Автономное питание микроконтроллерного устройства Опции

[lazy-fox]

Проблема: лесные фотокамеры питаются от батареек которые нужно переодически менять.
Задача: заменить батарейки литиевым аккумулятором на пару-тройку ампер/часов и заряжать его солнечной панелью.

Дополнительно:
1. фотокамера работает от 6 до 3 вольт. При дальнейшем разряде микроконтроллер виснет и после возобновления питания не запускается.
2. GPRS-модуль фотокамеры при поиске сети и отправке сообщения кушает около 700мА. Это пиковый кратковременный ток, десятки секунд.
3. Основное время устройство находится в спящем режиме (включение по датчику движения).
4. Литиевые аккумуляторы заряжаются напряжениями до 4.2В, разряжаются до 2.6В, после срабатывает защита.
5. Солнечная панель выдает напряжения кратно 1.5В (например 6В).

Опробовано:
1. Запитать фотокамеру от оригинального аксессуара в виде солнечной батареи.
Результат - фотокамера высаживает аккум солнечной батареи за ночь, а утром зарядившись фотокамера не запускается.
Помогает полное выключение/включение.
2. Добавить повышающий DC-DC. Ситуация улучшилась, но не сильно. Всё равно есть переходной процесс на нижней границе.
3. Найти супервизор питания от 6 до 3 вольт не смог, в дополнение нужно колхозить схему с полевиком.

Прошу посоветовать схему питания автономного устройства с аккумулятором и солнечной зарядкой на рабочее напряжение камеры.
При широчайшем ассортименте малопотребляющих автономных устройств на микроконтроллерах с напряжением 3.3В очевидного решения нет.

Сообщение отредактировал lazy-fox - Nov 9 2017, 15:40

[lazy-fox]

Солнечные повербанки не отключают нагрузку по нижней границе. Отключается литиевая батарея по переразряду на 2.5В и это уже низко, а напряжения засвеченной солнечной панели периодически поднимают уровень компаратора на выключателе (сваял на avr простенький выключатель по напряжению). По уму нужно одной схемой кипятить аккум, другой от аккума питать нагрузку, обеспечивая стабильное напряжение при пиковых токах.

Согласен с мыслью увеличения емкости аккума. Вопрос на сколько. На батарейном питании камера работает неделю при стабильной сотовой связи и отправке десятка фотографий в сутки. Типоразмер AA в лучшем случае дают 2-3А/ч. Отсюда сделал вывод о пригодности 3А/ч литиевого аккума.

Солнечная панель 110х60 мм и мощностью 1Ватт отдаёт 6Вольт в светлое время суток. Карты видел. Мастрячить щит сразу на нагрузку не созрел. Маскировка.

Температурный режим от -10 до +25 думаю выдержать среднесуточный ноль корпусом их сэндвича залив монтажной пеной.

Внутренности образца солнечной батареи:

камни снизу вверх


Остался основной вопрос - как отключать нагрузку при недостаточной заряженной ёмкости аккума?

Сообщение отредактировал lazy-fox - Nov 10 2017, 11:45

[варп]

...
Согласен с мыслью увеличения емкости аккума. Вопрос на сколько. На батарейном питании камера работает неделю при стабильной сотовой связи и отправке десятка фотографий в сутки. Типоразмер AA в лучшем случае дают 2-3А/ч. Отсюда сделал вывод о пригодности 3А/ч литиевого аккума.
Солнечная панель 110х60 мм и мощностью 1Ватт отдаёт 6Вольт в светлое время суток.
...

В общем-то с энергетической точки зрения всё не так плачевно...
Не сложно посчитать - средний потребляемый камерой ток составляет 17 мА... ( при среднем напряжении питания = 4,5 Вольта ). То есть - в сутки достаточно аккумулятора ёмкостью 0,017 х 24 = 0,408 А/ч.... И то есть - одна банка литий-ионного аккумулятора типоразмера 18650 обеспечит запас в 4-5 раз...(емкость 2-2,5 А/ч)...
Солнечная панель мощностью 1 Вт при 6 Вольтах на выходе обеспечит - 1000/6= 166 мА....При условии, что панель нормально освещена 3 часа в сутки, в аккумулятор "зальёт" 0,166 Х 3 = 0,5 А/ч.... Очевидно, что этого явно недостаточно даже без учёта пасмурных дней....
Панель бы увеличить в 4-5 раз...