Hmm, ich denk man sollt die ganze Logik anders aufbauen.
Mal ein ganz grobes Konzept (das ich aber zumindest nochmal überschlafen möcht):
<ul><li>Sowohl Primär- als auch Sekunddärverbraucher bekommen ihre Spannung ggf. über den Akku. Der Sekundärverbraucher aber nur, wenn sein Bedarf den Ladestrom des Akkus nicht unter Null fallen lässt.
D.h. der Verbrauch des Sekundärverbrauchers wird zumindest durch die Solarzellen abgedeckt.
<li>Der Primärverbraucher hat grundsätzlich Vorrang vor dem Sekundärverbraucher.
<li>Der Sekundärverbraucher ist zunächst per Default abgeschaltet.
<li>Der Primärverbraucher darf dem Akku Energie nur so lange Energie entnehmen, bis die zulässige Entladespannung erreicht ist.
Beim Erreichen der Entladeschlussspannung wird auch der Primärverbraucher abgeschaltet. Es werden dann alle Verbrauch abgeschaltet!
Wir werden zumindest eine Hysterese reinbasteln müssen, dass das am Grenzpunkt nicht schwingt, denn der Akku geht lastfrei wieder einige zehntel Volt hoch.
<li>Der Sekundärverbraucher wird nur zugeschaltet, wenn die Summe aus:
Primärstromaufnahme(aktuell) + Ladestrom(aktuell) + Mindestsekundärstrom(einstellbar)
von der aktuellen Leistungsfähigkeit der Photovoltaikzellen sicher erreicht werden kann.
<li>Der Sekundärverbraucher wird sofort abgeschaltet, wenn die vorgenannte Bedingung über eine einstellbare Zeit nicht mehr gegeben ist.
Dies kann über ein Integrierglied und eine Hysterese erreicht werden (dass nicht z.B. auch kleine und schnell vorüberziehende Wolken das sofortige Abschalten des Sekundärverbrauchers bewirken).</ul>
So einfach sich das auch anhört, der vorletzte Punkt ist besonders haarig. Denn woher wissen wir im Voraus, dass wir durch das Zuschalten des Sekundärverbrauchers die Einschaltbedingung überhaupt erreicht haben?
Gut, man könnt's durch kurzes Zuschalten der Last einfach mal ausprobieren.
Damit man das nicht auch in hoffnungslosen Fällen macht (und damit mehr schadet als nutzt), sollt man zumindest noch die aktuelle Spannung der Photovoltaikzellen und den aktuellen Gesamtstrom haben.
Die theoretische Ersatzschaltung einer Photovoltaikzelle ist bekannt und wenn jetzt noch einige Eckdaten bekannt sind, dann kann man den richtigen Moment aus der berechneten theoretischen Kennlinie hinreichend genau berechnen.
Okay, man könnt versuchen das ganze hart verdrahtet aus einigen Shunts, OP-Amps und Komparatoren zusammenzuschrauben - Aber dazu müsste man die Eckdaten schon sehr genau kennen um das nur halbwegs verlässlch zu machen.
Okay, grundsätzlich gehen würde das und würd vielleicht sogar ein paar Tage anscheinend tun. Für Vorführungszwecke reicht das sogar - Für einen sicheren Langzeitbetrieb aber nicht!
Irgendwann tut's aber nimmer und das obwohl nichts offensichtlich kaputt gegangen ist. Warum? Die Gründe folgen gleich.
Mir ist klar, dass ich jetzt gleich wieder geprügelt werd, aber vernünftig wär wirklich, wenn man zwar den Analogteil noch ein paar OP-Amps überlässt, aber die Entscheidungen einem µC überlässt - Die Software müsstest Du dann halt auch noch schreiben.
Die könnt auch aus sich allmählich verändernden Eckdaten selbst lernen und ihre Referenzdaten selbst angleichen.
Gründe für Änderungen der Parameter könnten z.B. Alterung, Verschmutzung, Beschädigungen oder die Umgebungstemperatur sein.
Das hört sich saukompliziert an und ein Spaziergang ist es auch nicht - Aber es ist "State of the Art" (zumindest wenn man halt nimmer an Stellschräubchen ran kommt).
Was Du aber direkt vergessen kannst, ist die Lösung mit zwei Transistoren. Als Komparatoren taugen die in der angedachten Schaltung nur wenn's um's ganz Grobe ginge - So viel Luft haben wir nicht!
Die Z-Dioden taugen hier auch gar nichts. Dir ist schon klar was für Toleranzen die haben und wie komisch die auf Umweltbedingungen reagieren? Mit Gleichlauf zweier Instanzen kannste da sowieso net rechnen.
Wir müssen die Entscheidungen unserer Logik aber von einigen gar nicht so vielen mV abhängig machen und das muss passen.
Kurzum, wir brauchen zumindest mal ne ordentliche Bandgap-Reference und Komparatoren, die auf mindestens mV exakt sauber schalten.
Die Relais kannst auch vergessen, solang wir bei den Strömen nicht über zig Ampere reden. Die fressen dir bei geringen Strömen schneller die Haare vom Kopf, als welche nachwachsen.
Alles nett gedacht und man kann sogar erahnen, was Du eigentlich hättest tun wollen. Leider aber schon vom Ansatz her zu minimalistisch gedacht und die angedachte Planung der Umsetzung brauchen wir ja glaub auch nimmer diskutieren.
So, genug geschimpft - Ich hoff deine Kritikfähigkeit ist noch nicht erschöpft ;-)
Ist ja auch nicht bös gemeint, aber die rosa Brille muss runter. Ganz so einfach ist das nämlich nicht.
Das Abi ist schön und nett und erleichtert dir sicher so Manches zu verstehen.
Dir fehlen aber anscheinend noch die wichtigsten elektronischen Grundlagen.
Die Zeiten der reinen (und so schön einfachen) Schulphysik sind (spätestens bei der Entwicklung solcher Sachen) vorbei, da ist net alles ein Schalter, verhält sich so harmlos linear oder so - Das wahre Leben spielt härter!
Je tiefer Du gehst, je mehr wirst Du von Differentialgleichungen und Integralen überschüttet - Damit kannst Du dann aber auch das absolut nicht lineare Verhalten in der Realität erklären!
Da kommt noch Einiges auf dich zu und das ist (was ich so gesehen hab) net in zwei Wochen erledigt - Hmm, wenn Du es aber in zwei Monaten schaffen würdest, dann müsst ich ehrfürchtig vor Dir den Hut ziehen.
Erfahrung gehört auch dazu und die fällt auch net vom Himmel.
Ich denk zwar net, dass man bei dir mit dem ohmschen Gesetz oder so Kleinkram anfangen muss und Du wirst auch den Unterschied zwischen Anode und Kathode verstanden haben.
Du kannst wahrscheinlich auch Kollektor und Emitter bei nem Transistor unterscheiden und weißt, was die Basis so grundsätzlich macht - Aber viel weiter langt's glaub net? Warum kann man z.B. Kollektor und Emitter vertauschen und es tut halt trotzdem noch ein ganz klein wenig - Nur katastrophal schlechter?
Gut, Mechatroniker? Kein schlechter Beruf, aber er geht von der Theorie nicht tief genug. Schön dass Du über den Tellerrand hinaus schauen willst und um erfolgreich zu werden und sich zu profilieren ist das auch unbedingt nötig.
Der Stoff im Grundlehrplan ist die absolut nötige Basis um überhaupt Prüfungen bestehen zu können.
Viel wichtiger sind gute Meister und Dozenten, die einen auch motivieren.
Das Wichtigste ist aber, dass man Eigeninitiative entwickelt und sogar Spaß dran hat.
Dass Du mit der netten Idee vom Ansatz her jetzt so dermaßen gegen die Wand gelaufen bist, ist normal.
Da haben sich auch andere schon in der überschwänglichen Anfangszeit (in der "mir-gehört-die-Welt-Stimmung") ganz schöne Blamagen eingefangen - Das gehört dazu.
Versuch auch zu verstehen wie Bauteile im Innersten funktionieren und versteh dann auch plötzlich, warum es halt doch nicht so einfach ist, wie einem in der Schule erzählt wird.
Ach war die Zeit noch schön, als die Erde noch ne flache Scheibe war, sowieso im Zentrum von allem stand und der Himmel nur gottgemachtes großes Kino war. Da war alles so einfach :lol:
Okay, das mit de idealisierten Modellen funzt zwar noch solang die Frequenzen niedrig sind, es mehr oder weniger um Schaltaufgaben geht und auch sonst alles normal ist. Da stößt man aber schnell an Grenzen und dann ist sehr hilfreich wenn man nicht nur in sein Tabellenbuch glotzt, sondern auch versteht warum es so ist, warum man sein Tabellenbuch mal beiseite legen sollte und man den Kopf net nur dazu braucht, dass sich der Frisör dran austoben kann.
Beschäftige Dich auch mit den Ersatzschaltbildern noch so trivial aussehender Bauteile.
Dazu bietet sich für dich das Ersatzschaltbild der Solarzelle an (
http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle#Erweitertes_Ersatzschaltbild_.28Ein-_und_Zweidiodenmodell.29 ).
Damit Du das verstehst, solltest Du aber schon wieder wissen, was eine ideale Stromquelle ist, Du solltest das Ersatzschaltbild der Diode verstehen und überhaupt, was für lustige Effekte da noch da sind und z.B. die Shockley-Gleichung halt doch nicht alles beschreibt.
Okay, wenn Du bei dem Projekt bleiben willst, dann stehen wir dir bei. Aber die Grundlagen musst Du schon selbst vorlegen - Genug Literatur gibt es ja.
Wenn's hakt, dann helfen wir aber gern.
Ich sag dir's aber gleich, wenn das was Vernünftiges werden soll, dann ist das ein Brocken.
Okay, ein Showmodell ist weitaus einfacher, aber auch nix mehr, was man schon im Kindergarten mit Schere und Malstift bastelt.
Und verzweifel net, wenn Du immer noch weiter in die Basics zurück musst - Auch das ist normal, wenn man Dinge wirklich verstehen will.
Es war aber schon immer ne blöde Idee das Dach von nem Haus hinzustellen, bevor das Fundament gelegt ist ;-) :lol:
Viele Grüße,
Uli und die drei Rattendamen
