Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromsparen durch Akkubetrieb im Standby


von Christian E. (christian_e)


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Hallo,

ich habe mir etwas zum Stromsparen überlegt und wollt mal eure Meinung 
zur Machbarkeit wissen.
Folgende Situation ist bei mir zuhause:
LED Treppen/Flur-Beleuchtung
Wir haben drei Treppen im Haus. Jede Treppebeleuchtung besteht aus 3 
LED-Lampen (24V) die ein uC, per Taster einschaltet (der Reihe nach: 
Taster unten wird gedrückt-> 1. LED unten an, dann LED mitte an, dann 
LED oben an, Taster oben wird gedrückt -> umgekehrte Reihenfolge). 
Außerdem dimmt er die LED's nach einer bestimmten Zeit runter, bis sie 
ganz aus sind (auto-off), usw. Es ist also so eine Art Stromstoßschalter 
deluxe.
Das Ganze dann dreimal für alle Stockwerke. Das Ganze wird über ein 24V 
5A Netzteil im Keller gespeißt. Vom Keller bis zum Dach liegt eine 
eigene Leitung für die 24V.
Nun ist das Netzteil ca. 95% des Tages im Standby und verbraucht sinnlos 
Strom um die paar mA für die drei Controller bereitzustellen.

Jetzt habe ich mir überlegt, das Netzteil (per Relais) nur anzuschalten, 
wenn die Beleuchtung angeschaltet wird (+Nachlaufzeit wegen Akkuladung 
und zur Vermeidung des ständigen Taktens). Dafür will ich eine Schaltung 
aufbauen, die z.B. den Strom überwacht (der Steigt ja, wenn die LED's 
angehen) und das Netzteil anschaltet ->Shunt. An der Schaltung soll ein 
Akku (z.B. 7,2-12V) angeschlossen sein, der die (dann 4) uC versorgt und 
bei eingeschaltetem Netzteil aufgeladen wird.

Erstes Problem: bei 7-12V Spannung auf der Leitung werden die LEDS nicht 
anfangen zu leuchten und keinen Strom verbrauchen. Somit kann ich den 
Strom nicht messen und das Netzteil einschalten. Meine Lösung wäre 
parallel zu den LED's einen Lastwiderstand zu schalten um einen 
messbaren Strom auch bei 12V zu erhalten.

2. und größeres Problem: Wie erfolgt die Umschaltung der Spannung von 
Akku auf Netzbetrieb nahezu unterbrechungsfrei?


Habt ihr da eine Idee?
Habe ich Probleme bei meiner Überlegung vergessen?

Danke für eure Antworten.

Gruß

Christian

von MaWin (Gast)


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> Habt ihr da eine Idee?

Netzstrom ist immer billiger als Akkustrom, wenn die Kabel schon liegen.

Ausserdem spart es den Akkuwechsel alle paar Jahre.

Man kann, wenn man klug ist, auch ohne Stromverbrauch im Standby 
auskommen, nur eben nicht mit deinen Bauteilen.

Eine Treppenbeleuchtung mit 230V ohne LED hat keinen 
Standbystromverbrauch.

Aber du wolltest ja unbedingt modern sein und bist den Energiehaien auf 
den Leim gegangen.

Merke: Der Stromverbrauch beim Licht ist nicht der relevante 
Stromverbrauch eines Hauses.

Ein Kondensatornetzteil kann mit wenigen Milliwatt auskommen.

Es muß dann halt Tastenerkennung und Strom für die LEDs getrennt bezogen 
werden.

von Christian E. (christian_e)


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Bin eben ein LED-Liebhaber und bastel gern :-)
Es ist nicht nur das Licht, da hast du recht. Wir haben aber überall 
effiziente Geräte. Das sieht man an einem Jahrestromverbrauch von 1800 
Kwh bei einem 3 Personenhaushalt in einem Haus.

"Eine Treppenbeleuchtung mit 230V ohne LED hat keinen
Standbystromverbrauch."
Wenn man aber bedenkt, das
1. Die 230V Beleuchtung das 10fache zieht wie eine LED Beleuchtung
2. Die Frau das Licht ständig vergißt auszumachen
... geht der Standbyverbrauch im Rauschen unter....

Trotzdem sind es bei 3W Standbyverbrauch (geschätzt) ca. 25Kwh im Jahr.
Wenn man sich im Discounter 8 AA Akkus kauft, zahlt man 4 €, somit ist 
das billiger...
Es geht mir ja auch um das Basteln.

Bin kein Freund von Kondensatornetzteilen, wegen dem Berührungsschutz

Getrennte Stromversorgung vor uC und LED's ist nicht möglich, wegen 
Kabelmangel in der Wand :-(

Noch andere Ideen?

von Bastel (Gast)


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Hallo,

MaWin hat eigentlich ja schon alles gesagt.
Eventuell hängt du an das Netzteil einfach noch einige andere 24V 
Verbraucher (Elektronikbastelecke ?) dann hat das Netzteil noch einen 
andern Nutzen (120W hört sich auch kräftig überdimensoniert an).

Aber ehrlich : der Akku muß geladen werden ( 2 mal Verluste -> Ladegerät 
und Akkuwirkungsgrad) und ist teuer - je nach Akkutechnologie und Pflege 
ist der Akku spätestens nach 5 Jahren als defekt zu bezeichnen.
Wenn das Netzteil eventuell 2-3 W im Leerlauf aufnimmt macht das pro 
Jahr 17,5 kWh bzw. 26,3 kWh, also bei einen hoch angesetzten kWh Preis 
(mit den Nebenkosten wie Breitstellung, Zählermiete und anderen Tricks) 
von 0,30 Euro gerade mal 5,25Euro bzw. 7,90 Euro.
Da gibt es bessere Einsparmöglichkeiten (Kühlschrank, Waschmaschiene, 
Trockner - also alles was heizt bzw. einen kräftigen Motor benötigt) 
ausserdem muss die Energie für den Akku auch irgendwo her kommen.

mfg

     Bastel

von Peter D. (peda)


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Akkus sind unzuverlässig und wartungsaufwendig.

Nimm ein gescheites 24V Netzteil, was auch im Leerlauf einen 
vernünftigen Wirkungsgrad hat.
Neue Netzteile dürfen im Standby nur max 0,5W verbrauchen.

Der MC braucht nur wenige µA.
Ein standard 7805 verbraucht schon mehrere mA, da sollte besser ein 
Stromspartyp genommen werden für 24V->5V.
Und für die Tastenbeleuchtung eine low current LED, die mit 1mA 
auskommt.


Peter

von Christian E. (christian_e)


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Hallo Peter,

es geht nicht um die Tastenbeleuchtung, sondern um die Beleuchtung des 
Treppenhauses. Eine LED Lampe hat 24V und ca. 130mA.

Wenn alle LEDS an sind ziehen diese bis zu 3A.

Das Netzteil ist ein Meanwell SNT MW100-24 (4,5A)

Ich suche ja eigentlich nur eine Möglichkeit von Akku auf Netzspannung 
umzuschalten und damit dann den Akku zu laden.

Gruß

Christian

von Peter D. (peda)


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Christian E. schrieb:
> es geht nicht um die Tastenbeleuchtung, sondern um die Beleuchtung des
> Treppenhauses.

Was soll Dir dann ein Akku nützen?

Ich dachte, Du wolltest den Standby-Verbrauch gering halten.


Peter

von Christian E. (christian_e)


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Ja, das will ich auch. Im Standby gibt es aber keine 
(Tasten)Beleuchtung.
Der Akku soll die uC versorgen, solange keine Beleuchtung an ist. Wird 
die Beleuchtung eingeschaltet, wird das Netzteil zugeschaltet und der 
Akku geladen.

von MaWin (Gast)


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Besorge dir ein zweites Netzteil, mit 5V, nur für den uC
und die Tastenüberwachung, mit minimalem Stromverbrauch.

Erst wenn es Licht geben soll, schaltest du dein 24V Netzteil
ein.

Einzige Frage ist: Womit ?
Ein Relais oder auch Solid State Relais braucht shon recht viel
Strom, also müsste dein 5V Netzteil dafür ausgelegt sein.
Besser wäre ein 24V Netzteil mit Steuereingang.

von Peter D. (peda)


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Christian E. schrieb:
> Ja, das will ich auch.

Dann vergiß Akkus, nimm ein Leerlauf geeignetes Netzteil.

Christian E. schrieb:
> Im Standby gibt es aber keine
> (Tasten)Beleuchtung.

Und was sagt Deine Haftpflicht dazu, wenn jemand mit gebrochenen Beinen 
unten an der Treppe liegt?

Tastenlicht ist Pflicht!


Peter

von Christian E. (christian_e)


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Das ist eigentlich eine gute Idee. Ich glaube das MW Netzteil hat so ein 
Steuereingang.
Aber wie bewerkstellige ich die Trennung des 5V Netzteils vom 
Stromkreis. Ansonsten werden die 5V und die 24V parallelgeschaltet.
Einfach den Steuereingang des 24V Netzteils schalten und mit einem 
anderen Port die 5V von dem Stromkeis trennen (Relais, oder reicht eine 
Diode in Reihe vor dem 5V Netzteil)?
Die Spannung vom Standby-Netzteil müsste aber so 7V sein, wegen dem 7805 
Längsregler vorm uC.

Gruß

Christian

von R. M. (rmax)


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Ich hatte auch mal die Idee, den Controller einer Lichtsteuerung bei 
abgeschaltetem Licht aus einem großen Kondensator zu versorgen und bevor 
der leer wird, jeweils das Netzteil kurz einzuschalten, um ihn wieder zu 
laden. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob die Ersparnis nicht durch 
den erhöhten Einschaltstrom wieder zunichte gemacht wird.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Christian E. schrieb:
> "Eine Treppenbeleuchtung mit 230V ohne LED hat keinen
> Standbystromverbrauch."
> Wenn man aber bedenkt, das
> 1. Die 230V Beleuchtung das 10fache zieht wie eine LED Beleuchtung
> 2. Die Frau das Licht ständig vergißt auszumachen
> ... geht der Standbyverbrauch im Rauschen unter....

Und warum nicht der klassische Treppenlichtautomat, aber LEDs als 
Leuchtmittel?
Der Einsatz von µCs und Dimmfunktionen erscheint mir hier mehr als nur 
etwas "over-engineered".

von MaWin (Gast)


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> Ansonsten werden die 5V und die 24V parallelgeschaltet.

Wir wissen nicht, wie deine Anlage verschaltet ist,
du hast dir nie die Mühe gemacht, es aufzuzeichnen.

Im Prinzip gehen die 5V an die Taster, und die 24V an die LEDs,
und es gibt eine gemeinsame Masse.

Man kann aber auch dieselbe Leitung für Taster und LEDs verwenden,
wenn man verpolt oder per Dioden entkoppelt.

Was geht, kannst nur du entscheiden.

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