Der Arduino Nano (ATmega328) bezieht seine 5V Versorgung aus dem Akku über den MCP1702-5 neben der Diode.
Eine Besonderheit der verwendeten Spannungsregler MCP1702 ist deren sehr geringer Eigenverbrauch.
Dadurch ist es möglich (nach Modifikation des Arduino Nano/Pro Mini), durch Abschalten der Versorgungsspannung aller Module und Sensoren sowie Aktivieren aller Stromsparoptionen im ATmega das System in einen Eigenstromverbrauchsmodus von unter 20uA (typisch 10uA) zu versetzen.
Das Abschalten der Versorgungsspannung erfolgt über einen P-Kanal-MOSFET (IRLIB9343/IRF5305) als High-Side-Schalter, der über einen Transistor angesteuert wird. Die Schaltung (High-Side-Switch) findet sich an diversen Stellen im Netz.
Über den Anschluß BatSW werden im Mess-/Sendezyklus die Sensoren (der 2. MCP1702-5) und LTE/GSM-Modul versorgt.
Das WLAN bzw. LORA-Modul werden via BatSW mit 3,3V (MCP1702-33) gespeist.
Die Anschaltungen der Sensoren erfolgen jeweils nach den Datenblättern der Hersteller. Hierzu finden sich viele Beispiele im Netz.
Für einen groben Überblick über den Aufbau auf Basis des beelogger-SMD haben wir diesen Schaltplan erstellt.
Die Verwendung der Pins des ATmega328 beim beelogger findet sich hier.
Nur für die Fehlersuche: Anschaltung MOSFET mit Messpunkten
beelogger Universal Platine 1.x mit Buchstaben der Messpunkte zur Fehlersuche im Netzteil
Messpunkte in dieser Reihenfolge kontrollieren:
1. Nano und DS3231-Modul entfernen, Drahtbrücke (grün) von “+5V” nach “D4” einbauen
2. Spannungsquelle 6-12V (=Ubat) an Klemme “Laden” oder “Batterie” anschließen, “J-1” stecken
3. Spannungen messen:
– Messpunkt “A”: Ubat
– Messpunkt “B”: +5V
– Messpunkt “C”: 0,7V
– Messpunkt “D”: 0V
– Messpunkt “E”: Ubat
– Messpunkt “F”: +5V; “G”: 3,3V, wenn MCP1702-33 bestückt
Fehlersuche, Reihenfolge einhalten:
Spannung an “A” fehlt: Leiterbahn unter Anschlussklemmen defekt, Diode falsch herum eingebaut
+5V an “B” fehlt: MCP1702-5 defekt, Kurzschluß auf +5V
0,7V an “C” größer 1V oder kleiner 0,5V: BC548 defekt oder Leiterbahnunterbrechung
0V an “D” größer 0,5V: BC548 defekt oder Leiterbahnunterbrechung
Ubat an “E” ist nicht Ubat: Widerstände 2k0 und 220 kontrollieren, ev. MOSFET defekt
weitere Fehlerbehebung -> Support
Widerstände für die Batteriespannungsmessung:
Die Widerstände 1MOhm und 470kOhm teilen die Versorgungspannung.
An Pin A6 des Nano ( Pin A2 beim Pro-Mini) -Modul ist ca. 1/3 der Akkuspannung vorhanden, wenn der Jumper J-1 gesteckt ist.
Bei ca. 8,2V Akkuspannung ergeben sich ca. 2,7V zwischen GND und Pin “A6” bzw. “A2″(ProMini).
Sonstiges:
Die Pegelwandlerschaltung ist dem Hardware-Manual “SIM800_Hardware_Design_V1.10.pdf” entnommen. Ihre Aufgabe ist es, die Signale der seriellen Schnittstelle zum SIM7600E, SIM800L und ESP8266, welche 3,3V Signalspannung haben, auf die 5V-Pegel des ATmega anzupassen. Für die TX-Seite des ATmega wird ein einfacher Spannungsteiler verwendet. Der RX-Zweig verwendet für SIM800L/ESP8266 hingegen einen Transistor in Kollektorschaltung.
Das Reset-Signal wird ebenfalls über einen Spannungsteiler geführt, der zusätzlich eine Diode verwendet, um den Low-Pegel am SIM800L/ESP8266 zu erreichen.
Die 5V Versorgung des beelogger Universal Solar darf mit maximal 150mA belastet werden.
Der 3,3V Spannungsregler dient allein der Versorgung des ESP8266 und der Pegelwandlerschaltung bei SIM800L/ESP8266. Für den Dauerbetrieb eines Systems mit Bienenzähler (LAN/WLAN) wird anstelle des MCP1702-33 ein LF33CV verwendet.
Stromaufnahme:
Wesentliche Hintergrundinformation zu den Stromsparmodi des ATmega 328 stellt Nick Gammon (Au) auf seiner Webseite zur Verfügung.
Die Messung der Stromaufnahme ist hier beschrieben.