USV für Mikrocontroller

Hallo zusammen,

im gestrigen Beitrag haben wir Ihnen kurz unser neues Power-Bank Modul vorgestellt welches ideal zum Betrieb von Mikrocontrollern eignet, da das Modul nicht, wie sonst mittlerweile üblich, bei geringem Stromverbrauch die Versorgung zum sparen von Energie einstellt, sondern weiterhin die notwendige Spannung liefert.

Ein weiterer Vorteil des Moduls besteht darin, dass das Modul im laufenden Betrieb die Stromversorgung "auf Akkubetrieb" umstellt. Das prädestiniert das Modul als Unterbrechungsfreie StromVersorgung, sprich USV (UPS) für Arduinos oder ESPs.

Haftungsausschluss:

Bei dem hier vorgestellten Projekt handelt es sich um einen Versuchsaufbau. Arbeiten mit Netzspannung ist in Deutschland Elektrofachkräften vorbehalten.

Während Arduinos recht unproblematisch sind was die Stromversorgung betrifft so haben die ESP-Prozessoren deutlich höhere Ansprüche. Ein Betrieb mit Ladegeräten von Mobiltelefonen ist zwar möglich, muss aber im Praxisbetrieb dringend geprüft werden da viele Ladegeräte den Strom nicht so schnell bereitstellen wie die ESPs das gerne hätten.

Für unser heutiges Projekt brauchen wir:

• 5V Ladegerät mit Mikro-USB-Anschluss / Eigene Schaltung
• 2 USB-Kabel / USB-Breakouts
• TP5400-Powerbank-Modul
• Mikrocontroller zum testen
• LiIon oder LiPo Akku (18650 in unserem Beispiel)

Wir starten also mit der Stromversorgung:

Dieses Netzteil hat uns schon bei vielen Projekten treue Dienste geleistet. Die angegebenen 5V 1.5A werden auch tatsächlich zur Verfügung gestellt und die Spannung unter Last ist relativ stabil. Eine einfache und ungefährliche Lösung. Im Gegensatz zu dieser:

Alternativ können Sie auch mit unseren Mini-Netzteilen eine eigene Schaltung entwerfen, falls Sie zu den glücklichen Menschen zählen die sich zertifizierte Elektrofachkraft nennen dürfen. Bitte achten Sie hier vor allem auf die vorgeschriebenen Absicherungen, berührungssichere Klemmen, Luftspalt usw.

Aus den oben genannten Gründen ist die oben im Bild gezeigte Platine bei uns NICHT erhältlich, nur das USB-Breakout. Für einen Versuchsaufbau eignet sich ebenso ein Labornetzteil.

Im nächsten Schritt haben wir einen 18650er Li-Ion Akku bedrahtet, dieser wird bei vorhandener Stromversorgung geladen. Der Laderegler schützt den Akku und schaltet bei erreichen der Spannung rechtzeitig ab, so dass der Akku weder überladen, noch tiefenentladen werden kann. Bei einer Nutzung als USV sollte man darauf achten, den Akku regelmäßig zu entladen, um die Lebensdauer zu erhöhen.

 Die am Lademodul vorgesehen Pins sind mit Bat+ und Bat- markiert wie im nächsten Bild zu sehen:

 Damit ist der größte Teil der Arbeit erledigt. Im nächsten Schritt müssen wir nur noch die USB-Kabel anstecken. Da unsere Stecker recht dick sind, musste ich hierfür die beiden USB-Buchsen vorsichtig verbiegen:

 Im Anschluss habe ich ein ESP32-LoRa Board mit einem WiFi- und Lora-Sketch programmiert um einen Failover zu testen.

 Viel Spaß beim experimentieren mit unserem neuen Modul und bis zum nächsten Beitrag :)