Hallo Zusammen,
wie der Titel schon verrät schreibe ich aus einem nicht so erfreulichen Anlass.
Ich habe mir auf meinem Südbalkon eine kleine Inselsolaranlage zusammengebaut (100W Panel, Laderegler, LifePo4 Akku) um eine WetterCam zu betreiben.
Da es mein erstes Projekt mit Solarstrom ist wollte ich ein paar Daten sammeln.
Dafür habe ich an das Solarpanel drei DS18S20 Temperatursensoren angebracht (siehe Bild, Sensoren sind mit Wärmeleitklebepads auf der Rückseite des Panels angebracht und mit Bauschaum isoliert von der Umgebung).
Diese gehen über ein ~2m dreiadriges Kabel mit wasserdichtem Stecker in ein wetterfestes Gehäuse.
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In diesem sind der Laderegler (Victron SmartSolar MPPT 75/10), der LifePo4 Akku (12Ah), ein BME280 sowie ein Raspberry Pi Zero W untergebracht.
Der Pi Zero war mit einem USB-TTL Wandler mit dem Laderegler verbunden um dessen Daten (ve.direct Text Protokoll) in eine Datenbank loggen. Außerdem sind noch die Temperaturmesswerte der 1-Wire Sensoren, die CPU-Temperatur, sowie die Daten des BME280 (Temperatur/Luftfeuchte/Luftdruck) mit in die DB geschrieben worden.
Der ganze Aufbau hat auch für zwei Monate so funktioniert wie gedacht.
Doch als ich vor drei Tagen mal wieder auf meinen Pi Zero draufschauen wollte konnte ich mich nicht verbinden...
Also auf den Balkon gegangen und in das Gehäuse geschaut, hat schon beim öffnen etwas "elektrisch" gerochen (was meistens kein gutes Zeichen ist ).
Sah aber alles soweit gut aus, was mich aber stutzig gemacht hat, war das der Heißkleber (mit dem ich die drei Pins der 1-Wire Sensoren zu einem einzigen Stecker verbunden hatte) nicht mehr am Gehäuse der Pins war sondern komplett verflüssigt auf der Platine des PI
Als ich dann den Kühlkörper des PI berührt habe hat sich mein Verdacht bestätig, er war ziemlich heiß.
Ebenso wie der Spannungswandler welcher ihn mit Energie versorgt. Also alles abgezogen und erst mal abkühlen lassen.
Danach nochmal versucht ihn zum Leben zu erwecken, ohne Erfolg.
Testweise am Labornetzgerät angeschlossen (5v, 1A Strombegrenzung eingestellt) und gesehen das er einen satten Kurzschluss hat (Spannung ist auf 2V eingebrochen und Strombegrenzung hat ausgelöst).
Gut der Pi Zero ist futsch, hab noch Ersatz in der Schublade liegen. Aber ich möchte nun der Ursache auf den Grund gehen um eine Wiederholung zu vermeiden.
Für einen Moment hatte ich die Victron Schnittstelle im verdacht eventuell einen Potentialunterschied zu haben. Aber eine Kontrollmessung hat gezeigt das dem nicht so ist. Kein Potentialunterschied zwischen der Masse des Spannungswandlers (Spannungsversorgung des Pi Zero) und der Masse der Schnittstelle. Der USB-TTL Wandler funktioniert auch noch.
Eine Überspannung aus dem Solarpanel (bzw aus der Zuleitung) schließe ich auch erst mal aus. Sichtung der DB zeigte das der letzte Eintrag nachts um 1:20 geschrieben wurde, da war es zappenduster.
Bleiben noch die Temperatursensoren am 1-wire Bus.
Welche einen ziemlich verdächtigen Eindruck machen, durch die Tatsache das der Heißkleber weggeschmolzen ist (da braucht es schon ein paar Grad für)...
Meine Frage wäre jetzt, wieso?
Gab es einen Kurzschluss auf dem Kabel? Eine Messung des Widerstandes vom Stecker/Kabel zu den Sensoren war unauffällig.
Es war in der Nacht wohl recht kalt (ein paar Grad unter 0) aber das war schon öfter so und kein Problem (laut DB war der tiefste aufgezeichnete Wert -10° C).
Machen die DS18S20 zicken wenn es zu kalt wird?
Gut jetzt im Nachhinein werde ich es eventuell nicht mehr rekonstruieren können.
Deshalb wäre meine zweite Frage, wie den GPIO schützen?
Gibt es eine simple (günstige?) Schutzschaltung um weiterhin den 1-wire Bus und die Sensoren nutzen zu können, aber zu verhindern das der Pi Zero abraucht?
Ich hab mal ein bisschen gesucht und diese zwei Platinen für 1-wire Bus am Raspberry Pi gefunden:
https://www.abelectronics.co.uk/p/76/1-wire-pi-zero
http://www.sheepwalkelectronics.co.uk/product_info.php?products_id=30
Beide haben eine ESD Schutzdiode verbaut, die Frage ist hätte die was geholfen?
Alternativ hätte ich auch noch eine 50mA Feinsicherung (flink) welche ich in die 3.3V Leitung schalten könnte.
Keine befriedigende Lösung, aber würde das was bringen?
Bin für jeden Lösungsvorschlag Dankbar.
lg Stefan