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CC1337(R)

E-Mail

07.05.2011,
14:43
 

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert (Elektronik)

Hi,

ich habe hier ein "Pilotprojekt" mit eine LED Terrassenbeleuchtung, die über eine 60Ah Batterie versorgt wird. Diese wiederrum wird über ein 50W Solarmodul geladen.

Da ich noch genügend Kapazitäten habe, würdde ich gern noch einen Springbrunnen betreiben. Statt Dämmerungsschalter wie bei den LEDs soll der aber genau dann laufen, wenn die Sonne scheindt :)
Bzw. wenn die Solarzelle eben grad Strom produziert, so dass es nicht so auf den Akku geht. Die Pumpe zieht laut Aufschrift 20W bei 230V. Erstmal werde ich nen Converter 12 -> 230V benutzen, wenn alles klappt ggf. auf eine 12V Pumpe umsteigen.

Ich habe jetzt verschiedene Lösungen überlegt und gegoogelt, aber mir fehlt noch der entscheidende Tipp in welche Richtung ich gehen muss...

1. Spannung messen, ab Grenzwert schalten: Blöd, da die Spannung ja sinkt wenn die Pumpe dann läuft -> an, aus, an, aus...

2. Relais direkt an die Solarzelle: Die liefert glaub ich schon 20V wenn die sonne ganz schwach durch Wolken scheint, aber eben noch keine 20W weil der Strom dazu fehlt.

3. Relais an, wenn Solarzelle z.B. >1.5A Ladestrom liefert
(Max. ist 3A, was sie über die Mittagsstunden auch leistet)

Lösung 3 wäre wohl die Sicherste, oder? Bei den anderen könnte ich mir vorstellen, dass es immer an- und ausschaltet.

Ich habe nun versucht herauszufinden, wie man ein Relais ab einem gewissen Strom schalten kann, war aber leider erfolglos.

Oder ist dieser Ansatz "Schwachsinn"? :)

Danke schonmal im Voraus

Tibor

x y

07.05.2011,
15:25

@ CC1337

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» Oder ist dieser Ansatz "Schwachsinn"? :)

Sehe ich so.

Nimm einfach einen inversen Dämmerungsschalter, und den Lichtsensor häng zum Solarpaneel.

CC1337(R)

E-Mail

07.05.2011,
15:41

@ x y

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» » Oder ist dieser Ansatz "Schwachsinn"? :)
»
» Sehe ich so.
»
» Nimm einfach einen inversen Dämmerungsschalter, und den Lichtsensor häng
» zum Solarpaneel.

Okay ^^

Stimmt, du hast Recht :)

Hab sogar noch ein paar LDR's da. Mal messen, was die so zwischen Sonne und Schatten machen.

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
07.05.2011,
19:35

@ CC1337

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» ich habe hier ein "Pilotprojekt" mit eine LED Terrassenbeleuchtung, die
» über eine 60Ah Batterie versorgt wird.

Ist der Akku halbwegs voll und bringen die Solarzellen noch Energie -> Springbrunnen ein.

Ist es dunkel -> bringen die Solarzellen nix mehr -> Springbrunnen aus.

Ist Akkuspannung zu niedrig (weil Akku leer) -> Springbrunnen aus.

So etwa?

hws

CC1337(R)

E-Mail

07.05.2011,
19:45

@ hws

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» » ich habe hier ein "Pilotprojekt" mit eine LED Terrassenbeleuchtung, die
» » über eine 60Ah Batterie versorgt wird.
»
» Ist der Akku halbwegs voll und bringen die Solarzellen noch Energie ->
» Springbrunnen ein.
»
» Ist es dunkel -> bringen die Solarzellen nix mehr -> Springbrunnen aus.
»
» Ist Akkuspannung zu niedrig (weil Akku leer) -> Springbrunnen aus.
»
» So etwa?
»
» hws

Prinzipiell so, genau.

Ich denke, um einen Dämmerungsschalter komme ich dann kaum herum, und dann könnte man den ja gleich so wie x y schreibt "invers" bauen. Ich muss nur morgen mal in der Sonne die LDRs messen, ob da zwischen Schatten und SOnne so viel Unterschied ist, oder ob die hauptsächlich im dunkleren Bereich reagieren.

Auch für die Akkuspannung bräuchte ich ja in irgend einer Form eine Hysteres. Denn wenn z.B. Akku > 12.5V -> schalte an. In dem Moment sinkt die Akkuspannung ja aber etwas wegen dem Verbraucher -> schaltet gleich wieder aus. usw. So leben dann Relais und Pumpe vermutlich nicht lang :D

Tibor

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
07.05.2011,
19:50

@ CC1337

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» Ich denke, um einen Dämmerungsschalter komme ich dann kaum herum,

Die Solarzellen SIND dein Dämmerungsschalter. Bringen die keine Leistung / Spannung mehr, ist es zu dunkel. ;-)

hsws

CC1337(R)

E-Mail

09.05.2011,
22:29
(editiert von CC1337
am 09.05.2011 um 22:30)


@ hws

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» » Ich denke, um einen Dämmerungsschalter komme ich dann kaum herum,
»
» Die Solarzellen SIND dein Dämmerungsschalter. Bringen die keine Leistung /
» Spannung mehr, ist es zu dunkel. ;-)
»
» hsws

Ja, daher mein 1. Ansatz mit dem Ladestrom messen :)

Ich habe inzwischen folgenden Dämmerungsschalter gefunden:
http://www.elektronik-kurs.de/online/html/schaltungen_daemmerung.html

Eben fix zusammengelötet, ist ja top sogar mit dem Platinenlayout erklärt. Funktioniert für's Schalten bei "normaler" Dämmerung perfekt!

Aber: Ich brauch ja jetzt quasi grundsätzlich ein höheres Lichtniveau um zwischen Schatten / Sonne zu unterscheiden. Habe eben schon mit Widerstandsänderungen am Spannungsteiler R1-Poti-LDR rumprobiert, aber keinen richtigen Erfolg gehabt. In welche Richtung muss ich die Widerstände tendenziell verändern, kann man das so pauschal sagen? Hätte gedacht beim LDR noch bisschen was drauf, da er ja mit zunehmender Helligkeit niederohmiger wird.

Bin nämlich mit "stupidem" Probieren leider nicht weiter gekommen.

Bzgl. des LDR: Bei Sonne hat er 10Ohm, der Messwert im Schatten ist mir leider entfallen. War im kOhm-Bereich (2? oder 200?). Gerade ist es ja dunkel, da kann ich nicht nochmal messen :(

CC

edit: Achja, anstatt der LED+Vorwiderstand kann ich bestimmt direkt ein 12VRelais+Freilaufdiode dran hängen, oder? Der BC337 sollte das doch schaffen ?!

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
10.05.2011,
09:29
(editiert von hws
am 10.05.2011 um 09:52)


@ CC1337

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» Ja, daher mein 1. Ansatz mit dem Ladestrom messen :)

Wie sieht denn die Solarzellen-Ladeschaltung genau aus? oder ist es ein Fertigbaustein.

» Ich habe inzwischen folgenden Dämmerungsschalter gefunden:

Naja, wenn du meinst.

» Aber: Ich brauch ja jetzt quasi grundsätzlich ein höheres Lichtniveau um
» zwischen Schatten / Sonne zu unterscheiden.

Und drehen am Poti nützt nichts?
Im Sonnenlicht leicht mit der Hand abschatten und das Poti passend einstellen?

» Widerstandsänderungen am Spannungsteiler R1-Poti-LDR rumprobiert

Nee, nur am Poti drehen!

» Bzgl. des LDR: Bei Sonne hat er 10Ohm, der Messwert im Schatten ist mir
» leider entfallen. War im kOhm-Bereich (2? oder 200?).

Dann miss morgen nochmal nach, jetzt ist es sonnig.

» edit: Achja, anstatt der LED+Vorwiderstand kann ich bestimmt direkt ein
» 12VRelais+Freilaufdiode dran hängen, oder? Der BC337 sollte das doch
» schaffen ?!

Ja, aber eben die Freilaufdiode nicht wegassen.

Schaltung "Relais mit Ladestrom schalten" kommt gleich noch.

hws

Edit: hier die Prinzipschaltung, Relais muss für ~20V "passen". R1 = 0,7V/Imess. 0,47R bei 1,5A.


CC1337(R)

E-Mail

10.05.2011,
10:15

@ hws

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

Hi,

» Wie sieht denn die Solarzellen-Ladeschaltung genau aus? oder ist es ein
» Fertigbaustein.
Fertigbaustein, Lademodul für bis zu 10A mit Tiefentladeschutz für die Batterie.
Ich schließe daran an: Solarpanel, Verbraucher, Batterie

» Naja, wenn du meinst.
War meine erste Idee zum Rumprobieren :) Aber so ein Teil kann man ja imemr mal gebrauchen ;)

» Und drehen am Poti nützt nichts?
» Im Sonnenlicht leicht mit der Hand abschatten und das Poti passend
» einstellen?
Das geht prinzipiell schon, wenn ich das Poti so einstelle dass ich (war im Keller) mit der Taschenlampe direkt beleuchten muss, damit es angeht, geht es erst wieder aus wenn es relativ dunkel wird (Hand drüber)

D.h. die Hysterese ist wohl zu groß in dem Bereich, bzw. die Widerstandsänderung des LDR ja schwächer. zwischen dunkel <> dämmern liegen glaub ich wesentlich größer Unterschiede als zwischen hell <> sehr hell ...

»
» Edit: hier die Prinzipschaltung, Relais muss für ~20V "passen". R1 =
» 0,7V/Imess. 0,47R bei 1,5A.
»
»
»

Das sieht doch fast so aus, wie ich es mir theoretisch gedacht habe :)
Ich kann das DIng ja nach wie vor zwischen Solarpanel und Laderegler hängen, oder?
Bleibt nur die Frage: Was ist Q1? (Es ist ein Transistor, klar, aber einfach ein Standardtyp oder was Spezielles?)
Der Strom fließt nicht durch ihn durch, wegen dem parallel geschalteten Widerstand, oder? So dass 3A hier nichts zum Schmelzen bringen :)

Ich bin gerade auf den Weg in meine Studienunterkuft und am Donnerstag wieder an der "Lötstelle" :)

Ich danke dir soweit vielmals!

CC

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
10.05.2011,
10:52

@ CC1337

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» geht es erst wieder aus wenn es relativ dunkel wird (Hand drüber)

Dann brauchst du eine kleinere Hysterese. Kann man mit der vorhandenen Schaltung berechnen.
Ich hätte dan der Einfahcheit halber eine OP genommen.

» Bleibt nur die Frage: Was ist Q1?
Feld und Wiesen Transistor PNP-Typ

» Widerstand, oder? So dass 3A hier nichts zum Schmelzen bringen :)

Basisvorwiderstand nehmen.

Die Schaltung stammt eigentlich aus der Strombegrenzung eines Netzgerätes und dann fließt eben nicht mehr als die eingestellten 1,5A.

3A macht ca 1,4V. Minus 0,7V BE Spannung = 0,7V. Basicwiderstand so berechnen, dass bei 0,7V der maximale Basisstrom nicht überschritten wird.

Oder auch hier ein OP. Mit 20V vom Solarpanel sollte es da keine Speisespannungsprobleme geben.

hws

CC1337(R)

E-Mail

14.05.2011,
23:05

@ hws

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» » geht es erst wieder aus wenn es relativ dunkel wird (Hand drüber)
»
» Dann brauchst du eine kleinere Hysterese. Kann man mit der vorhandenen
» Schaltung berechnen.
» Ich hätte dan der Einfahcheit halber eine OP genommen.
»
» » Bleibt nur die Frage: Was ist Q1?
» Feld und Wiesen Transistor PNP-Typ
»
» » Widerstand, oder? So dass 3A hier nichts zum Schmelzen bringen :)
»
» Basisvorwiderstand nehmen.
»
» Die Schaltung stammt eigentlich aus der Strombegrenzung eines Netzgerätes
» und dann fließt eben nicht mehr als die eingestellten 1,5A.
»
» 3A macht ca 1,4V. Minus 0,7V BE Spannung = 0,7V. Basicwiderstand so
» berechnen, dass bei 0,7V der maximale Basisstrom nicht überschritten
» wird.
»
» Oder auch hier ein OP. Mit 20V vom Solarpanel sollte es da keine
» Speisespannungsprobleme geben.
»
» hws

Hi,

die Schaltung hatte ich gestern aufgebaut und heute wollte ich testen. Leider wurde daraus nichts, denn als ich heute den Ladenstrom gemessen habe (bei nun voller Batterie) musste ich fest stellen, dass logischerweiße so gut wie nichts fließt.

Daher kann man den wohl nicht als sicheren Indikator heran ziehen, denn die Batterie kann und wird gerade im Sommer bei viel Sonne auch öfter mal voll sein :)

Ich habe also weiter recherchiert, und wollte nun doch mal anhand der Spannung schalten. Einschalten bei z.B. 13V und abschalten bei 12,4 oder so (muss man dann experimenbtieren)

Dazu sollte ja ein Schmitt-Trigger geeigent sein, eigentlich ähnlich dem schon angesprochenen Dämmerungssensor, oder?
http://www.elektroniktutor.de/analog/schmitt.html

Wie ich die Widerstände dann dimensionieren muss, muss ich noch heraus finden. Nur eine Sache ist mir gerade unklar: Ich brauche ja eine konstante Betriebsspannung um den Unterschied zu "messen". Tut es da eine 12V Zener-Diode vor dem Versorgungsspannungseingang?, um die konstant zu halten?

Du hattest ja auch mal eine Schaltung mittel OP vorgeschalgen. Hattest du sowas im Sinn?
http://www.elektroniktutor.de/analog/kompar.html

Sieht natürlich wesentlich einfacher aus :)

Ich habe noch ein paar 555er da.
Außerdem im Bestand: UA741CN
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXyywtw.pdf

Letzterer sollte doch benutzbar sein, oder?

Viele Grüße,

Tibor

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
15.05.2011,
13:32

@ CC1337

Relais schalten, wenn Solarzelle bestimmten Strom liefert

» .. als ich heute den Ladenstrom gemessen
» habe (bei nun voller Batterie) musste ich fest stellen, dass
» logischerweiße so gut wie nichts fließt.

Ja, das Kriterium ist doch: geringer Ladestrom UND Leistung von den Solarzellen -> Pumpe ein.

Voller Ladestrom UND noch höhere Solarzellenleistung -> Pumpe ein.

mach mal eine logische Zusammenstellung.

» Ich habe also weiter recherchiert, und wollte nun doch mal anhand der
» Spannung schalten. Einschalten bei z.B. 13V und abschalten bei 12,4 oder
» so (muss man dann experimenbtieren)

Wenn du meinst.

» Wie ich die Widerstände dann dimensionieren muss, muss ich noch herausfinden.

Besser: berechnen.

» Nur eine Sache ist mir gerade unklar: Ich brauche ja eine konstante Betriebsspannung um den Unterschied zu "messen".

Betriebsspannung muss nicht unbedingt konstant sein, wenn man die Referenzspannungen konstant hält.

» Tut es da eine 12V Zener-Diode vor dem Versorgungsspannungseingang?,

Benötigt zumindest einen Vorwiderstand. Einfacher: 7812 Spannungsregler, den aber aus den ~20V der Solarzellen.
Nachts -> kein Licht -> keine 20V Solarzellen - > Schaltung (und Pumpe) aus.


» Du hattest ja auch mal eine Schaltung mittel OP vorgeschalgen. Hattest du
» sowas im Sinn?
» http://www.elektroniktutor.de/analog/kompar.html

Ja. Die Referenzspannung würde ich aber "etwas genauer als mit ner 12V Z-Diode" machen. TL431 wäre ein Vorschlag (und da kann man die Z-Spannung sogar einstellen)

» Ich habe noch ein paar 555er da.
» Außerdem im Bestand: UA741CN

Naja, ich hab noch ne Waschmaschine über. Kann mir daraus jemand nen Farbfernseher bauen?

Insbesondere bei überschaubaren Vorräten kann man nicht immer erwarten, alle Schaltungen damit hinzukreigen.

Der 741 ist ein recht alter Geselle. Die Eingangsspannungen müssen immer >3 Volt über Masse und immer min. 3V unter Versorgungsspannung liegen. Auch seine Ausgänge kommen nicht weiter an Plus und Masse ran.

Besser: LM324 (4fach)
http://www.national.com/ds/LM/LM124.pdf

Und hier gibts schöne einfache OP-Schaltungen:
http://www.national.com/an/AN/AN-31.pdf

Die sind schon >25Jahre alt, die IC-Typen daher evtl durch neuere zu ersetzen.

hws