Raspberry Pi: weitere Erfolge

Der Raspberry Pi soll zukünftig meine Gartenbeleuchtung steuern. Seit nunmehr Mai 2017 ist der Gedanke gekommen den auf einem PIC Microcontroller basierenden System durch den mit Linux laufenden Minicomputer zu ersetzen. Raspberry Pi Minicomputer erfreuen sich einer großen Beliebtheit. Sie sind günstig zu erwerben und bieten eine recht gute Ausstattung. Mit Linux als Betriebssystem haben sie eine sehr große Möglich Anwendungen darauf laufen zu lassen oder Eigenentwicklungen damit zu erstellen.


Für die Umsetzung meines Vorhabens sind einige Punkte notwendig. Zwar hat der Raspberry Pi eine Vielzahl von IO´s (Das sind Anschlüsse um mit der Außenwelt zu kommunizieren) aber die müssen auch angepasst werden um diese in der Zielumgebung nutzen zu können. Dazu dient das Raspi Extension Board. Dieses ermöglicht unter anderem das der Raspberry Pi auch ausreichend hohe und starke Spannungen und Ströme schalten kann oder Spannungen misst.

Um dieses Extension Board nun mit dem Minicomputer zu betreiben bedarf es einer Abstimmung von Hardware (also dem Extension Board) und dem eigentlichen Steuerrechner, dem Raspberry Pi.

Die Module auf dem Extension Board sind im wesentlichen ein BUS System (SPI BUS), ein Chip Select Extender um die Systeme die am Bus hängen anzusprechen, ein AD/Wandler zur Bestimmung von Spannungen an Solarzellen, Akku und am Stromsensor, ein D/A Wandler zur Erzeugung von Referenzspannungen, eine Echtzeituhr, eine PWM Leistungsstufe und ein StepDown Wandler.

Alle diese Systeme arbeiten über die Software auf dem Raspberry Pi zusammen und sorgen dafür das die Solarzellen den Akku RICHTIG laden.

Das RICHTIG laden ist auch das eigentlich intelligente an einer solchen Steuerung. Prinzipiell kann man ein Solar Panel auch einfach mit dem Akku verbinden, in bestimmten Situationen ist dieses sicherlich möglich. Für den Akku gelten aber Regeln mit denen er ge- und entladen werden muss. Akkus reagieren sehr sensibel auf zu starke Entladung und sind dann ggf. schon bei einer ersten Tiefentladung zerstört, auf zu starke oder Überladung sind sie ebenfalls allergisch. Das genau ist die Aufgabe der Steuerung mit Unterstützung von Sensoren auf dem Extension Board diesen Prozess zu überwachen und wenn notwendig einzugreifen.

Nun kann man ein solches Steuermodul auch einfach kaufen und die Komponenten Akku, Solarzelle verbinden. Vermutlich ist das um ein vielfaches billiger. Was bei diesem Vorhaben jedoch zählt ist, es selbst gebaut zu haben bedeutet auch es zu verstehen und bis ins kleinste Detail Erfahrungen mit dieser Technik und Technologie gesammelt zu haben. Ein wichtiger Punkt ist noch dabei zu beachten, dieser Controller macht wirklich das was ich möchte und bietet neben dem Gerät von der Stange ein vielfaches an weiteren Features. Als Beispiel sei hier genannt: Bedienung von unterwegs vom Handy, jedem Internet PC, Datenspeicherung für Statistik, schalten individueller Zustände und Ereignisse, Integration in die Homeautomation, …. und vieles mehr. Man kann hier fast jedes erdenkbare Szenario abbilden und programmieren.

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