbox MiniLight" gezeigt. Anstatt LiFePo4 kommen hier noch NiMh-Akkus zum Einsatz und die simple Ladeschaltung ist ohne uC-controller, aber das Solarpanel kann natürlich universell verwendet werden. Für die Powerbank würde man allerdings 4 solcher Minipanels benötigen und käme damit auf 18V real bzw. 12 V nominell.

Literatur und Links

Referenz	Beschreibung
OSEG-Forum	Diskussionsbeiträge dazu
instructables.com	Ein Instructable auf ein ähnliches Projekt, bei dem alles in ein Panel integriert wird
instructables.com	Ein Instructable von deba168 (Debasish Dutta) , welches als Grundlage und Ausgangspunkt für diese Schaltung diente. Sehr empfehlenswert, da viele Zusammenhänge gut verständlich erklärt werden.

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+== Powerbank Hardware ==
+<!-- [[File:Solarbox_logo3.png]] -->
 Diese Seite beschreibt ein Teilprojekt der [[SolarBox]]
+Das ist eine einfache Grundschaltung für einen LiFePo4-Laderegler.
-== SolarBox Powerbank ==
-=== Prototyp V0.1 ===
-Dies ist eine einfache Grundschaltung für einen LiFePo4-Laderegler.
+===[http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/ Prototyp V0.2] ===
+PCB-Layout auf Lochrasterplatine  (mit Fritzing erstellt)
+[[File:powerbankv2_pcb_layout.png]]
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+<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
+File:sb_pbv01_3.jpg|Laderegler für Powerbank
+</gallery>
+-->
+Der aktuelle Prototyp V.02 ist hier dokumentiert
+[http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/ http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/]
+Dabei werden auch die Grundlagen und Rahmenbedingungen ausführlich erklärt.
 ==== Schema ====
-[[File:Mycharger1l schema.png]]
+[[File:powerbank_v02_schema.png]]
+=== [http://wiki.opensourceecology.de/Solarbox_Powerbank_V.01 Prototyp V.01] ===
+Achtung: Dieser Prototyp ist nicht mehr aktuell!
+<gallery widths="400" heights="300" perrow="2>
+File:sb_pbv01_2.jpg| Schaltungsaufbau Powerbank V.01
+</gallery>
+== Powerbank Software ==
+=== Firmware ===
+Die aktuelle Firmware Version kann betrachtet werden unter [[Solarbox Powerbank Firmware V0.24]] .  Es handelt sich dabei um eine frühe Preview-Version, da die Entwicklung derzeit noch andauert.
+Die Firmware kann von einem Arduino-IDE aus auf einen Arduino transferiert werden.
+=== Visualization ===
+Dies ist eine Host-Software die vom Arduino Sampling-Daten über die serielle Schnittstelle empfängt und als Messkurve graphisch sichtbar macht.
-Links oben ist der externe Input, das kann ein 9 bis 12V Netzteil sein, oder auch ein Solarpanel. Gleich am Eingang befindet sich eine 10A-Sicherung, selbiges nochmal rechts unten am Ausgang. Durch erstere wird die Schaltung vor Überstrom aus dem Solarpanel geschützt und durch letztere der Verbraucher vor Überstrom aus dem LiFePO4-Akku. D4 ist eine Z-Diode als Überspannungsschutz. R2 und R4 bilden den ersten Spannungsteiler mit dem die eingehende Spannung gemessen wird und sind mit einem Analogeingang vom Arduino verbunden.  Als nächstes folgt Transistor Q1 welcher einen MOSFET Q2 treibt und sein Signal aus einem PWM-fähigen Digitalausgang (D6) des Arduino erhält.
+Sie ist in Processing programmiert , welches wiederum in jeder regulären Java-Umgebung laufen kann und ist zu finden unter [[Solarbox Liquid V.006]]
+Das Programm ist still under development.
-Bis hierhin geht der Eingangsbereich in welchem die Spannung durch die Eingangsspannung Vin (bzw. Vsolar) vorgegeben wird.  Diese Spannungkann nun durch den Mosfet mittels PWM  "gechoppt" werden und erhält eine einstellbare und steuerbare Spannung, mit der man z.B. den Verlauf einer bestimmten Ladekurve vorgeben kann, d.h., ab hier folgt nun ein Bereich, in welchem die Spannung diejenige ist, die an der Batterie anliegt (Vbat).  Doch zunächst wird noch durch Diode D3 verhindert, das es z.B. bei fehlender Sonneneinstrahlung oder nachts zu einem Rüpckstrom aus den Batterien kommt, der diese leersaugen würde.
+[[File:Liquid 006 screenshot.png]]
-Als nächstes folgt ein ACS714 Hall Sensor, mit welchem die eingehende Stromstärke gemessen wird und der demzufolge auch mit einem Analogeingang vom Arduino verbunden ist.  Der hier gemessene Strom ist eine Summe aus dem Ladestrom der in die Batterie geht, plus dem Strom der an einen etwaigen Verbraucher geht; abgesehen von einem weiteren externen Verbraucher muss damit zumindest der Arduino versorgt werden (weclher ja über den Mosfet den Strom überhaupt erst hereinbringt).  Kurz nach dem ACS714 folgt ein Jumper, der gebrückt ist. Man kann dort ein Multimeter ranhängen und die gemessenen Werte mit denen vom ACS714 abgleichen.
+== Powerbank Solarpanel ==
-Nun folgt der Batterieeingang, an welchem sich zwei LiFePo4-Akkus mit zusammen 6.4V Nennleistung und z.B. 10Ah Kapazität befinden.  Gleich dahinter wird aus R3 und R5 der zweite Spanmnungsteiler gebildet, mit welchem die Spannung im Batteriekreis vom Ardino gemessen wird.
+Wie man sich schnell und auf einfache Weise ein kleines Solarpanel für den Inddor-Gebrauch selbst herstellen kann, wird unter "[[Solarbox MiniLight]]" gezeigt. Anstatt LiFePo4 kommen hier noch NiMh-Akkus zum Einsatz und die simple Ladeschaltung ist ohne uC-controller, aber das Solarpanel kann natürlich universell verwendet werden.  Für die Powerbank würde man allerdings 4 solcher Minipanels benötigen und käme damit auf 18V real bzw. 12 V nominell.
-Danach folgt ein einstellbarer S18V20ALV  Buck/Boost/Stepup/Stepdown-Konverter, welcher die jeweils anliegende Spannung runtertransformiert auf exakt 5V.  Damit ist es egal ob der Arduino gerade einen Ladealggorthmus im batteriekreis ablaufen lässt oder wie stark die Sonneneinstrahlung ist - der Arduino und auch ein etwaiger Verbraucher kriegen immer genau die 5V.
-Darum folgt als nächstes eine Abzweigung zum 5V-Spannungskreis des Arduino.  Dieser hat zwei mögliche Eingänge, einmal 5V, welcvher eine geregelte 5V-Spannung erwartet und in diesem Fall auch bekommt.   Man könnte aber auch über den Arduino-"Haupteingang" einspeisen, der mit Spannungen bis zu 20V noch klarkommt, weil ein 7805-Spannungsregeler gleich dahinhergeschaltet ist, aber das würde letztlich eine Verschwendung von Energie bedeuten, da der Spannungsüberschuss am 7805 einfach sinnlos verheizt würde.
+== Literatur und Links ==
-Anschliessend folgt noch die zweite 10A-Sicherung und der Anschluss für den externen Verbraucher, z.B. ein Laptop oder ein Mobile-Device.  D.h., dieser Ausgang sollte ausser einer Anreihklemme auch noch als USB-Buchse ausgeführt sein.
+{| class="wikitable"
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+! Referenz !! Beschreibung
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+|[https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=45&t=677&p=3441#p3441 OSEG-Forum] || Diskussionsbeiträge dazu
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+|[http://www.instructables.com/id/SlimPanel/ instructables.com] || Ein Instructable auf ein ähnliches Projekt, bei dem alles in ein Panel integriert wird
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+|[http://www.instructables.com/id/ARDUINO-SOLAR-CHARGE-CONTROLLER-PWM/ instructables.com] || Ein Instructable von deba168 (Debasish Dutta) , welches als Grundlage und Ausgangspunkt für diese Schaltung diente. Sehr empfehlenswert, da viele Zusammenhänge gut verständlich erklärt werden.
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