Beiträge von KaiR

Ich habe die "Beipassfunktion" für den TP4056, die in dem unten verlinkten Video vorgestellt wird, mal mit Hilfe einer kleinen Platine umgesetzt. Sie kann auf die Rückseite des TP4056 geklebt werden.

Die Anschlussbelegung ist wie folgt:

TC4056-Bypass.png

Meine erste Version ist etwas zu groß geraten weil ich mich mit den Pads vertan habe. Das habe ich aber inzwischen geändert.

IMG_1938.jpg                                TP4056-Erweiterung-Direkter-Strompfad-klein.png

Der Schaltplan:

Sheet.png                                  PCB-TCP4056-Bypass.png

Die KiCad Dateien sind im ZIP-File angehangen.

Danke für die Erklärung .

nische: Gehe ich recht in der Annahme, dass der Elektromagnet bei Deinem Versuchsaufbau auch ein Eigenbau ist?

Wenn ja, wie hast Du ihm aufgebaut? Einfach Draht um die Schraube gewickelt?

Hier gibt es noch Grundlagen zum Hall-Effekt auch in deutsch: https://de.universaldenker.org/argumentationen/318

Ein bisschen scrollen. Da gibt es ein Video und auch eine Herleitung.

Knisterbein: Der Kainka Link funktioniert leider nicht.

Ich habe noch so ein Radio Baubuch von einem Herrn Kainka. Da gibt es ja einiges auszuprobieren. Da dort das meiste aber Kurz- und Mittelwelle betrifft, habe ich bisher nichts ausprobiert, weil ich mir nicht sicher bin ob sich das noch lohnt, weil dort schon alles abgeschaltet wurde. Ist ja blöd, wenn man nichts mehr empfängt.

In meiner Jugend hatte ich leider nicht so den Zugang zu der Technik, wie ich ihn heute habe. Da bin ich wohl etwas spät dran. Aber UKW könnte ich ja noch probieren .

Deine erste Frage lässt sich wie folgt beantworten:

Kommt drauf an.

Der Punkt ist der das, wie Du ja schon beschrieben hast, jedes Breakout Pullupwiderstände hat. Diese liegen am I2C Bus parallel zueinander. Das heißt, je mehr Breakouts am Bus hängen, desto kleiner wird der Gesamtwiderstand der Pullups.

Nun werden die Leitungen (SDA/SCL) dadurch auf LOW gebracht, indem diese i.d.R. über einen Transistor/Fet im Controller/Breakout mit GND verbunden werden. Der Transistor/Fet arbeitet als Schalter der jedoch einen Innenwiderstand hat, an dem eine Spannung abfällt. Dadurch wird im I2C Bus LOW nie = 0V sein sondern immer ein wenig darüber liegen.

Je geringer der Gesamtwiderstand der Pullups ist, desto mehr Strom wird durch den jeweiligen Transistor/Fet fließen. Mit steigendem Strom steigt auch die Spannung an seinem Innenwiderstand. Dadurch steigt die LOW Spannung weg von fast Null in Richtung Betriebsspannung. Das heißt, "LOW wird immer weniger LOW".

Bei I2C darf der LOW Pegel nur max. 0,4V betragen. Es sollten nur max. 3mA Strom fließen. Daraus lässt sich ermitteln, wie viele Breakouts du anschließen kannst:

(VCC - 0,4) / 3mA = minimal zulässiger Gesamtwiderstand.

Da Du geschrieben hast einen ESP32 zu benutzen, gehe ich mal von einer Betriebsspannung von 3,3V aus:

(3,3V-0,4V) / 3*10^-3 A ≈ 967Ω ist der (Gesamt-)Pullupwiderstand der mindestens vorhanden sein muss.

Da Du ebenfalls geschrieben hast, dass jedes deiner Breakouts 10kΩ Widerstände hat und 10 * 10 kΩ parallel 1 kΩ entsprechen, kannst du im Prinzip 10 Breakouts anschließen. Um auf Nummer sicher zu gehen, geh auf acht. Dann hast Du noch 1,25 kΩ Gesamtwiderstand und damit etwas Sicherheitspuffer. Fünf Breakouts sollten in diesem Punkt keinerlei Probleme machen.

Bei 5V Betriebsspannung liegt die Grenze des Gesamtwiderstandes bei ca. 1,53 kΩ. Da hättest Du bei sechs Breakouts einen Gesamtwiderstand von 1,67V, was noch ausreichend ist.

Blöd ist es, wenn ein Breakout dazwischen ist, welches nur 4,7 kΩ oder gar nur 2,2 kΩ Pullups hat. Da ja bekanntlich der Gesamtwiderstand parallel geschalteter Widerstände kleiner ist als der kleinste in der Parallelschaltung vorhandene Widerstand, kann sich die Zahl der maximal koppelbaren Breakouts drastisch verkleinern. Bei 5V Betriebsspannung wäre man beispielsweise mit zwei Breakouts á 10 kΩ und einmal 2,2 kΩ (=1,527kΩ) schon an bzw. knapp unter der Grenze von 1,53 kΩ. Da kann es sein, dass es mal funktioniert und mal nicht (je nach Temperatur). Mit 3.3V Betriebsspannung würde es noch reichen.

Natürlich muss man auch die Länge der Leitung berücksichtigen die man benötigt, um die Breakouts miteinander zu verbinden. Diese sollte so kurz wie möglich sein. Die Gesamtkapazität der Leitungen darf 400 pF nicht überschreiten. Das ist erst einmal ein etwas abstrakter Wert. Man kann aber sagen, mit zunehmender Länge der Leitungen, steigt auch die Kapazität auf dem I2C-Bus. Ist die Leitung zu lang, funktioniert es nicht mehr richtig. Aber es dürfte nichts "kaputt" gehen". Man müsste in dem Fall die Leitung kürzen oder einen I2C Bus Extender (Buffer) Baustein benutzen.

Die anderen Fragen kann ich Dir so nicht beantworten, weil ich das selber noch nicht durchexerziert habe, ich keine Zeit habe mir das genauer anzuschauen und/oder ich es nicht weiß.

So nun muss ich weg... schönen Tag noch

nische: ich verwende eine Platine mit dem TP4056 als Laderegler:

Laderegler-Text.jpg

Die Dinger gibt es beim großen Fluss im Zehnerpack für 7 bis 10€.

Momentan ist es bei mir so ausgeführt, dass an den OUT-Pads ein StepUp-Regler hängt der die 3,7V auf 5V bringt und damit der Strom für den Sonnenfolger bereit gestellt wird. Das soll so eigentlich nicht gemacht werden, da die Gefahr einer Überladung des Akkus besteht, weil eine Last die Spannung runterzieht und deshalb die Ladekontrolle nicht mehr präzise funktioniert (ist über den obigen Link zur TP4056 Platine nachzulesen).

Allerdings habe ich damit bis jetzt keine Probleme gehabt, weil praktisch kaum Leistung abgezweigt wird.

In dem Video von Andreas Spiess wird beschrieben wie ein ESP32 mit Hilfe des Moduls zu betreiben ist. Dort ist der Controller auch an Out geschaltet. Ab Minute 9:30 ist noch ein wenig Schaltungshacking zu sehen. Er macht dort das, was auf der oben verlinkten Seite im zweiten Teil beschrieben ist. Vorher wird auch kurz auf MPPT eingegangen:

Momentan arbeitet mein Solarfolger quasi als Ladestation, welche sich immer ein bisschen Strom abzwackt (sofern vorhanden) um die Solarzelle nach der Sonne zu drehen. Damit der Stromverbrauch für den Sonnenfolger möglichst gering bleibt, habe ich ja seinerzeit den Langzeitoszillator eingesetzt, der einen Ruhestromverbrauch im µA Bereich hat und nur alle 15Minuten für etwa 45 Sekunden (die Hälfte würde auch locker reichen) den Stromkreis für den Sonnenfolger schließt. Dieses Zeitfenster reicht dicke aus, um die Solarzelle nach der Sonne auszurichten. Die Nachtabschaltung wurde ja bekanntlich durch einen LDR geregelt. Wenn es zu dunkel wird, läuft der Oszillator zwar noch weiter, der Stromkreis für die Motorsteuerung kann aber nicht mehr geschlossen werden. Die Ladeschaltung wird also nur alle 15 Minuten kurzfristig belastet. Der in dem Video beschriebene "direkte Strompfad" wäre noch einmal eine deutliche Verbesserung.

Weiter habe ich das auch nicht getrieben, weil das Projekt ursprünglich ja nur dazu da war, den Umgang mit OpAmps und ein paar andere Dinge zu lernen. Ich habe nicht überprüft, wie effektiv das Ganze ist. Ich kann aber sagen, dass der Akku immer voll ist, weil es keinen anderen Verbraucher gibt.

Für einen ernsthaften Gebrauch müsste man noch etwas Gehirnschmalz in das Projekt stecken.

Hans64: Vielen Dank fürs Nachfragen. Das hat mich bewogen, mir manches auch noch einmal genauer anzuschauen bzw. mir selber klar zu machen.

Das was ich für C2 beschrieben habe sah am Oszilloskop so aus:

Ohne C2:

Solarzelle-OhneC2.PNG

Ich gehe mal davon aus, dass diese "Störungen" vom Laderegler kommen. Wenn der nicht vorhanden ist, sind die Wellen weg. Mit dem Kondensator C2 sieht es dann so aus:

Solarzelle-MitC2.PNG

Ich habe bei diesem Versuch nur einen 100uF statt 220uF verwendet. Ob der nun wirklich notwendig ist, da bin ich mir gar nicht so sicher. Ich hatte halt die Wellen gesehen und dachte "Das muss gerade sein" und habe da einen Kondensator hingebaut. Das kann auch falsch sein. Auf meinen Versuch hatte es keinen merklichen Einfluss.

Beim Strommessverstärker sieht das Signal normalerweise so aus:

IN138_OhneC3.PNG

Das ergibt dann einen Spannungswert (RMS). Leider sorgt das Rechtecksignal aber dafür, dass der "Schmitt-Trigger" nicht ab einer Grenze schaltet sondern im Prinzip mit der Frequenz des Rechtecksignals. Darum habe ich einen Kondensator eingesetzt der im Grunde aus dem Rechtecksignal eine fast gerade Linie macht:

Ina138_MitC3.PNG

Das geht etwas auf Kosten der Genauigkeit. Da es sich aber um einen Schalter handelt ist es im Prinzip Einstellungssache. Bei diesem Beispiel habe ich nicht 100nF sondern 33nF verwendet.

Wie sich das bei einer sehr viel einer höheren "Stromgrenze" auswirkt habe ich noch nicht ausprobiert.

Das mit der Schaltung braucht Dich nicht beeindrucken. Ich bastle wie ein Zauberlehrling herum und probiere die Sachen einfach aus. Ein Profi sieht das und denkt möglicherweise, dass das ziemlicher Quatsch ist was ich hier mache. Aber irgendwas lernt man immer dabei .

Hans64: In der Tat dienen dient C2 zum Glätten. Ich hatte ohne diesen Kondensator eine Spannungslinie von der Solarzelle die in etwa so aussah, als ob man einen Wechselstrom mit einem Einweggleichrichter gleichgerichtet hätte. Der Kondensator C3 ergibt sich aus den Hinweisen des Datenblattes zum INA138 und wirkt als Tiefpassfilter.

nische: ich weiß nicht so recht, was Du mit „aufstartendem Solarpanel“ meinst.

Hans64: Was konntest Du nicht nachvollziehen…? Vielleicht kann ich es ja noch erklären.

Ich habe mal etwas herumprobiert wie man eine (Sonnenfolger-) Schaltung realisieren könnte, die stromabhängig gesteuert wird. So, dass z.B. eine Ausrichtung der Solarzelle(n) nur dann erfolgt, wenn diese einen Mindeststrombetrag liefert der größer ist, als die Menge Strom, welche Schaltung verbraucht um den Steuervorgang durchzuführen.

Wenn genug Strom von der Solarzelle geliefert wird, kann man auch davon ausgehen, dass es hell genug ist und sich eine Steuerung überhaupt lohnt. Dadurch würde eine automatische Anpassung an die sich verändernden Tageslängen erfolgen. Zwar drängt sich der Gedanke auf, dass man einfach nach der Spannung der Solarzelle geht, aber das funktioniert nicht, weil Solarzellen auch bei geringem Lichteinfall recht schnell ihre Betriebsspannung erreichen ohne viel Strom zu produzieren.

Zum Probieren habe ich folgende Schaltung aufgebaut:

Screenshot_Strommess-Steuerung.png

Diese Schaltung besteht im Wesentlichen aus dem Strommessverstärker INA138 und einem 2fach-Operationsverstärker LM358. Der von der Solarzelle erzeugte Strom wird über einen 1Ω Widerstand (Shunt) geleitet. Der an diesem Widerstand entstehende Spannungsunterschied wird von dem Strommessverstärker, wie der Name schon sagt, verstärkt. Bei 50kΩ an seinem Ausgang ergibt sich der Verstärkungsfaktor 10. Das bedeutet, wenn der Shunt von 1mA Strom durchflossen wird, liegt am Ausgang des INA138 eine Spannung von 10mV an (Spannungsabfall am Widerstand = 1V/A * 10^-3 A = 0.001V * Verstärkung 10 = 10mV).

Diese Spannung liegt am Operationsverstärker an, der als Spannungsfolger arbeitet. Der Ausgang vom Spannungsfolger wird wiederum an den nicht invertierenden Eingang des zweiten OpAmps geleitet, der als nicht invertierender Schmitt-Trigger konfiguriert ist.

Die Vergleichsspannung am invertierenden Eingang wird mit Hilfe einer Spannungsreferenz, dem TL431 zur Verfügung gestellt. Der TL431 ist quasi eine einstellbare Zenerdiode. Seine Minimalspannung beträgt 2,5V. Auf diesen Wert wurde der TL431 auch eingestellt. Seine Ausgangsspannung wurde durch einen Spannungsteiler auf 100mV herunter geteilt, welche als Referenzspannung am Operationsverstärker anliegt.

Dadurch wird der Schmitt-Trigger ausgelöst, wenn die Solarzelle mindestens 10mA Strom liefert. Das High-Signal des Schmitt-Triggers kann zum Einschalten des Sonnenfolgers verwendet werden.

Die Schaltung wird durch den Strom der Solarzelle gespeist. Solange die Betriebsspannung der Solarzelle unter 3V liegt und weniger als 1mA Strom erzeugt wird passiert nichts, weil der Strommessverstärker eine Mindestspannung von 2,7V benötigt. Der LM358 benötigt min. 3V. Die Spannungsreferenz arbeitet ab 2,5V. Die Spannungsreferenz habe ich eingesetzt damit ab diesem Punkt, ab dem die Schaltung zu arbeiten beginnt, eine gleichbleibenden Referenzspannung am Operationsverstärker anliegt. Unabhängig davon, ob die Solarzelle nun eine momentane Spannung von 3V, 4V oder 5V usw. hat.

Ausprobiert habe ich das mit einer 5V / 2,5W Solarzelle.

Das Ganze sah so aus:

Strommess-Steuerung.jpg

Auf dem Bild sieht man oben den Strommessverstärker (blaue Platine) und darunter den LM358. Der Ausgang des Schmitt-Triggers treibt den MOS-Fet. Geht der Schmitt-Trigger auf High, leuchtet die gelbe Diode, ansonsten ist sie aus. Das habe ich als Indikator eingebaut.

Als Last habe ich einen LiPo Akku mit einem Laderegler angeschlossen. Der Stromfluss erfolgt also im Wesentlichen von der Solarzelle über den Messwiderstand in den Akku.

Die Solarzelle wurde unterschiedlichen Helligkeiten ausgesetzt. Dazu musste ich eine LED Lampe verwenden, weil sich die Sonne in letzter Zeit doch recht rar macht. Zum Ausprobieren hat es aber gereicht. Wenn die gelbe LED anfing zu leuchten, lieferte die Solarzelle etwa 10mA. Der Ausgang vom Schmitt-Trigger ist auf High gegangen. Ab etwa 7,5 mA schaltet der OpAmp wieder auf Low.

Also im Prinzip funktioniert das . Allerdings nur mit Solarzellen, die eine Betriebsspannung >= 3V haben.

Die Schaltung ist nicht super genau. Zum Einen, weil ich einen "normalen" Widerstand als Shunt benutzt habe und dieser natürlich mehr temperaturabhängig ist als spezielle Stromshunts. Außerdem ist die Schaltung auf einem Breadboard aufgebaut. Da entstehen schnell mal Ungenauigkeiten durch die Übergangswiderstände an den Kontaktfedern. Zum Dritten habe ich die Verstärkung der Einfachheit halber mit ca. 53kΩ (E12 Reihe 47kΩ + 3.3kΩ) statt mit 50kΩ konfiguriert. Die Schaltung ist aber immer noch genau genug um den Schaltvorgang durchzuführen. Da kommt es auf 800µA mehr oder weniger nun auch nicht an.

Das OLED kann wahrscheinlich nicht direkt angeschlossen werden. Einmal weil, wie Hans64 schon erwähnte, die OLEDs i.d.R. per I2C angesteuert werden, zum Anderen weil RS232 normalerweise mit 12V betrieben wird, während die OLEDs mit 5V oder gar 3.3V betrieben werden.

Normalerweise gibt es FTDI Adapter die die Umsetzung Von RS232 auf USB erledigen. Also im Prinzip das was von dem Hersteller angeboten wird. So etwas gibt es auch im Elektrohandel z.B. hier. Eine noch günstigere Variante wäre solch ein Teil. So eines verwende ich um Switche zu konfigurieren.

Das ist etwas günstiger. Eigenbau wird wahrscheinlich auch nicht billiger. Allerdings kann ich nicht sagen, ob die vom Hersteller angebotenen Kabel noch irgend eine Spezialität haben, dass unbedingt diese zusammen mit dem Gerät genutzt werden müssen. Vom RS232 Kabel muss aber die PIN-Belegung passen. Wenn man die kennt kann man das evtl. am Kabel „umpolen“.

nische: Es wird ja langsam. Ich hatte bei meinem Aufbau seinerzeit ja auch mal ein Relais eingesetzt. Allerdings habe ich das wieder verworfen, weil die kleinen Dinger doch recht viel Strom benötigen. Siehe Beitrag #143.

Darum bin ich seinerzeit auf die Schaltung per Mosfet umgestiegen.

Solar-LED-Treiber

Mir sind gestern beim Aufräumen ein paar ICs des Typs YX8018 in die Hände gefallen. Diese Teile werden in LED-Leuchten verbaut, bei denen am Tag der Akku aufgeladen wird und sobald es dunkel wird, werden ein oder mehrere LEDs angeschaltet. Z.b. gibt es da diese Gartentiere mit den leuchtenden Augen .

Außer dem IC und einer Induktivität wird nichts gebraucht um die Schaltung aufzubauen. Der Clou ist, dass nur ein 1,2V Akku benötigt wird um die LED ans Leuchten zu bringen. Das klappt auch mit weißen LEDs die fast 3V Spannung benötigen. Das ganze funktioniert nach dem "Joule Thief" Prinzip, bei dem die Induktivität eine entscheidende Rolle spielt:

Ich habe folgende Schaltung mal auf einer 2x2cm Streifenrasterplatine aufgebaut:

Sloar-LED-Treiber-Schaltplan.png

Solar-LED-Treiber-2.jpg                          Solar-LED-Treiber-1.jpg

Wie man sehen kann, gibt es außer den Steckleisten für die Anschlüsse von Akku (blau), Solarzelle (gelb) und der LED (schwarz) nur das TO-94 IC und die Induktivität.

Das komplette Machwerk sieht wie folgt aus:

Solar-LED-Treiber-3.jpg

Das funktioniert sogar . Sobald für die Solarzelle nicht mehr genug Licht vorhanden ist, fängt die LED an zu leuchten. Der IC verfügt auch über einen Tiefenentladungsschutz für den Akku.

Während ich so gebastelt habe, stellte sich mir die Frage, ob man den IC nicht auch für den Sonnenfolger verwenden kann. So, dass die Solarzelle mit Hilfe des ICs auch zum Ein- bzw. Ausschalten des Sonnenfolgers verwendet werden kann.

Dieses IC ist in den üblichen China-Shops, aber auch bei Amazon oder eBay für wenig Geld zu beziehen. Weitere Typen die gleich oder ähnlich funktionieren, haben die Bezeichnung QX5252F, ANA618 und CL0116.

Vielleicht hilft Dir ja das hier:

Beispielschaltung Tinkercad

Auf diese Weise kannst du aber nur feststellen ob die Lampe der Handbremse im Cockpit angeschaltet ist. Sie kann aber so nicht vom Arduino angeschaltet werden. Um die Lampe vom Arduino aus zu schalten muss die Schaltung etwa so aussehen:

12V Schalten

So wie es aussieht hast Du ein Cockpit von einem "echten" Golf? Ich fürchte das ist etwas zu komplex. Du willst die Daten von einem Spiel abgreifen und die auf dem Cockpit anzeigen.

Hast Du eine Ahnung wie Du die relevanten (Spieldaten) Daten in den Arduino bekommst? Hast Du eine Ahnung wie Du die Spieldaten in ein Signal umsetzt, damit Tacho/ Drehzahlmesser überhaupt etwas anzeigt? Wie das Signal aufgebaut sein muss (PWM oder anderes)? Möglicherweise funktioniert das über Rechtecksignale unterschiedlicher Frequenz. Weißt Du wie man die erzeugt? Kannst Du programmieren? Die Software muss in 32KB Flashspeicher und 2KB RAM passen.

Ich bin kein KFZ-Elektriker. Da habe ich keine Ahnung von. Aber wenn die Anzeigen/Kontrolleuchten auch 12V benötigen (was ich vermute), musst Du alle Signale von 5V auf 12V bringen (Senden) und umgekehrt von 12V auf 5V (Empfangen). Du wirst für jede Information (Geschwindigkeit, Drehzahl, Kontrollleuchten usw.) einen eigenen PIN brauchen. Und natürlich Software um das Ganze zu steuern. Einfach nur ein Kabel dranhängen und eine passende Masse suchen ist nicht. Da reicht auch nicht ein Widerstand.

Es ist nicht bekannt, wie der Tacho gesteuert werden kann. Über Spannungen und Ströme nichts bekannt ist außer, dass Du alles über eine 12V Batterie laufen lassen willst. Du willst laut deiner Beschreibung nicht nur das Tachosignal, sondern auch den Status der Handbremse, Licht, Drehzahl alles über ein Kabel mit einem einzigen Pin regeln. Ich würde ich mal sagen... das kannst Du knicken.

Du erwähnst eine Schaltplatine. Über die ist aber auch nichts bekannt.

Ohne konkrete Informationen was das für ein Tacho ist, wie er gesteuert werden kann (Datenblatt) , wie Du die Informationen vom Spiel zum Arduino bringen willst damit er sie auf die Tachoanzeige übertragen kann usw. usw. usw. kann Dir keiner helfen.

Da wirst Du Dir mit Deiner Fragestellung schon wesentlich mehr Mühe geben müssen.

Noch eine kleine Ergänzung. Man kann den I2C-Switch auch gleich als Level-Converter benutzen. In folgendem Schaltplan wird das SCL0/SDA0 Paar mit 5V betrieben (wie der Master auch) und das SCL1/SDA1 Paar wird auf 3.3V für einen 3.3V Slave gebracht.

I2C-Switch-LevelShift.png

Also wenn der „Arduino“ mehr als 5V an Betriebsspannung und/oder am Pin7 abbekommt, raucht er ab.

Von daher brauchst Du schon zwei Stromkreise. Welche Spannung liegt am roten Kabel vom Tacho an?

Was ist das für ein ominöser Widerstand? Welchen Wert hat er? Er bildet einen Spannungsteiler mit dem Innenwiderstand von Pin 7. Wenn an dem roten Kabel auch 12V anliegen müssen über dem Widerstand mindestens 7V abfallen. Sonst ist der „Arduino“ hinüber.

Welchen Zweck soll der „Arduino“ überhaupt in diesem Konstrukt erfüllen?

Hallo Hans64,

in diesem Beispiel wurde ein Arduino Nano und die zwei OLEDS verwendet. Richtig. Man sollte aber auch beliebige andere I2C Geräte verwenden können. Ausprobiert habe ich es aber nur mit den Displays.