Energiespeicher Kondensator

[Wallhalla (Gast)]

Hallo
Ich würde gerne drei Stück Led's (gesamt 50mA 3v) mindestens 30 sekunden 
lang über einnen Stepup und einen Elko betreiben wollen.
Das ganze soll ein Standlicht Rücklicht für ein Rad werden.
Was würde ich für eine Kapazität benötigen?
Die Led's sollen nicht dunkler werden sondern tatsächlich mit 50mA 
leuchten. deswegen der Stepup.
Aufladen kann ich den Kondensator nur mit maximal 4V. (mehr kommt aus 
dem Dynamo gleichgerichtet belastet bei normaler Fahrt nicht)

[Philipp C. (e61_phil)]

Überlege Dir doch einfach welche Spannung Dein Step-Up mindestens 
braucht um die LEDs zu versorgen. Unter diese Spannung darf es halt in 
den 30s nicht fallen.

[Wallhalla (Gast)]

Der Step up arbeitet bis ~0.8V

[Philipp C. (e61_phil)]

Gehen wir mal von 1V aus und sagen wir mal im Mittel fließen 100mA in 
den Stepup (solltest Du ggf auch mal untersuchen). Dann dürftest Du 3V 
über dem C verlieren bis das Licht ausgeht.

Also vereinfacht

30s * 100mA / 3V = 1F

[Falk B. (falk)]

@ Wallhalla (Gast)

>Ich würde gerne drei Stück Led's (gesamt 50mA 3v) mindestens 30 sekunden
>lang über einnen Stepup und einen Elko betreiben wollen.

Zuerst sollte man sie in Reihe schalten, das ergibt dann ca. 9V@15mA.

>Das ganze soll ein Standlicht Rücklicht für ein Rad werden.
>Was würde ich für eine Kapazität benötigen?

>Die Led's sollen nicht dunkler werden sondern tatsächlich mit 50mA
>leuchten. deswegen der Stepup.

>Aufladen kann ich den Kondensator nur mit maximal 4V. (mehr kommt aus
>dem Dynamo gleichgerichtet belastet bei normaler Fahrt nicht)

Na dann rechnen wir mal.

Dein Step Up muss von 4V auf 9V hochtransoformieren, d.h. der mittlere 
Eingangsstrom ist um Faktor 9/4=2,25 höher als der Ausgangsstrom, macht 
ca. 34mA. Dazu kommt der Wirkungsgrad, sagen wir mal 80%, macht 42mA 
Eingangsstrom.
Wenn wir eine Entladung des Eingangskondensators von 4V auf 2V zulassen, 
braucht man

C = I * t / U = 42mA * 30s / 2V = 0,63F.

Incl. Reserven eher 1F-2F.

Solche Superkondensatoren gibt es zu kaufen. Aber Vorsicht, kauf die 
"neuen" Typen, welche Kleine Innenwiderstände <1 Ohm haben. Die "alten" 
Goldcaps sind um Größenordungen hochohmiger und können kaum Ströme im 
oberen mA Bereich liefern.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Also, die hast einen Kondenser, der Kapazitaet C, der hat eine Ladung 
drauf. Die Ladung ist A*s. Die Kapazitaet rechnet als C = A*s/V. Du 
kannst den Cap von 4V auf 0.8V entladen...

Nun ist es noch ein Dreisatz. Mach mal.

[Philipp C. (e61_phil)]

Falk B. schrieb:
> C = I * t / U = 42mA * 30s / 2V = 0,63F

Die 42mA gelten aber für 4V. Da wird man ganz schnell drunter sein. Aber 
Du hast ja auch geschrieben mit Reserven eher 1-2F

[Schlumpf (Gast)]

Oder über die Energie brechnen.

Benötigte Energie:
50mA  9V  30s = ca. 14Ws

Energie im C
E = 1/2 CU²

Energie im vollen C:
Evoll = 1/2 C 4²V²

Energie im leeren C:
Eleer = 1/2 C 1²V²

Delta E = entnommene Energie
Delta = 1/2 C (4²V² - 1²V²)
      = 7,5V² C

Die benötigte Energie ist wie oben ermittelt 14Ws.

Also:

14Ws = 7,5V² C

C = 14Ws/7,5V² = 1,9F

Dabei sind allerdings die Verluste des Schaltreglers noch nicht 
berücksichtig.

Nach dieser Berechnung muss der C größer als 2F sein.

[Hurra (Gast)]

Ein Problem wurde bisher unterschlagen:
Von 0,8V  auf 9V bei 50mA heißt: 700mA (bei 80% Wirkungsgrad) MITTLERER 
Strom im Kondensator.

Das heißt, es fließt ein Peakstrom von >1,4A aus dem Kondensator.

Das muss der Step-Up gar nicht unbedingt können. Da ist schon genaueres 
Nachrechnen nötig.

Weitere Schwierigkeiten:
Ein derartig absurdes Tastverhältnis muss der Schaltregler auch noch 
können.
Die Drossel braucht einen hohen Sättigungsstrom.
Der Wirkungsgrad wird Mist sein.

Ich bezweifle jetzt einfach mal, dass das wie  oben berechnet klappt.
Ich persönlich würde den Kondensator höchstens auf VCC/2 entladen (so 2V 
oder so) und selbst das erforder Mitdenken und Rechnen. Nicht einfach 
nur hinschätzen.

[Der Andere (Gast)]

Sinnvoller ist m.E. die einfache Lösung Goldcap mit 1 Farad und die Leds 
einfach parallel je mit Vorwiderstand dran.
Ja hat mehr Verluste, ja die Leds sind nicht gleichmäßg hell beim 
Entladen.

Aber die leuchten dann auch noch nach 2 Minuten deutlich sichtbar. Und 
das ist mehr wert als 30 Sekunden gleichmäßig hell und dann aus!

Hunterttausende Fahrrad Led Rückleuchten mit Nachleuchtfunktion für ein 
paar Euros haben das bestätigt.

10 Sek. googeln:
Für den Preis kannst du es nicht selber bauen
https://www.amazon.de/R%C3%BCcklicht-f%C3%BCr-Gep%C3%A4cktr%C3%A4ger-mit-Standlichtfunktion/dp/B001EORP2W/ref=sr_1_4

[Philipp C. (e61_phil)]

Schlumpf schrieb:
> Oder über die Energie brechnen.

Wohl der deutlich bessere Ansatz..


Hurra schrieb:
> Das muss der Step-Up gar nicht unbedingt können.

Hier habe ich mich auf die Angabe des TO mit den 0,8V verlassen. Bei 
1,4A und 1R Innenwiderstand ist das natürlich Essig.


Weil es gerade so schön war anbei mal ein arme Leute Integrator. Da kann 
man mal mit den Werten spielen. Und man sieht ganz schön, dass Falk und 
ich den mittleren Strom deutlich unterschätzt haben (wobei Falk ja schon 
2F angeraten hat).

Edit: Ich habe mal den Strom mitgeplottet (gilt alles für Wirkungsgrad 
1). Sehe da keine 1,4A

[Thomas E. (picalic)]

Servus,

so eine Dynamo-betriebene LED-Schaltung mit Nachleucht-Energiespeicher 
habe ich mir schonmal vor vielen Jahren gebastelt (Der Goldcap kostete 
damals bei Conrad ca. 10 DM!) Natürlich ist die hier gezeigte Schaltung 
nicht für die Beleuchtung eines Fahrzeugs im öffentlichen Straßenverkehr 
gedacht - das will ich mal ausdrücklich klarstellen!

Die Vorgabe, daß die LEDs konstant weiterleuchten sollen, halte ich für 
kontraproduktiv! Ich finde es jedenfalls nützlicher, wenn die LEDs mit 
verminderter Leuchtkraft noch lange weiterleuchten, als wenn sie nach 
relativ kurzer Zeit mit voller Kraft plötzlich komplett ausgehen. 
Dementsprechend tut es hier auch durchaus ein Goldcap mit relativ hohem 
Ri. Ein Stepup ist nicht notwendig, die Spannung des Dynamos reicht 
schon bei geringen Drehzahlen aus, insbes. mit der Spannungsverdopplung 
statt Brückengleichrichter.

[Schlumpf (Gast)]

Man sieht ja bereits am Ergebnis der Berechnungen, dass der 
Schaltungsansatz Mumpitz ist.
Ein C mit 2F und 16 V ist ein Prügel, den sich keiner freiwillig ans 
Fahrrad hängt ;-)

[Harald W. (wilhelms)]

Wallhalla schrieb:

> Aufladen kann ich den Kondensator nur mit maximal 4V. (mehr kommt aus
> dem Dynamo gleichgerichtet belastet bei normaler Fahrt nicht)

Was hast Du denn für einen seltsamen Dynamo? Ich tippe auf
Messfehler deinerseits. Das Problem bei Dynamoversorgung
sind eher die sehr hohen Ausgangsspannungen (>50V) bei
niedriger Belastung.

[Falk B. (falk)]

@Schlumpf (Gast)

>Man sieht ja bereits am Ergebnis der Berechnungen, dass der
>Schaltungsansatz Mumpitz ist.
>Ein C mit 2F und 16 V ist ein Prügel, den sich keiner freiwillig ans
>Fahrrad hängt ;-)

Qaurk. Der C hängt am Eingang mit max 4V, also nimmt man einen 5V Typen. 
Mit 1F ist der nicht wirklich groß.

http://de.rs-online.com/web/p/doppelschicht-kondensatoren/7637810/

[Pandur S. (jetztnicht)]

Ich wuerd einen Cap mit groesserer Spannung waehlen und mit einem Stepup 
hoeher laden.

[Thomas B. (thombde)]

Bei meinen Dynamos kommen im Mittel immer 6V AC raus
 (je nach Rückenwind auch viel mehr)
Deswegen sind ja auch 6V Birnchen drin.

Aber ohne Belastung sieht das dann ganz lustig aus.
Wenn dann noch Gleichrichter und Siebung kommen wird es
noch lustiger.

[Joachim B. (jar)]

BUM Busch und Müller hat sowas im Programm
Habe ich auch an meinem RAD aber ich glaube keine 2 F die LEDs sind 
sicher keine schlechten und leuchten auch mit weniger Strom

Also vor dem selber basteln mal dort umsehen.