Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Solarmodul + Laderegler


von Thomas (Gast)


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Hallo,

ich habe meinem Sohn einen Stall sowie eine Halle für seine Siku 
Spielsachen gebaut.

Nun möchte ich in der Halle wie auch im Stall je 4 LEDs betreiben. Also 
jeweils ein Kippschalter für die beiden Gebäude.

Zudem habe ich einen Getriebemotor für das öffnen und schließen eines 
Rollo mit eingebaut. Für diesen benötige ich einen 6 Poligen Taster 
Ein/Aus(0)/Ein, da für Rechts/Links-Lauf  ja umgepolt werden muss.

Das soll an 12V DC betrieben werden. Entweder per Netzteil, oder per 
Batterie (Blei Gel Akku) welche per PV-Modul aufgeladen wird.
-Laderegler PWM (alternativ: 
http://www.conrad.de/ce/de/product/110173/Solar-Laderegler-1224V-4A)
http://www.ebay.de/itm/Solar-Regler-Laderegler-PWM-Solarladeregler-10A-12V-24V-/170743381513?pt=Solaranlagen&hash=item27c1193e09
-Solarmodul
http://www.ebay.de/itm/10W-SOLARPANEL-SOLARMODUL-PHOTOVOLTAIK-SOLARZELLE-NEU-/250960436233?pt=Solaranlagen&hash=item3a6e685c09
-Blei-Akku 12V
http://www.conrad.de/ce/de/product/250165/BLEI-WARTUNGSFREI-12-V-12-AH


Dazu einige Fragen:

1)Das Solarmodul hat eine Nennspannung von 9V. Der Verkäufer meint, dass 
der Regler die 9V hochregelt, so das der Laderegler schon passt. Bei 
Conrad meinte der Verkäufer aber, ich müsste ein 17.5V Modul kaufen, da 
die Spannung höher sein müsse als die 12V des Akkus (trotz Laderegler).
Was meint ihr???

2)Wie kann ich ausrechnen wieviel Energie ich zur Verfügung habe. Es ist 
ein Monokristallines Modul bei durchschnittlicher Zimmerhelligkeit. 
Sofern man mal mittlere Werte für das Modul und die Helligkeit annimmt.

3)Wenn der Blei-Akku geladen wird, welche Gase etc. entstehen dabei? 
Muss ich mir da Sorgen machen (in geschl. Räumen)?

4)Was muss ich zur Sicherheit meines Kindes noch beachten? Besteht ein 
Risiko bzgl. Akku, Spannung, Strom, Regler(Brandgefahr),Panel(z.B. bei 
Sonneneinstrahlung)????

5)Wo bekomme preislich günstige LEDs (warm-weiß)für 12V her? Wie 
berechne ich den entsprechenden Widerstand? In  jedes Gebäude sollen 4 
Stück in Reihe oder Parallel angeschlossen werden.

6)Wo finde ich günstige Kippschalter für Umpolung und noch einen für 
ein/aus. Am besten für Rundlochmontage?

7)Kennt jemand ein günstiges Steckersystem für 2DrahtLeitungen im 
Bereich 12V? Es soll alles Steckbar aufgebaut werden. Gibt es passende 
Kabelschellen oder Befestigungen für 2x0.5mm Kabel? (Untergrund 5mm 
Sperrholz).

von MaWin (Gast)


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1) Der von Conrad braucht ein 17.5V Modul, der von eBay vermutlich auch 
obwohl es technisch möglich wäre daß er hochregelt steht es doch in der 
Beschreibung nirgends drin.

2) Die Leistungsangabe der Module erfolgt bei 1kW/m2, also 100000 Lux 
Sonnenlicht, im Wohnzimmer sind es so 300 Lux. Die Leistung skaliert 
entsprechend, und wenn das Licht aus ist, kommt 0 raus.

3) Keine, da der Laderegler eine Überladung verhindert.

4) Eine Schmelzsicherung direkt am Akku um bei Kurzschlüssen ein Platzen 
zu verhindern. Wenn ein Tiefentladeschutz im Regler ist, kann auch das 
Kind dem Akku nichts anhaben.

5) Überall. Lampenladen, Conrad, eBay. Gegenüber dem PV-Panel-Preis ist 
der LED Preis vollkommen vernachlässigbar.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm

6) Bei jedem Elektronikversender, ob Conrad oder Reichelt oder Darisus 
oder sonstwem. http://www.reichelt.de/Kippschalter/MS-245/index.html

7) Modelleisenbahnzubehör.

von Thomas (Gast)


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Noch eine Frage zum Akku in Verbindung mit Laderegler und SolarPanel:

Folgende Teile:

1)SolarPanel (2Stück in Reihe)
10W SOLARPANEL SOLARMODUL PHOTOVOLTAIK SOLARZELLE NEU
http://www.ebay.de/itm/250960377494?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2649

2)LadeRegler
Solar Regler Laderegler PWM Solarladeregler 10A 12V/24V
http://www.ebay.de/itm/170743381513?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2649

3)Akku
12V VDS AGM BLEI AKKU BATTERIE kompatibel GELAKKU GEL BLEIAKKU 2,3Ah 
20HR
http://www.ebay.de/itm/350516232290?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1439.l2649


Auf die Frage, ob denn der LadeRegler in Verbindung mit dem SolarPanel 
und dem Akku funktionieren wird, habe ich folgende Antwort erhalten:

diese Frage kann ich nicht direkt beantworten. Angeboten wird dort 
anscheinend ein Laderegler für eine maximale Strombelastung von 10A, 
dies ist aus dem chinesichen Kauderwelsch Text aber nicht eindeutig 
entnehmbar. Sollten von Solarpanel 10A Strom geliefert werden, so käme 
eine ca. 100Ah Batterie in Frage. Eine 2Ah-Type wäre nach max. 5-10 
Ladungen am Ende (Keine Gewährleistung!)
haben Sie sich die Bewertungen des Verkäufers aus China mal angesehen?

....aus der Antwort werde ich leider auch nicht schlauer!??? Geht das 
alles nun zusammen? Oder ist die Kapazität des Akkus zu klein? 
Eigentlich ist das doch egal? Ich habe ohnehin nur ein paar LEDs und nen 
kleinen 12 V Motor dran, der jeden Tag mal max. 4Min läuft!

Bitte um Aufklärung!

von Der müde Joe (Gast)


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Vollkommen oversized für Deine Anwendung. Du brauchst ein kleines 
Solarmodülchen plus einen Mini-Laderegler für LiIon-Zellen plus 
aufladbare LiIon-Mignonzellen. Also tatsächlich etwas in Richtung 
Spielzeug.

Wie wär's einfach so eine Solarblume aus dem Baumarkt zu schlachten? Da 
haste alles drin (Solarzelle, Batterie, Ladeelektronik) für 'nen Zehner. 
Und bei Bedarf dann halt ein paar mehr von den Dingern.

Der müde Joe.

von oszi40 (Gast)


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Thomas schrieb:
> Zudem habe ich einen Getriebemotor für das öffnen und schließen eines
> Rollo mit eingebaut.
Dein Motor braucht wahrscheinlich mehr Strom? Schon gemessen?

Für Deine LEDs wäre der Mißbrauch von Solar-Gartenlaternen durchaus die 
billigste Variante, sofern diese AA-Akkus ausreichender Kapazität haben 
(>2000mAh). Die Akkus (mit möglichst wenig Selbstentladung) sollen auch 
regnerische Zeiten  überbrücken.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Thomas schrieb:
> Sollten von Solarpanel 10A Strom geliefert werden

Wie soll das gehen? Bei einem 6V/10W Panel ist bei 1600mA Schluss, 
selbst wenn die Sonne noch so hell scheint.

von MaWin (Gast)


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> Angeboten wird dort anscheinend ein Laderegler für eine
> maximale Strombelastung von 10A

Richtig.

Und daher absolut ausreichend für dein 1.16A Solardoppelmodul,
du müsstest dir erst Gedanken machen ob das taugt wenn du 10 solche 
Doppelmodule parallel dranschaltest.

Der Akku hat egal ob 2.3Ah oder 100Ah das Problem, wenn er jedesmal tief 
entladen wird, nur wenige Ladungen lebt, wenn er aber nur teilentladen 
wird, mehrere Jahre halten kann.

Man sollte also dem 2.3Ah Akku nur 0.5Ah entnehmen, oder einen grösseren 
Akku nehmen.

Bei vollen Sonnenschein wäre der 2.3AH Akku in 2 Stunden voll, 
allerdings scheint hier die Sonne kaum, realistischer rechnet man mit 20 
Stunden Ladezeit. Falls jeden Tag der Akku aufgeladen werden sollte, 
reicht das Solarpanel also sowieso nicht, um dem Akku in der Nacht .23Ah 
zu entnehmen. Entnimmt man aber akkuschonend nur 0.5Ah, die man auch in 
5 Stunden wieder aufladen kann, passt das wür eine Nachtstromversorgung 
(falls das überhaupt der Einsatzzweck ist) und kann auch mal 1 oder 2 
Tage ohne relevanten Sonnenschein überbrücken.

Akku, Solarrehler und Solarpanel passen also recht gut zusammen, wenn 
man ca. 0.5Ah entnehmen muß.

von Thomas (Gast)


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...Danke schon mal für die Antworten!

Hier die Daten zum Motor:
http://www.ebay.de/itm/220914473908?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1423.l2649
Maße über alles:  ca. 100x56x75mm
Betriebsspannung: 6....12V Gleichspannung
Drehzahl max: ca. 32 UPM bei 12V
Minimale Startspannung: 2V
Max. Stromaufnahme (Getriebe blockiert) : ca. 2,2A
Leerlaufstromaufnahme: ca. 0,2A
Max. Kraft (Getriebe blockiert): ca. 36 kgf/cm (3,53 N.m)
Drehzahl des angeflanschten Motors (ohne Getriebe) : ca. 2800 UPM

1)wo steht denn, dass man immer nur 0.5Ah entnehmen darf?
Muss ich mich darum kümmern? Ich dachte eigentlich, dass dieser 
Laderegler die Aufgabe übernimmt und automatisch solange auflädt bis der 
Akku voll ist. Sobald dann wieder Energie entnommen wird (und z.B. die 
Akku-Spannung sinkt) schaltet der Laderegler wieder an und die Aufladung 
geht weiter!????

2)Wie kann ich mir den Verbrauch ausrechnen. Sagen wir 8 helle LEDs, 
jede an 12V und sagen wir z.B. tägl. 1h im Einsatz. Und der Motor wird 
im "quasi Leerlauf, oder sagen wir bei 12 mit 0,4A ca. 5Minuten pro Tag 
betrieben. Auch wie ich mir die Aufladung im Wohnzimmer (mittlere 
Helligkeit)ausrechnen kann int. mich!??

3)Könnt Ihr mir eine günstige warm-weiße LED (am besten incl. passender 
Vorwiderstand) empfehlen???

4)Ich brauche noch passende Schalter (EIN/AUS, rastend) und nen Schalter 
für die Umpolung des Motors (EIN/AUS/EIN, tastend,tastend). Folgende 
Kippschalter würden schon passen, sind aber rel. teuer für nen einfachen 
12V Bereich! Habt ihr da günstigere Lösungen?

http://www.conrad.de/ce/de/product/703036/MINIATUR-KIPPSCHALTER-1-POLIG-MITTELST
Miyama MIYAMA Miniatur-Kippschalter MS 500-BC-C 1 x Ein/Aus/Ein 
rastend/0/rastend 125 V/AC 6 A
3,20EUR

1x
http://www.conrad.de/ce/de/product/703117/MINIATUR-KIPPSCHALTER-2-POLIG-TASTEND
Miyama MIYAMA Miniatur-Kippschalter MS 500-BC-J 2 x (Ein)/Aus/(Ein) 
tastend/0/tastend 125 V/AC 6 A
3,80EUR

von holger (Gast)


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>Auch wie ich mir die Aufladung im Wohnzimmer (mittlere
>Helligkeit)ausrechnen kann int. mich!??

Solarzelle im Wohnzimmer? Ich schmeiss mich weg.
Häng dir ein Scheiss Ladegerät an den Akku. Ist billiger
und lädt den Akku auch noch, ganz im Gegensatz zur
"Wohnzimmer" Solarzelle.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Thomas schrieb:
> 1)wo steht denn, dass man immer nur 0.5Ah entnehmen darf?

Ist bei Bleiakkus so, sonst leben sie nicht lange. einem 2,3 Ah Akku 
kann man wohl auch etwas mehr entnehmen, vielleicht 1 Ah.

> Muss ich mich darum kümmern? Ich dachte eigentlich, dass dieser
> Laderegler die Aufgabe übernimmt

Er muss nicht nur das Laden überwachen, sondern auch das Entladen und 
dann rechtzeitig abschalten, damit der Akku nicht tiefentladen wird. 
Nicht alle Regler können das.

> 2)Wie kann ich mir den Verbrauch ausrechnen. Sagen wir 8 helle LEDs,
> jede an 12V und sagen wir z.B. tägl. 1h im Einsatz.

Du kannst zwei weiße Leds in Serie an 12V hängen. Daher fließen hier 
etwa:
20 mA * 4 = 80 mA
Das multipliziert mal 1 h ergibt:
80 mA * 1 h = 80 mAh


> Und der Motor wird im "quasi Leerlauf, oder sagen wir bei 12 mit
> 0,4A ca. 5Minuten pro Tag betrieben.

0,4 A * 1/12 h = 0,033 Ah

Zusammen mit den Leds ist das:
80 mAh + 0,033 Ah = 0,080 Ah + 0,033 Ah = 0,113 Ah

Wenn du dem Akku maximal 1 Ah entnimmst, dann sind das etwa 9 Tage 
Betriebszeit.


> Auch wie ich mir die Aufladung im Wohnzimmer (mittlere
> Helligkeit) ausrechnen kann int. mich!??

Wie MaWin schon angedeutet hat liegt hier das größte Problem.

Ich habe die Werte von hier übernommen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Lux_%28Einheit%29

Heller Sonnentag          100 000 Lux
Zimmerbeleuchtung             500 Lux

Deine Solarzelle hat 10 Watt. Das wird gemessen bei hellem Sonnenschein. 
Im Zimmer liefert sie davon nur noch 500/100000 = 0,5%. Das sind also 
0,05 Watt. Bei 14 Volt für den Akku sind das:
0,05 W / 14 V = 0,0036 Ampere

Das ist sehr, sehr wenig und gleicht wahrscheinlich gerade mal die 
Selbstentladung des Akkus aus. Einzige sinnvolle Möglichkeit ist somit 
das Spielhaus im Sommer außen aufzubauen, oder den Akku an der Steckdose 
zu laden.

von Thomas (Gast)


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Danke!

-Wie kann ich messen ob der Akku voll ist, bzw. welchen Ladestand dieser 
gerade hat?

-Wie groß muss der Leitungsquerschnitt von den Modulen zum Laderegler 
und hin zum Akku sein??? (ausreichend auch für den Fall, dass die 
Solarzellen im freien mal VOLL Sonne abbekommen). Wie berechne ich den 
notwendigen Querschnitt?

-Muss ich von der Solarzelle zum Laderegler. Oder auch vom Akku zum 
Endverbraucher noch Sicherungen einbauen? Wenn ja, wie müssen diese 
dimensioniert sein?

von Ebax (Gast)


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Moin und ein frohes neues.

Ich würde dir auch zu einem billigen Netzteil raten, dann kannst du auch 
den gefährlichsten Teil weglassen (Batterie) und es funktioniert auch 
noch.

Ob ein Akku voll ist eine Wissenschaft für sich. Bei dir reicht wohl 
eine maximale Spannung als geeignete Kenngröße.

Kabeldicke ist nicht so einfach zu berechnen, aber bei deinen Strömen 
tut es so gut wie jedes Kabel. Glaub man sagt als Richtwert 1mm^2 =10 
Ampere.


Eine Sicherung brauchst du nur direkt am akku das deiner Wohnung nicht 
abfackelt oder der Akku bei Kurzschluss explodiert.
Der maximale Strom der fließen soll bestimmt den Wert der sicherung. Der 
genaue Wert ist nicht so entscheident, da im Kurzschlussfall x-mal der 
Nennstrom fließt.

Also Akku weg, Solatpanel zur Deko aufs Dach und Steckernetzteil in die 
Steckdose.

Viel Spaß beim basteln.

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