Solarladegerät bauen

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Autor
Solarladegerät bauen

    







BID = 891133

chocolatefreak7

Neu hier



Beiträge: 20
 

  


Hallo zusammen,

in einer etwas älteren Ausgabe des Magazins CHIP (09/2012) bin ich über einen netten Artikel gestolpert, in dem beschrieben wird, wie man sich ein einfaches Solarladegerät basteln kann.
Laut dem Artikel benötigt man dazu nur eine Solarzelle mit 5V Nennspannung, sowie eine Schottky Diode und einen passenden Stecker fürs Handy. Das ganze soll dann so aussehen:

____-Solarzelle+________Schottky Diode_____
|_________________Handy_________________|

Die im Artikel verwendete Solarzelle hat einen Nennstrom von 81mA, laut dem Autor kann man aber auch größere Solarzellen verwenden bzw. mehrere parallel schalten.

Schottky Dioden hab ich zwei von diesen: http://www.conrad.de/ce/de/product/.....F-5-A
Bevor ich die Solarzellen besorge (hatte an zwei mit je 300mA gedacht), wollte ich mich nochmal etwas mehr in die Materie einlesen, da diese nicht so günstig sind wie die Dioden.

Was ist eure Meinung dazu, funktioniert das?

Viele Grüße

BID = 891147

k0riz0n

Stammposter



Beiträge: 266
Zur Homepage von k0riz0n

 

  

Funktionieren tut es, nur wie gut ist die Frage.

Deine Solarzellen geben selten den vollen Nennstrom ab und auch nicht konstant. Soll heissen bei etwas Bewölkung wechselt dein Handy evtl. immer zwischen Laden und nicht Laden hin und her.
Wenn man von den heutigen Handyladern ausgeht sollten es schon 500mA sein und damit dauert das Laden aber wenns blöd läuft länger als du Sonne hast

Wenn du das ernsthaft nutzen willst brauchst du etwas mehr Bauteile oder kauf dir eine fertige Lösung.
Ist es nur eine Spielerei zum Zeitvertreib kannst du es so Bauen allerdings ohne Gewähr das dein Handy das überlebt.

_________________
Infoportal Regensburg | http://www.korizon.de | Meine Projekte auf bastelimperium.de

BID = 891163

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210

Kommt drauf an für was du es nutzen willst. Wenn es dir darum geht unterwegs (in Notsituationen) dein Handy zu laden würde ich ein Ladegerät mit 4x AA zu µUSB(?) kaufen. AA-Akkus/Batterien gibt es praktisch überall, wiegen nicht viel und funktionieren auch bei Sonne, im Winter, Nachts, ...

Ansonsten achte darauf, dass die Nennspannung (nicht Leerlaufspannung) größer als 6-8 Volt ist. Dann würde ich noch einen 5V-Spannungsregler, z.B. LM 2940 CT5, LT 1086 CT-5 oder ähnlicher (low Dropout) Typ einbauen. Macht die Sache mit der Diode schon mal sicherer.

Wenn du es Zuhause aufbauen willst um das Handy regulär zu laden wäre eine Speicherbatterie noch eine Option. Würde ein 12V-System nehmen. Rechnen wird sich das nicht so schnell, aber es gibt unsinnigere Hobbys und beim Stromausfall kann man auch laden.

BID = 891316

chocolatefreak7

Neu hier



Beiträge: 20

Habe bereits ein Fertiggerät, um unterwegs bzw in Notsituationen zu laden. Soll also nur so eine Spielerei werden das ganze
Wenn ich erst mal ganz auf Solar verzichten würde und Batterien als Stromquelle benutzen würde, würde sich doch am Aufbau nichts ändern oder? 5 AA Batterien in Reihe setzten, dann käme ich auf 7,5V.
@BlackLight: Meinst du so einen Spannungsregler statt der Diode oder neben der Diode? Und wo in meinem Aufbau gehört der hin?
Viele Grüße

BID = 891363

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Zitat : chocolatefreak7 hat am 23 Jun 2013 22:49 geschrieben :
Meinst du so einen Spannungsregler statt der Diode oder neben der Diode? Und wo in meinem Aufbau gehört der hin?
Bei der Solarlösung würde ich die Diode nach dem Modul lassen und dann den Spannungsregler hinzufügen.

Bei nur Batteriebetrieb würde ich es etwas anders machen. Hier ein Schaltplan, so habe ich es auch in Betrieb. (Hab das gerade in 5 min nachgezeichnet, Fehlerfreiheit kann ich nicht garantieren. )



Der Schalter verhindert, dass sich die Batterie bei Nichtbenutzung entlädt. LED1+Widerstand1 dienen als Kontrollanzeige. Dann der LT1086 (der braucht keine Diode von Out nach In, bei anderen Typen ins Datenblatt schauen).
Was dann noch wichtig ist die Brücke am USB-Stecker wischen D+ und D- (Irgendwas zwischen 0 und 100 Ohm sollte die haben).

BID = 891367

chocolatefreak7

Neu hier



Beiträge: 20

Schon mal vielen Dank an dich, BlackLight.
Ich würde noch gerne die Funktionen der verschiedenen Teile in deiner Schaltung besser verstehen, könntest du mir das nochmal etwas laienhafter erklären? Finde das ganze hochinteressant.
Und dann noch eine Frage zur tatsächlichen Anwendung des Laders: Wie oft kannst du damit dein Handy/Smartphone/Tablet/... laden, bevor die Batterien leer sind?

BID = 891390

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Zitat :
Ich würde noch gerne die Funktionen der verschiedenen Teile in deiner Schaltung besser verstehen, könntest du mir das nochmal etwas laienhafter erklären?
Die Kondensatoren C1 und C2 gehören zu dem Spannungsregler.
Beim Rest machen wir es andersrum - was verstehst du (auch nach 5 min googlen) nicht?


Zitat :
Wie oft kannst du damit dein Handy/Smartphone/Tablet/... laden, bevor die Batterien leer sind?
Keine Ahnung (mehr). Meine NiCd-Zellen (nutze 5 Stück) sollen 5-6 Ah haben. Rest ist rechnen.
Nutze es inzwischen praktisch nicht mehr. Bin auf Qi-Laden umgestiegen.

BID = 891394

chocolatefreak7

Neu hier



Beiträge: 20

Für was ist F1 da? Um den Strom zu begrenzen? (Also bspw. so etwas?) S1 ist einfach ein Schalter, um das ganze Ein- bzw. Auszuschalten? Wie groß muss der Widerstand R1 gewählt werden? Sind die Kondensatoren C1 und C2 im Spannungsregler integriert? Wenn nicht, wie bestimmt man deren benötigte Kapazität und welche Art von Kondensatoren sollten verwendet werden? Und zwischen die D+ und D- Drähte des USB Steckers wird einfach ein Widerstand platziert?
Viele Grüße

[ Diese Nachricht wurde geändert von: chocolatefreak7 am 24 Jun 2013 14:03 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: chocolatefreak7 am 24 Jun 2013 14:41 ]

BID = 891493

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Zitat : Für was ist F1 da? Um den Strom zu begrenzen?

Ist eine Sicherung, keine Diode. Z.B. http://www.conrad.de/ce/de/product/535907/
Besonders bei Akkus oder größeren Batterien können größere Ströme fließen. Verhindert, dass die Schaltung in Flammen aufgeht wenn der Worst-Case eintritt.
Wäre schade, wenn das schöne Lumia putt geht.
*Ironie an* Apple- und Galaxy-Geräte brauchen es nicht. *Ironie aus*


S1 ist einfach ein Schalter, um das ganze Ein- bzw. Auszuschalten?

Ja. Der Spannungsregler und die LED verbrauchen Strom. Wäre schade, wenn die "Batterie" leer ist, wenn man sie dann mal braucht.


Wie groß muss der Widerstand R1 gewählt werden?

https://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/faq/led/ (Grobe Antwort ca. 500-1000 Ohm)


Sind die Kondensatoren C1 und C2 im Spannungsregler integriert? Wenn nicht, wie bestimmt man deren benötigte Kapazität und welche Art von Kondensatoren sollten verwendet werden?
Die "kann" man extern dranschalten. Bei 100nF (=Kapazität) gibt es eigentlich nur Keramik- und Folienkondensatoren. Gehen beide. Z.B. http://www.conrad.de/ce/de/product/453099/


Und zwischen die D+ und D- Drähte des USB Steckers wird einfach ein Widerstand platziert?

BlackLight hat am 24 Jun 2013 10:29 geschrieben :
Was dann noch wichtig ist die Brücke ein Widerstand am USB-Stecker wischen D+ und D- (Irgendwas zwischen 0 und 100 Ohm sollte die der haben).

BID = 891502

chocolatefreak7

Neu hier



Beiträge: 20


Zitat :

Ist eine Sicherung, keine Diode. Z.B. http://www.conrad.de/ce/de/product/535907/
Besonders bei Akkus oder größeren Batterien können größere Ströme fließen. Verhindert, dass die Schaltung in Flammen aufgeht wenn der Worst-Case eintritt.
Wäre schade, wenn das schöne Lumia putt geht.
*Ironie an* Apple- und Galaxy-Geräte brauchen es nicht. *Ironie aus*

Alles klar, das scheint sinnvoll. Übrigens, hab ein Galaxy S2

Beim Schalter gibts nichts großartig zu beachten?

Bei der Berechnung des Widerstands kam ich jetzt laut Formel R=(7,5V-2,2V)/0,02A auf 265 Ohm, also würde ich einen 300 Ohm verwenden.

Ich hab mal kurz durch die Produktinfo des Spannungsreglers geschaut, dort empfehlen die einen größeren Kondensator (S.8 unten), wobei mich auch irritiert, dass dort die Kapazität von der Bauart des Kondensators abhängig gemacht wird. Unterscheiden die sich so stark?

Zu guter letzt noch: Wäre es denkbar, den Lader neben den Batterien auch an eine 12V Autobatterie zu klemmen? Dann muss natürlich der Widerstand R1 größer gewählt werden, aber nur mal so als Überlegung.

Und vielen Dank für deine Hilfe, BlackLight!

BID = 891581

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Zitat :
Beim Schalter gibts nichts großartig zu beachten?
Die meisten können 1A bei wenigen Volt schalten. Achte eher drauf, dass der Schalter irgendwie geschützt ist und nicht von selber (beim Transport in einem Rucksack o.ä.) an geht.


Zitat :
Bei der Berechnung des Widerstands kam ich jetzt laut Formel R=(7,5V-2,2V)/0,02A auf 265 Ohm, also würde ich einen 300 Ohm verwenden.
Der passt. Bei 5 mA ist die LED fast immer noch so hell wie bei 20 mA braucht aber nur 1/4 des Stroms. Deshalb würde ich eher 1 kOhm nehmen.


Zitat :
Ich hab mal kurz durch die Produktinfo des Spannungsreglers geschaut, dort empfehlen die einen größeren Kondensator (S.8 unten), wobei mich auch irritiert, dass dort die Kapazität von der Bauart des Kondensators abhängig gemacht wird. Unterscheiden die sich so stark?.
Da fehlt mir die Kompetenz. Dann mach es wie es im Datenblatt steht, dann bist du auf der sicheren Seite. Der Hersteller hat sich dabei wohl was gedacht und garantiert mit den Kondensatoren bei 1,5A einen zuverlässigen Betrieb. Ich (als Bastler) und wenn das Ding nur Stunden im Jahr läuft sehe ich es nicht so kritisch.



Zitat :
Zu guter letzt noch: Wäre es denkbar, den Lader neben den Batterien auch an eine 12V Autobatterie zu klemmen? Dann muss natürlich der Widerstand R1 größer gewählt werden, aber nur mal so als Überlegung.
Bei 12V bräuchte man noch einen großen Kühlkörper, da im Worst-Case (14V und 0,7A) über 6 Watt verheizt werden müssen. Da würde ich zu Original-Zubehör greifen. "Darf" (Dank E-Nummer) mann dann auch im PKW/LKW betreiben: Samsung CAD-300UBE. Kostet auch kaum was.
(Oder nach dem Nachfolger suchen, da die 0,7A doch etwas schwach sind)

BID = 891612

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17417

Kleiner Hinweis die LED gehört an den Ausgang des Spannungsreglers! Erstens sorgt sie da für eine Grundlast und zweitens wird die Led mit konstanter Spannung versorgt. Eine Diode um Rückfluss vom USB zum Spannungsregler zu verhindern schadet auch nichts.

_________________
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 891618

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210


Zitat :
Kleiner Hinweis die LED gehört an den Ausgang des Spannungsreglers! Erstens sorgt sie da für eine Grundlast und zweitens wird die Led mit konstanter Spannung versorgt.
Da hast du Recht. So hab ich es bei meinem auch gelöst. Dachte wohl man könnte über den abnehmenden Strom den Ladezustand besser überwachen - dumme Idee.


Zitat :
Eine Diode um Rückfluss vom USB zum Spannungsregler zu verhindern schadet auch nichts.
Dann bräuchte man zwei - eine am Ausgang und die zweite um die Masse vom Spannungsregler anzuheben.
Aber habe gerade mal Smart-Phones vermessen. Meine beiden geben am µUSB-Anschluss keine 5V aus wenn nichts dranhängt. In dem Punkt sind sie schlau.

BID = 891628

chocolatefreak7

Neu hier



Beiträge: 20

Das heißt wenn ich euch beide richtig verstanden hab sollte die Schaltung jetzt so aussehen:



Oder gehören die beiden Kondensatoren direkt nach unten zur Masse verbunden?
Was für Dioden sollte ich da verwenden?
Und noch eine Frage zur Stromstärke: Das mitgelieferte Netzteil des Handys lädt mit 0,7A. Wie sieht das hier aus? Der Spannungsregler gibt maximal 1,5A aus? Wie ergibt sich hier der Strom, der den Akku lädt?
Eine Schaltung, um die Überladung des Akkus zu verhindern ist ja im Gerät selbst eingebaut, oder? Also muss man darauf keine Rücksicht nehmen?
Viele Grüße


[ Diese Nachricht wurde geändert von: chocolatefreak7 am 25 Jun 2013 23:42 ]

BID = 891672

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5210

> Das heißt wenn ich euch beide richtig verstanden hab sollte die Schaltung jetzt so aussehen:
Ja, fast richtig.
Mir ist nur der Widerstand bei der LED zu klein. Bei U(F) = 2,2V jagst du 37 mA durch die LED!

> Oder gehören die beiden Kondensatoren direkt nach unten zur Masse verbunden?
Ich würde sie nach Masse verbinden. So könnte es aber auch gehen. Wenn du es ganz richtig machen mach am Ausgang noch einen Kondensator mit 10-100µF hin.

> Was für Dioden sollte ich da verwenden?
Praktisch jede "Universaldiode" die um 1A aushält. Z.B. 1N4007 (Bzw. hier geht jede 1N400x)


Zitat :
Und noch eine Frage zur Stromstärke: Das mitgelieferte Netzteil des Handys lädt mit 0,7A. Wie sieht das hier aus? Der Spannungsregler gibt maximal 1,5A aus? Wie ergibt sich hier der Strom, der den Akku lädt?
Anders: Das Netzteil stellt maximal 0,7A zur Verfügung. Der Verbraucher entscheidet wie viel Strom er aufnimmt.
Bei Handys ist da R2 entscheidend. An PCs ist der anders (müsste größer sein) und das Handy läd dann z.B. mit 450 mA. Wenn R2 klein genug ist erkennt es ein Ladegerät und läd schneller.

Wen es interessiert hier meine Messung des Ladestroms meines Lumias:

Zitat :
640 mA an diversen µUSB-Ladegeräten
440 mA an USB 2.0/3.0 Ports


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