beelogger-Universal (Solar) - Akku-Shield - Arduino Datenlogger mit Stockwaage für Imker

Zur Versorgung des beelogger-Universal kann dieses Akku-Shield verwendet werden.
Es wird unter der Universal-Platine montiert und mit dieser verbunden. Das Shield ersetzt den Blei-Akku inklusive der dazu notwendigen externen Ladeschaltung (MT3608 usw.).

Auf dem Akku-Shield werden zwei LI-Ion-Akkus, die zugehörigen Solar-Lade-Module und bei Bedarf das LM2596-Modul zur Versorgung eines SIM800-Modul eingebaut.

Akkushield komplett bestückt, mit LM2596 für SIM800L — Akkushield komplett bestückt,
mit LM2596 für SIM800L

Bezug:

Bauteil	Bezugsquelle	Preis	Anzahl	Suchbegriff	Bemerkungen
Platine	Smart Prototyping, Elecrow	ab 4,15€ (10 Stück) (zuzüglich Versand)	1 Stück		Platinenbestellung
Solar-Charger 1.0 CN3065	ebay, diverse	ca. 3€	2 Stück	Solar-Charger CN3065	500mA Version
Diode 1N5818	reichelt, diverse	ca. 0,25€	2 Stück	reichelt 1N5818 1N5817	Diode, Schottky, min. 1Amp, 1N5818/1N5817, Bauform DO-41
Widerstand 2,2 Ohm	reichelt, diverse		2 Stück	reichelt 1W 2,2 alternativ: VIS PR010001020 METALL 2,2	2,0 – 2,2Ohm 0,5 – 1Watt Rastermaß 10mm
Zenerdiode 5,6V	reichelt, diverse	ca. 0,25€	2 Stück	reichelt ZD-5W 5,6 1N5339B	Zenerdiode 5,6V 1 – 5 W
Schraubklemme 2 polig	reichelt, diverse	ca. 0,25€	3 Stück	reichelt AKL 059-02	2-Pin Schraubklemme 3.5mm Rastermaß
Li-Ion Akku	z.B. Akkuteile.de	ab ca. 8,-€	2 Stück	Li-Ion Akku 18650 2600 – 3000mAH	Akku mit interner Schutzschaltung zwingend erforderlich
Akkuhalter / Kontakte	reichelt, diverse	ca. 1€	2 Stück	keystone 1042P keystone 1043 oder ähnlich (reichelt HA 1X18650) Keine keystone54 einsetzen!!!
Stiftleisten	eBay, reichelt	1,05€	1 Stück	reichelt BKL 10120508 BKL 10120183 BKL 10120184	Pins, insgesamt ca. 12 – 16 Stück
Solarzelle: ~6V / ca. 1- 2 Watt	eBay, div. Online-Shops	ab 2€	2 Stück	Solarzelle: 5,5V – 6V / 2 … 10 Watt	Leerlaufspannung bis ca. 7V
Schraube Kunststoff 2,5 oder 3mm x 6mm	eBay, div. Online-Shops		4 Stück	Schraube Kunststoff
Leiterplatten Abstandshalter 2,5 oder 3mm, Länge 5 – 10mm	eBay, div. Online-Shops		ca. 12 Stück	Leiterplatte Abstandshalter („männlich/weiblich); Distanzhülse

Beschaltung und Aufbau:

Die Akkus werden erst nach fertiger Montage eingesetzt.

Beim Umgang mit elektronischen Bauteilen dafür Sorge tragen, dass diese bei der Handhabung und auch beim Löten vor elektrostatischen Entladungen geschützt sind, um Defekte zu vermeiden.

Die oben aufgeführten Bauteile sind bis auf die Solarzellen entsprechend der Platinenbeschriftung zu bestücken.
Beim Einbau der Dioden auf die Einbaurichtung (schwarzer od. weisser Ring auf der Diode, Bestückungsdruck auf der Platine) achten.
Zur Verbindung der Solar-Charger Module, die über den Dioden und Widerständen zu bestücken sind die Drahtabschnitte der Dioden verwenden. Solar-Charger nicht mit Buchsen/Stifte einbauen.
Bei Bedarf (GSM-Systeme) ist das LM2596-Modul mittels Drahtstiften mit dem Akkushield zu verlöten.

Akku Shield bestückt mit Akku-Haltern, Dioden und den beiden widerständen — Akku Shield teilweise bestückt

Akkushield mit angeschlossenen Solarzellen — Akkushield mit Solarzellen

Funktionstest:

Jumper J-1 wird auf der Universal Platine entfernt.
Die beiden Li-Ion-Akku werden in richtiger Polarität eingesetzt.
An der Klemme Akku+/- muss eine Spannung von 8 – 8,4V messbar sein.
Bei geringerer Spannung Akkus Laden.
Bei ausreichendem Sonneneinstrahlung, Spannung der Klemme Solarzelle ca. 4,5V, zeigt das zugehörige Solar Charger Modul eine Ladung des Akku mit der roten LED, beschriftet mit CK, an.
Bei voll geladenem Akku leuchtet eine je nach Bauart blaue, grüne oder gelbe LED, beschriftet mit OK.

Achtung:

Vorsicht bei der Handhabung des Akkushield mit eingelegten Akku.
Kurzschlüsse an den Anschlußklemmen oder an Lötpunkten können zu hohen Strömen führen.
Dies kann schwere Schäden an der Platine, an der Ladeschaltung hervorrufen und eine Gefährdung für den Anwender sein.

Im nächsten Schritt werden die Verbindungen zwischen Akku-Shield und Universal-Platine hergestellt.

Verdrahtung des Akku-Shield zur Universal-Platine:
Zur Verbindung sind, mit Ausnahme der GND-Verbindungen, kurze flexible Leitungsstücke (0.14 – 0.25 mm²) zu verwenden.

von Akku Shield (Schraubklemme)		nach beelogger-Universal (Schraubklemme)
	Universal Platine Version 1.3	Universal Platine Version 1.1x/1.2	Universal-Platine Version 1.0x
Akku +	Batterie +	Laden +	Solar +
Akku –	Batterie –	Laden –	Solar –

Solar 1 +	Lötpunkt A7, Leitung von hier mit in Schraubklemme unterklemmen.	Lötpunkt A7, Leitung von hier mit in Schraubklemme unterklemmen.

zusätzliche Verdrahtung für SIM7600E Modul:

von Akku Shield	beelogger-Universal Platine Version 1.1x/1.2/1.3
keine Verbindungen notwendig	Verbindung von Lötauge ‚Bat sw‘ zu Lötauge ‚+4,0V SIM‘ mittels Drahtbrücke herstellen.

zusätzliche Verdrahtung für SIM800L mit LM2596 Modul montiert auf dem Akkushield:

Das LM2596 Modul vor der Montage mit Spannung (6-12V) versorgen und auf 4,0 – 4,2V einstellen.

von Akku Shield	nach beelogger-Universal
Batt sw	Bat sw
Lötauge SIM800 + 4,0V	Lötauge +4,0V SIM

Inbetriebnahme:

Der Jumper J1 auf der Universal-Platine ist zu entfernen.
Die Verbindung vom Akku-Shield (Akku-Klemme) auf Universal-Platine Solar-Klemme herstellen.
Die beiden Solarzellen werden an die Anschlussklemmen Solar 1 +/- und Solar 2 +/- des Akku-Shield angeschlossen.
Die beiden Li-Ion-Akku werden in richtiger Polarität eingesetzt.
Die Spannung an der Universal-Platine Anschlussklemme Solar kontrollieren:
Es sollten ca. 8Volt anliegen.
Die Polarität der Spannung prüfen: siehe Beschriftung Universal-Platine.
Mit Stecken des Jumper J-1 wird der Universal mit Spannung versorgt.

Achtung:
Eine Verbindung zwischen den beiden USB-Buchsen der Solar Charger (z.B. mit einem Y-Ladekabel) führt zum Kurzschluß des Li-Ion Akku. Dies kann schwere Schäden an der Platine, an der externen Ladeschaltung (Ladekabel etc.) hervorrufen und eine Gefährdung für den Anwender sein.
Beim Laden der Akkus darf kein USB-Kabel am NANO angesteckt sein.

Verbinden des Akkushield mit der Universal Platine:

Die beiden Platinen können nebeneinander gelegt betrieben werden. Dies bietet sich auch für Kalibrierung und Probebetrieb an.
Danach sollten die Platinen miteinander verbunden werden.

Die Bohrungen der beiden Platinen passen zueinander, so dass ein Verschrauben mit Kunststoffgewindeschrauben oder Kunststoffabstandshalter möglich ist.
Weitere Abstandshalter können aufgeschraubt werden und dienen als Stellhilfe.

Wenn die Lötstifte zur Verbindung verwendet werden, ist wie folgt zu verfahren.
Auf jeden Lötstift wird zusätzlich ein Kunststoffteil der Stiftleiste aufgeschoben. Damit wird ein Abstand von ca. 3-4mm erreicht.

Akku Shield mit Markierungen für GND-Pins — Akku Shield Rückseite mit Verbindungspins

Die Platinen werden mit den unbestückten Seiten zueinander montiert.
Die Universal-Platine wird auf das Akku-Shield aufgesteckt und zwei diagonal liegende Lötstifte in der Universal-Platine verlötet.
Danach kontrollieren, dass zwischen beiden Platinen und den Lötstellen der Bauteile an allen Stellen mindestens 1-2mm „Luft“ ist.
Hinweis: Als Abstandshalter in keinem Fall Buchsen/Stecker verwenden.

Nachfolgend sind die Kalibrierungen und notwendigen Test-Sketche für Sensoren und Kommunikation (WLAN, Mobilfunk,Lora) anzupassen und durchzuführen.

Hinweis:
Über ein USB-Netzteil mit Mini-USB-Kabel kann das Solar-Charger-Modul zum Laden des Li-Ion-Akkus verwendet werden.
Ein voller Akku wird vom Solar-Charger, je nach Bauart, durch Leuchten einer blauen, grünen oder gelben LED, (beschriftet mit OK) angezeigt.
Es ist zwingend notwendig, dass die Li-Ion-Akkus nacheinander geladen werden um die Gefahr durch Fehlbedienung oder Beschädigungen abzuwenden.
Beim Laden des Akku darf kein USB-Kabel am NANO angesteckt sein.

Das Laden der Akkus kann auch über die Klemmen der Solarzellen mit einem Netzteil erfolgen.
Hierbei die Akkus nacheinander laden. Die Spannung an den Klemmen darf hierbei 6V nicht überschreiten.

Release Notes zur Platine

	Release Notes
1.03 / 1.04	Release-Version

Die Platine mit den zugehörigen Fertigungsdateien sowie die entsprechenden Anleitungen stehen unter dem Copyright von Thorsten Gurzan und dürfen nur für den eigenen oder privaten Gebrauch genutzt und nicht weiter veröffentlicht werden.

Wer Leer-Platinen braucht, kann sich per Mail an platinen@beelogger.de wenden. Oft haben wir kleinere Mengen übrig, die wir zum Selbstkostenpreis rausgeben.

Tipps zur Platinenbestellung.

Rechtliche Hinweise

Bei dieser Platine und den zugehörigen Anleitungen und Informationen handelt es sich um ein Hobby-Projekt. Obwohl die Platine und Anleitungen mit größter Sorgfalt entwickelt und mit den uns zur Verfügung stehenden Mitteln geprüft wurden, erfolgt der Nachbau und die Verwendung auf eigene Gefahr und ohne Garantie oder Gewährleistung. Für Schäden aller Art wird keine Haftung übernommen. Da diese Webseite von vielen Besuchern auf der ganzen Welt genutzt wird, muss von jedem Nachbauer oder Verwender selbst sichergestellt werden, dass alle jeweils geltenden rechtlichen Bestimmungen eingehalten werden. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass der Nachbau nur durch Fachpersonen vorgenommen werden darf oder vor der Inbetriebnahme und Verwendung weitere Prüfungen notwendig sind. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, sind in vielen Ländern die VDE-Vorschriften als harmonisierte Normen einzuhalten. Bei Download der Dateien, Nachbau oder Inbetriebnahme des Projektes oder Teile des Projektes wird diesen Bedingungen zugestimmt.