| Bereich/Sensor | Gemessene Werte | Abgeleiteter Wert | Formel | Beschreibung | | |
| µController (5V) | Spannung (V_µC)<br>Strom (I_µC) | Leistung (P_µC) | P_µC = V_µC * I_µC | Zeigt den aktuellen Leistungsverbrauch des Mikrocontrollers und aller angeschlossenen Peripheriegeräte in Watt; hilfreich zur Überwachung des Energiebedarfs und zur Erkennung von Anomalien wie Überlastungen. | | |
| | | Energie verbraucht (Wh_µC) | Wh_µC = ∫ P_µC dt (Integration über Zeit) | Kumulierte Energie, die der µController und seine Komponenten über einen bestimmten Zeitraum verbraucht haben; ideal für langfristige Analysen, z. B. tägliche oder monatliche Verbrauchsbilanzen und Optimierungen. | | |
| Akku (12V) | Spannung (V_Akku)<br>Strom (I_Akku)<br>(positiv: Entladung; negativ: Ladung) | Leistung (P_Akku) | P_Akku = V_Akku * I_Akku | Gibt die aktuelle Leistung an, die der Akku abgibt (bei Entladung) oder aufnimmt (bei Ladung) in Watt; ermöglicht die Echtzeit-Überwachung des Akku-Zustands und der Lade-/Entladeprozesse. | | |
| | | SOC (State of Charge) in % (genau) | SOC = [(Kapazität_Ah - ∫ I_Akku dt * Effizienz) / Kapazität_Ah] * 100<br>(Effizienz ~0.95; Initial aus V-LUT) | Berechnet den genauen Füllstand des Akkus in Prozent unter Berücksichtigung von Coulomb-Zählung und Lade-/Entladeeffizienz; verbessert die Genauigkeit im Vergleich zu reiner Spannungsmessung und hilft bei der Vorhersage der Restkapazität. | | |
| | | Restlaufzeit (h) | Restlaufzeit = (SOC/100 * Kapazität_Ah) / I_µC_eq<br>(I_µC_eq = I_µC * (V_µC / V_Akku) angepasst) | Schätzt die verbleibende Betriebszeit in Stunden basierend auf dem aktuellen Füllstand und dem angepassten Verbrauchsstrom; nützlich für Alarme bei niedrigem Ladestand und Planung von Ladezyklen (nur relevant bei Entladung). | | |
| | | Energie entnommen/geladen (Wh_Akku) | Wh_Akku = ∫ P_Akku dt | Kumulierte Energiebilanz des Akkus, die entnommen oder geladen wurde; ermöglicht die Analyse von Zyklen, Degradation und Gesamteffizienz über längere Perioden. | | |
| Solarpanel | Spannung (V_Solar)<br>Strom (I_Solar) | Leistung (P_Solar) | P_Solar = V_Solar * I_Solar | Zeigt den aktuellen Energieertrag des Solarpanels in Watt; hilft bei der Bewertung der Sonneneinstrahlung und der Panel-Leistung in Echtzeit. | | |
| | | Energie erzeugt (Wh_Solar) | Wh_Solar = ∫ P_Solar dt | Kumulierter Energieertrag des Solarpanels über Zeit; eignet sich für Statistiken wie täglichen Ertrag, Saisonalvergleiche und Systemoptimierung. | | |
| Systemweit (kombiniert) | - | Effizienz Laderegler (Solar → Akku) | Eff_Laden = (\ | P_Akku\ | / P_Solar) * 100<br>(nur bei Ladung, I_Akku < 0) | Misst den Wirkungsgrad des Ladereglers, d. h. welcher Anteil der Solarleistung effektiv im Akku gespeichert wird; niedrige Werte können auf Verluste durch Wärme, falsche MPPT-Einstellungen oder Defekte hinweisen. |
| | | Effizienz DC-DC-Wandler (Akku → µC) | Eff_Wandler = (P_µC / P_Akku) * 100<br>(nur bei Entladung, I_Akku > 0) | Berechnet den Wirkungsgrad des Spannungswandlers von 12V auf 5V; zeigt Verluste und hilft bei der Diagnose von Ineffizienzen oder Hardwareproblemen. | | |
| | | Gesamteffizienz (Solar → µC) | Eff_Gesamt = (P_µC / P_Solar) * 100<br>(bei direkter Solarversorgung) | Gibt den Gesamtwirkungsgrad des Systems von Solarerzeugung bis zum Verbrauch am µController an; nützlich für die Bewertung der Systemeffizienz und Identifikation von Optimierungspotenzialen. | | |
| | | Autarkie-Grad (%) | Autarkie = [min(P_Solar, P_µC) / P_µC] * 100 | Prozentsatz, zu dem der µController-Verbrauch direkt durch Solarenergie gedeckt wird, ohne den Akku zu belasten; fördert die Analyse der Systemunabhängigkeit von externen Quellen. | | |
