Erik Markus Feichtinger
Elektroplanung, Schaltungsdesign und Realisierung
Schen onziagen, schiach wegstölln
Am Markt existieren derzeit nur Powerbanks mit begrenzter Lade- und Speicherleistung, die beispielsweise das vollständige Aufladen eines Laptops meist nicht ermöglichen. Auch Modelle, die mittels Sonnenenergie geladen werden können, sind rar und bieten oft nur eine geringe Solarladeleistung von wenigen Watt. Der Ladestatus wird in der Regel lediglich über LEDs angezeigt.
Als Lösung wurde ein mobiler, tragbarer und weitgehend autarker Energiespeicher entwickelt, der speziell für die Versorgung von leistungsstarken Endgeräten („Power Devices“) konzipiert ist. Ergänzend ermöglicht eine Handy-App das Abrufen aktueller Leistungsdaten und die Parametrierung individueller Einstellungen. Externe PV-Module können über flexible Steck- und Kabelverbindungen angeschlossen werden, was eine variable und effiziente Nutzung von Solarenergie gewährleistet.
Hier sind die wichtigsten Informationen unseres Projektes:
Das beigefügte Konzeptbild veranschaulicht den Hardwareaufbau. Ein Wechsler ermöglicht die flexible Einspeisung, wahlweise über das PV-Panel oder unseren speziellen Stecker. Der Stecker bietet zudem die Möglichkeit, ein separates Netzteil anzuschließen – sei es über einen 12V-Zigarettenanzünder oder direkt über die 230V-Steckdose.
Ein integrierter Laderegler steuert die eingehende Stromzufuhr, wobei dieser durch eine vorgeschaltete Spannungsmessung überwacht wird. Überschüssige Energie wird in einer Batterie gespeichert, deren Lade- und Entladeströme mithilfe eines Shunt-Widerstands gemessen werden. Alle Messdaten werden an einen Arduino weitergeleitet, der die Auswertung übernimmt. Die Endgeräte werden über USB-PD zuverlässig mit Energie versorgt.
Nebenan wird der Aufbau der Steuerplatine, welche auf dem Arduino Platz nimmt, dargestellt. Da der Arduino 5V benötigt, wird ein Netzteil von 12V/5V verwendet. Die Umschaltung der Einspeisungsmöglichkeiten erfolgt hier über ein Relais, welches über den Arduino gesteuert wird.