Vor vielen Jahren, als unsere Kinder noch sehr klein waren, sind wir nach Norddeich in den Urlaub gefahren. Dort haben wir einen sehr schönen kleinen Holzleuchtturm gekauft, der eine Kerze als Leuchtfeuer hatte. Meine Frau meinte, den könntest du doch wie einen richtigen Leuchtturm beleuchten - also machte ich das. Meine Überlegungen:

Ein Leuchtfeuer ist eine starke Lampe, deren Licht in Kreisbahnen ausgestrahlt wird. Blickt man auf solch ein Leuchtfeuer, steigert sich dessen Lichtintensität stetig, erreicht einen Höhepunkt, schwächt sich danach ab und erlischt schließlich vorübergehend. Im Grunde entspricht das einer Sinuskurve. Das habe ich versucht über den Microcontroller Attiny85 zu simulieren.

Ein Blick auf den Schaltpan:

Der Attiny steuert mittels PWM die LED an. LDR1 misst die Helligkeit der Umgebung. Der Controller schläft bei Tageslicht ein um Strom zu sparen. Alle etwa 8 Sekunden wacht er auf und misst an ADC3 die Helligkeit. Ist es dunkel genug, simuliert er das Leuchtfeuer, ist es zu hell, schläft er sofort wieder ein. Bei >5 kOhm des LDR ist es dunkel genug, um das Leuchtfeuer zu starten. R2 und R5 teilen die Versorgungsspannung auf max. 1,1V, das ist die Referenzspannung des Controllers. ADC2 überwacht die Akkuspannung. Unter 3.2V Leerlaufspannung ist der LiFePo4-Akku ziemlich entladen. In diesem Fall blinkt die Diode zweimal und zeigt an, dass der Akku geladen werden möchte. Die Spannungsteiler R1, LDR1 und R2, R5 würden permanent Strom verbrauchen, wären Sie wie üblich auf Masse geschaltet. Um das zu verhindern sind sie nicht auf Masse, sondern auf PB1 geschaltet. PB1 wird per Software nur dann auf LOW gesetzt wenn gemessen wird. In der übrigen Zeit fließt kein Strom über die zwei Spannungsteiler. Die Schalttransistoren der Ports beim Attiny sind MOSFETs, die haben fast keinen DS-Widerstand, beeinflussen die Messungen praktisch nicht.

Hier der Bascom-Code.

Warum LiFePo4-Akkus?

Wenn ich mit ESP8266-Modulen arbeite, ist außerhalb des Hauses immer die Frage nach geeigneter Stromversorgung. Ich bin immer mehr dazu übergegangen, die Versorgung durch LiFePo4 - AA -Akkus zu bewerkstelligen. Zwischenzeitlich habe ich 8 davon. LiFePo4-Akkus haben ideale 3.2V von voll (3.3V Leerlaufspannung) bis ziemlich leer (3,1V Leerlaufspannung). Ein Spannungsregler wird nicht benötigt. Allerdings ist der geringe Voll-Leer-Spannungsunterschied gering. Er muss überwacht werden, um den Akku nicht zu tief zu entladen. Der Grund, warum ich die Schaltung für LiFePo4-Akkus entworfen habe: Im Winter sind diese Akkus ungenutzt, weil ich sie vor allem für eine Giessanlage, bzw. für deren Feuchtigkeitssensoren nutze. Um die Akkus in der Winterzeit zu trainieren ist diese Schaltung auf LiFePo4 ausgelegt. 

Alternativ können statt einer LiFePo4-Zelle auch drei AAA-Batterien verwendet werden. Die zeigen unter etwa 1V pro Zelle "leer" mit zweimal Blinken an. Man kann die Software auch anpassen und zwei 1,5V-Zellen nehmen, aber unter 3V leuchtet nicht jede weisse LED verlässlich.

Impressionen:

26. November 2020: Der erste LiFePo4-Akku (600 mAh) ist seit dem 11.11.2020 ununterbrochen in Betrieb. Über zwei Wochen und immer noch recht voll (3.28) Volt. Die Schaltung verbraucht viel weniger Strom als angenommen. Vielleicht zu wenig zum "Trainieren" der 8 Zellen. Bis alle durch sind ist der Winter rum.

 12. Dezember 2020: Der erste Akku ist leer. Habe ich aber durch direktes Messen mit dem Multimeter bemerkt. Die 1,1V-Referenzspannung ist vielleicht doch nicht sooo genau. Immerhin - einen Monat mit 600 mAh.