Luftfeuchte-Sensor mit Photovoltaik & Akku betreiben

Wer einen Luftfeuchte-Sensor einsetzt, ist erst einmal davon abhängig, dass eine Steckdose in der Nähe ist. Das lässt sich mit einer Solarzelle und einem Akku als Puffer umgehen.

Solarzelle mit NodeMCU ESP8266 und Luftfeuchte-Sensor

Grundlegend sollte man bereits einen funktionierenden Luftdaten-Sensor haben – dadurch vermeidet man schon mal eine Fehlerquelle, auch wenn in diesem Beitrag der Feinstaub-Sensor nicht am ESP8266-Modul angeschlossen wird. Um die Stromversorgung des ESP8266 von 5 Volt mittels Solarzelle und Akku sicher zu stellen, braucht es nur wenige Komponenten:

Ebenfalls vorhanden sein sollte ein Lötkolben und ein Multimeter, ansonsten lässt sich z.B. DC-DC-Wandler nicht auf 5 Volt einstellen. Hat man die ganzen Komponenten zusammen gelötet, was dankt eindeutiger Beschriftungen auf den Platinen recht einfach von der Hand geht.

Hat man alles richtig zusammen gebaut und die Verbindung vom DC-DC-Wandler mit den Anschlüssen „VIN“ und „GD“ hergestellt (bei meiner EPS8266-Platine sind die links neben dem Micro-USB-Port mit dem man normalerweise die Stromversorgung sicherstellt).

Wichtig: der Akku darf nur über das TP4056-Modul geladen werden, direkt an eine Stromversorgung angeschlossen kann der Akku explodieren. Allgemein muss man beim Laden von Li-Ion-Akkus vorsichtig sein, dass der Akku keinen Schaden nimmt.

TP4056 LiIon-Lademodul

Nachdem ich alles zusammen gelötet hatte, hat es erstmal funktioniert: der Akku war vorher über USB geladen, sodass die Solarzelle keinen großen Beitrag leisten musste. Wie sich nach ein paar Stunden herausgestellt hat, lädt die Solarzelle die Batterie nicht genug. Die Spannung fällt dann unter den Wert, an dem das Lademodul die Last deaktiviert damit der Lithium-Ionen-Akku nicht beschädigt wird.

Mehr Hintergründe zum Thema Laden und Kontrolle von Li-Ion-Akkus gibt es auf wolke101.de.

Rückschläge: entweder zu kleine Solarzelle oder zu schlechtes Wetter

Der Lösungsansatz: eine größere Solarzelle (von Ebay), diesmal direkt mit USB-Anschluss (was sich dadurch auch für andere Zwecke ohne Löten verwenden lässt). Die neue Zelle wird erst im Laufe der kommenden Woche geliefert, dann geht es hier auch mit diesem Beitrag weiter.

Kompletter Aufbau mit Laderegler und Step-Up-Schaltung, um 5V zu erreichen.

Der Stand bisher: die kleine Solarzelle reicht nicht aus, um genug Energie zu liefern das NodeMCU ESP8266 mit dem Luftfeuchte-Sensor zu versorgen. Vermutlich spielt auch die verwendete Firmware vom Luftdaten-Projekte eine Rolle, die keinen richtigen Sleep-Modus beherrscht.

Bei ausreichend geladenem Akku funktioniert der Aufbau aber für ca. 2 Tage – daher habe ich die Hoffnung, dass mit mehr Solar-Energie die Zelle tagsüber ausreichend geladen wird.