Ladeelektronik für Solarmodule (1x12V)

Basiert wesentlich auf http://dc7gb.darc.de/projekte/Solarlader.html . Das zugehörige Akkumodul für einen kleineren Bleiakku wurde unverändert nachgebaut.

Meine Änderungen an der Hardware:

  • Kein LCD
  • ATmega644 als Basis
  • Angepasstes Platinen-Layout

Die Software wurde auf Basis C selbst implementiert.

Lademodul Schaltung

 

RS232 Erweiterung für Lademodul

 

 


RS232 Erweiterung für Lademodul. Dient dem vorübergehenden Anschluss eines RS232-Geräts zum Debuggen

Nachtrag

In der Praxis von rund 18 Monaten Jahren Nutzung waren Nachbesserungen nötig.

Schwingungsneigung LM2936: In der Praxis stellte sich heraus, dass der Spannungsregler LM2936, wenn wie in der Originalschaltung verwendet, Neigung zum Selbstschwingen hat. Dann erzeugt er um die 5V Ausgangsspannung einen Sägezahn von 2,4V Amplitude. Dies führt zu Übertragungsfehlern im I2C Protokoll. Das Selbstschwingen ist nur beim Einschalten des Lademoduls und dann auch nur für die ersten 15..30 Sekunden vorhanden.
Abhilfe: Parallel zu C8 (1u) noch einen Elko 10u direkt an die Lötstellen des C8 anlöten. Dann ist die Schwingung nicht mehr mehr vorhanden.

Probleme mit USI TWI Hardware des ATtiny *61: Über einen Zeitraum von etwa einem Jahr habe ich an der Ansteuerung der USI Hardware des ATtiny immer wieder nachgebessert. Die Kommunikation lief nie ohne Probleme über einen längeren Zeitraum. Das USI Modul verhielt sich merkwürdig, so dass auch die TWI Hardwareimplementierung des ATmega aus dem Tritt kam. Z.B. wurde SDA durch USI aus unbekannten Gründen immer mal auf LOW gehalten, so dass der Master nicht mehr kommunizieren konnte. Schließlich habe ich einen selbtgeschriebene TWI Softwareimplementierung verwendet, mit der die Übertragung dann endlich stabil und dauerhaft ohne Aufsicht lief.

ATtiny 461 für TWI Software Implementierung zu klein: Ich musste auf einen ATtiny861 gehen, da die 4K Grenze überschritten wurde.

Weiterführendes

Ladeelektronik für Solarmodule (4x5V)

Die folgende Ladestation dient der Ladung von Geräten mit USB-Anschluss aus einer 12V Batterie. Konkret ist dies bei mir eine Batterie, die per Solarzelle geladen wird.

Designziele:

  • Geringe Verlustleistung in Reglung
  • Mehrere 5V Geräte anschließbar
  • Entnahmestrom ca. 4x500mA
  • Entnahmeanschlüsse 4x USB
  • Absicherung der angeschlossenen Geräte gegen Überspannung
  • Absicherung der Station gegen Kurzschluss

Theory of Operation

Kern des Moduls ist ein Schaltregler-IC. Der LM2576 ist schon lange am Markt, ist preisgünstig und hat im Vergleich zu einem Längsregler nur eine geringe Verlustleistung. Neue und teurere Typen sind effizienter als der LM2576, der Unterschied ist aber aus meiner Sicht hier nicht bedeutsam. Verwendet wurde die variable Version LM2576-ADJ, es geht vom Platinendesign aber auch der LM2576-5 Festspannungsregler. Die Platine hält sich an die Vorgaben des Datenblatts. Es sind zwei unabhängige ICs verbaut, die jeweils zwei USB-Buchsen bedienen. Das bedeutet, dass im Normalbetrieb jedes IC mit 1A belastet ist, ein geringer Wert für diesen Regler.

Der Ausgang ist mit einer Sicherung gegen Überlastung/Kurzschluss gesichert.
Eine Zenerdiode nach der Sicherung erzeugt bei deutlicher Überspannung einen Strom der die Sicherung zum Durchbrennen bringt. Damit sollten Geräte am Ausgang ein bisschen gegen IC-Defekte gesichert sein.

Schaltplan

Platinendesign

 

Bestückung