Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Pufferelko als Spannungsüberbrückung für Schaltaktor


von Uwe H. (berkelium97)


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Hallo allerseits,

schon mal als Vorwarnung: ich bin Hobby-Bastler und habe leider nur 
begrenzte E-Technik-Kenntnisse. Daher, liebe Fachleute, Schmunzeln 
erlaubt, aber bitte nicht gleich prügeln... :)

In meinen Sat-Receiver möchte ich einen Schaltaktor 
(http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=32583) 
integrieren, um den Receiver aus der Ferne via Internet einschalten zu 
können (Wake on LAN wäre natürlich ideal gewesen, kann er aber nicht). 
Der Aktor läuft mit 5-15 VDC und braucht lediglich max. 100 µA zum 
essen, könnte also auch mit Batterien versorgt werden. Das interne 
Netzteil des Receivers liefert 12 VDC, so dass ich den Aktor lieber da 
dran koppeln möchte, damit der Batteriewechsel komplett entfällt. Nur 
leider ist es so, dass wenn sich der Receiver im Standby befindet, die 
12 V abgeschaltet wird (wahrscheinlich um den Standby-Verbrauch niedrig 
zu halten).

Jetzt ist mir die Idee gekommen, einfach einen Pufferelko parallel dazu 
zu schalten, der groß genug wäre, um den Aktor max. 24 Stunden am Leben 
zu erhalten. Wäre auch nicht schlimm, wenn die Spannung mit der Zeit 
fallen würde, weil sich der Aktor schließlich auch mit 5 V begnügt.

Ich hätte vier Fragen an euch:

1. Ich habe daheim einige Elkos gefunden: je 10.000 µF, 16 V. Reicht so 
einer allein oder sollte ich zwei oder mehr davon parallel schließen? -- 
ich weiß, kann man ausrechnen, nur ist mir die Formel entfallen, haha. 
:)

2. Ich möchte einen Vorwiderstand dazwischen löten, damit der Elko sanft 
geladen wird (ich weiß nicht, wie man's besser ausdrückt). Welchen 
Widerstandswert und welche Leistung empfiehlt ihr?

3. Da müsste glaube ich auch noch eine Rückfluss-Diode dazwischen, damit 
die Pufferspannung nur in Richtung des Aktors anliegt. Welche Diode 
konkret soll ich nehmen (gerne auch ein Link)?

4. Ist dieser Schaltplan (Anhang) korrekt?


Danke für's Lesen!

Gruß,
Uwe H.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Uwe H. schrieb:
> 1. Ich habe daheim einige Elkos gefunden: je 10.000 µF, 16 V. Reicht so
> einer allein oder sollte ich zwei oder mehr davon parallel schließen? --
> ich weiß, kann man ausrechnen, nur ist mir die Formel entfallen, haha.
> :)

Du brauchst das 200-fache der Kapazität - um die 2F, also einen Goldcap. 
10mF würden gerade mal 700 Sekunden durchhalten. Zum (hochohmigen) 
Goldcap müsstest Du aber noch einen der großen Kondensatoren 
parallelschalten, damit genug Strom zum Schalten des Aktors zur 
Verfügung steht.


Uwe H. schrieb:
> 2. Ich möchte einen Vorwiderstand dazwischen löten, damit der Elko sanft
> geladen wird (ich weiß nicht, wie man's besser ausdrückt). Welchen
> Widerstandswert und welche Leistung empfiehlt ihr?

Z.B. 100 Ohm.


Uwe H. schrieb:
> 3. Da müsste glaube ich auch noch eine Rückfluss-Diode dazwischen, damit
> die Pufferspannung nur in Richtung des Aktors anliegt. Welche Diode
> konkret soll ich nehmen (gerne auch ein Link)?

Jede beliebige Wald-und-Wiesen-Diode geht da. Nimm eine 1N4007 oder eine 
1N4148. Die sind für unter einen Cent zu haben.


Uwe H. schrieb:
> 4. Ist dieser Schaltplan (Anhang) korrekt?

Ja.


Gruß
Jonathan

von Uwe H. (berkelium97)


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Hallo Jonathan und danke schon mal!

> Du brauchst das 200-fache der Kapazität - um die 2F, also einen Goldcap.

Du meinst so nen fetten Zylinder bekannt aus der Car-Hifi-Szene? Und 
hast du dich auch sicher nicht verrechnet? **LOL** Wie kommst du 
eigentlich auf die Monsterkapazität von 2 Farad?

Ich hab soeben am Aktor (@12 V) ganz genau nachgemessen: im Idle 
(Dauerempfang) hüpft die "Nadel" ständig zwischen 40 und 80 µA, man kann 
also von einem Mittelwert von 60 µA ausgehen. Wird ein Schaltsignal 
empfangen, wird der Schaltausgang geschlossen und für eine Dauer von 4 
Sekunden fließen 19 mA, aber bereits nach etwa 200 ms käme ja schon die 
rettende Unterstützung vom Netzteil.

Wie wär's denn statt nem Elko mit einem kleinen Bleiakku? Welche 
Kapazität bräuchte denn dieser? Die Ausmaße wären bestimmt zu groß, um 
ihn im Receiver-Gehäuse unterzubringen -- stell dir eine Autobatterie im 
Wohnzimmer neben dem Sat-Receiver bildlich vor -- da lachst du dich 
kaputt! :)

Mensch, vielleicht lass ich's ganz mit dem Netzteil und dem Puffern und 
nehm doch lieber ein Lithium 9V-Block oder ein LSD-Akku und lege den 
Batterieclip nach draußen, um den Batteriewechsel zu vereinfachen...

Gruß,
Uwe H.

von Uwe H. (berkelium97)


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Habe gerade den Praxistest durchgeführt. Habe alle 10 Elkos, die ich 
hatte, parallel geschaltet (= 0,1 F) und auf 12,5 V geladen. Daran den 
Schaltaktor im Idle-Betrieb angeschlossen. Innerhalb von 3 Stunden ist 
die Spannung auf 5 V gesunken -- bisschen kürzer also, als die 
angepeilten 24 Stunden. :)

Was haltet ihr davon, wenn ich laut obigem Schaltplan den Elko mit 10 
Stück Micro-Akkus je 800 mAh ersetze (ich denke an eneloop-Zellen)? In 
Reihe geschaltet erhalte ich ein 12V-Akkupack mit 800 mAh, was rein 
rechnerisch bei 60 µA Last für 555 Tage reichen würde, stimmt's? Oder 
soll ich lieber 9 Zellen nehmen? Ist ein 12V-Bleiakku evtl. doch besser 
für diesen Zweck geeignet?

Der Receiver schaltet sich jeden Tag automatisch für ca. 30 Minuten ein, 
um die EPG-Datenbank übers Internet zu aktualisieren. In dieser Zeit 
könnten die Akkus geladen werden. Ein Laderegler ist wohl nicht 
notwendig, weil das Netzteil ohnehin nur 12 V ausgibt und die Zellen 
somit nie überladen werden können.

Gruß,
Uwe H.

von Klaus (Gast)


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>Was haltet ihr davon, wenn ich laut obigem Schaltplan
>den Elko mit 10 Stück Micro-Akkus je 800 mAh ersetze

Man kann Akkus die zusammen 12 Volt Nominalspannung haben nicht aus 12 
Volt laden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Ladeverfahren#Ladeschlussspannung

von Uwe H. (berkelium97)


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Klaus schrieb:
> Man kann Akkus die zusammen 12 Volt Nominalspannung haben nicht aus 12
> Volt laden.

Wieso nicht? Angenommen, die Akkus haben vor dem Laden 11,5 V, dann 
schaltet sich das 12V-Netzteil ein. Je nach Vorwiderstand fließt ein 
bestimmter Ladestrom, der theoretisch gegen Null tendiert, wenn die 
Akkus 12 V erreichen. Die Akkus müssen ja nicht vollständig aufgeladen 
werden, wie in einem herkömmlichen Ladegerät, daher ist die 
Ladeschlussspannung von 14 V doch irrelevant, oder nicht?

Vielleicht auch erneut die Frage, ob 9 Zellen nicht doch besser wären 
oder eben ein Bleiakku...

von Uwe H. (berkelium97)


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Aktueller Stand: Ich habe den Pufferelko jetzt mit zehn in Reihe 
geschalteten AAA-eneloops ersetzt, als Diode die empfohlene 1N4007 
genommen und als Vorwiderstand ein 0-100 Ohm Poti (siehe Schaltplan 
oben). Das Problem ist, wenn die Differenzspannung zwischen Netzteil und 
Akkupack nur noch 0,5 Volt beträgt, ist der Ladestrom mit ca. 1 mA viel 
zu gering (auch wenn ich den Poti auf 0 Ohm drehe), um das Akkupack zu 
laden. Die Schuld schiebe ich auf die falsch gewählte Diode.

Ich weiß, das Thema ist für euch Kindergarten, trotzdem bitte ich um 
eure Ratschläge. Danke.

Gruß,
Uwe H.

von Klaus Dieter (Gast)


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Warum nimmst du nicht einfach irgend ein winziges Schaltnetzteil? Kosten 
nichts und haben einen hohen Wirkungsgrad. Coldcaps haben übrigens 
nichts mit den Caps aus der Car-HiFi Szene zu tun. Problem dabei ist 
allerdings, dass es meines Wissens keine Goldcaps gibt, die zu deiner 
Spannung passen.

von Uwe H. (berkelium97)


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Danke Klaus Dieter, darauf läuft's hinaus -- es wird ein extra Netzteil, 
bevor es noch komplizierter wird und die Sache meine Fähigkeiten 
übersteigt.

Doch bin ich etwas enttäuscht, dass niemand bereit war, sich auf mein 
Amateur-Niveau herabzusetzen, um mir eine Diode zu nennen, die auch 
unter 0,5 VDC niederohmig bleibt. Ich möchte nicht dumm sterben... :)

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