Hallo zusammen, ich habe eine Homematic-Wetterstation (Typ: HM-WDS100-C6-O-2) auf dem Dach, die mit 3x1,5V AA-Batterien betrieben wird. Da die Batterien auch nach ca. 1,5 Jahren gewechselt werden müssen, werden die kummulierten Regendaten dabei immer initialisiert, was mich gestört hatte, weswegen ich die Batterien durch verkabelten "Batterieadapter" mit 4,5V-Netzteil ersetzt hatte. Das funktioniert soweit sehr gut, allerdings wird der Wechselstromkreis an dem das Netzteil hängt ca. 2-3 x jährlich von Lastspitzen heimgesucht, wobei der Schutzschalter im Sicherungskasten abschaltet und dann habe ich den gleichen Effekt: Meine Regendaten werden genullt :-( Nun dachte ich an eine kleine und simple USV; vielleicht eine parallel zum Niedervolt-Stromkreis hinzugelötete 5V-Powerbank, oder auch eine kleine USV, wie man sie für einen Raspberry-Pi kaufen kann (siehe:https://www.amazon.de/gp/product/B082KJJMP2/ref=ox_sc_act_title_1?smid=AS8JK4HNTE2NO&psc=1). Ggf. müsste ich die Spannung d. ausgehenden Stroms noch mit einer Diode etwas runterregeln, wie ich das aus eine anderen Thread hier gelesen habe. Auch kam mir die Idee mit zwischengeschalteten Kondensatoren zu arbeiten... Oder kann ich die geringfügige Mehrspannung handelsüblicher 5V-USVs oder Powerbanks vernachlässigen? Was würdet Ihr an meiner Stelle machen? Es muss nicht unbedingt eine Billigst-Lösung sein, vielmehr zweckmäßig, sicher und zuverlässig. Viele Grüße, Albrecht
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Nimm eine Solar-Lampe mit Lithium Akku, dann hast du 4,2 Volt. Die LEDs musst du natürlich abtrennen.
Albrecht K. schrieb: > Da die Batterien auch > nach ca. 1,5 Jahren gewechselt werden müssen, werden > die kummulierten Regendaten dabei immer initialisiert, > was mich gestört hatte, weswegen ich die Batterien > durch verkabelten "Batterieadapter" mit 4,5V-Netzteil > ersetzt hatte. Das funktioniert soweit sehr gut, > allerdings wird der Wechselstromkreis an dem das > Netzteil hängt ca. 2-3 x jährlich von Lastspitzen > heimgesucht, wobei der Schutzschalter im Sicherungskasten > abschaltet und dann habe ich den gleichen Effekt: Meine > Regendaten werden genullt :-( Verwende Deinen "verkabelten Batterieadapter" weiter, schließe aber statt des externen Netzteiles ZWEI 4.5V-Batteriehalter über Entkopplungsdioden (ggf. Schottky) parallel an. Jetzt kannst Du im einen Batteriefach die Zellen wechseln, während das andere die Station weiter versorgt. Natürlich musst Du die Batteriesätze abwechseln austauschen und ggf. den Zeitraum anpassen :)
Egon D. schrieb: > Verwende Deinen "verkabelten Batterieadapter" weiter, > schließe aber statt des externen Netzteiles ZWEI > 4.5V-Batteriehalter über Entkopplungsdioden (ggf. > Schottky) parallel an. Hat ein Bekannter so gelöst in dem er eine externe Buchse angebracht hat, die parallel anliegt. Da kommt temporär der zweite Kasten dran, während die Batterien getauscht werden. Albrecht K. schrieb: > Da die Batterien auch > nach ca. 1,5 Jahren gewechselt werden müssen, werden die kummulierten > Regendaten dabei immer initialisiert, was mich gestört hatte, Und dann gab es ein anderes Phänomen nach ein paar Jahren, dass die durchgehenden Meßwerte die double integer limits überschritten. Die Werte 65535 und 32768 (signed) wurden gerissen.
Hallo und vielen Dank für die Tipps! Eigentlich war meine Idee gar nichts mehr wechseln zu müssen, vielmehr alles zu lassen und einen Pufferakku parallel anzuschließen. Ein Batteriehalter für 3 x 1,5V AA-Akkus sollte doch gehen, oder? Ich frage mich nur, ob eine dauerhafte Beladung dieser Akkus so möglich ist, bzw. ob es Akkus gibt, die ein "Lademanagement" implementiert haben. VG, Albrecht
Albrecht K. schrieb: > Ein Batteriehalter für 3 x 1,5V AA-Akkus Bei dem geringen Stromverbrauch des Gerätes kann man drei AA-Akkus nehmen und eine alte Solarlampe als Ladegerät zweckentfremden. - Statt dem Akku wird ein Kondensator 100....470V 3,3...5V eingebaut. - Anstelle der LED kommt die Serienschaltung aus einer Diode und der Akkupack. Für drei AA wurde auch schon so etwas zweckentfremdet, denn 3x1,4V=4.2V: https://eckstein-shop.de/DFRobot-Solar-Power-Manager-Micro-2V-160mA-Solar-Panel-Included
Albrecht K. schrieb: > Eigentlich war meine Idee gar nichts mehr wechseln zu müssen, Auch Akkus haben eine begrenzte Lebensdauer..
Albrecht K. schrieb: > Ein Batteriehalter für 3 x 1,5V AA-Akkus sollte doch gehen, oder? > > Ich frage mich nur, ob eine dauerhafte Beladung dieser Akkus so möglich > ist, bzw. ob es Akkus gibt, die ein "Lademanagement" implementiert > haben. Nimm einfach drei Alkaline-Primärzellen. Diode hinzufügen und gut. Im "Normalbetrieb" kommt der Strom aus dem Netzteil. Bei Stromausfall aus der Batterie. Sooft passiert der Stromausfall hoffentlich nicht, dass eine nennenswerte Entladung stattfindet. Nach so 5-10 Jahren (aufgedrucktes EOL-Datum): Batterie-Tausch, auch wenn sie nicht leer sind. Geht auch Unterbrechnungsfrei, wenn nicht exakt in dem Moment gleichzeitig das Netz ausfällt.
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Εrnst B. schrieb: > Nimm einfach drei Alkaline-Primärzellen. Diode hinzufügen und gut. Hi Ernst, vielen Dank für diesen Tip, der meiner Idee am nächsten kommt. Aber wozu die Diode? Ich dachte man brucht sie nur, wenn man von 5V auf 4,5 reduzieren muss. Bei drei AA-Akkus habe ich aber doch exakt die benötigten 4,5V.... LG, A.
Albrecht K. schrieb: > Aber wozu die Diode? Weil die Batterien sich sonst gegenseitig aufladen und entladen. Du brauchst Dioden, um Querströme zwischen den Batterien zu verhindern.
1 | Batt 1 + o---------|>|------+ |
2 | | |
3 | Batt 2 + o---------|>|------+------o Zur Elektronik |
An den Dioden fällt Spannung ab, typischerweise 0,2 bis 1 Volt, je nach Diode und Stromstärke.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Du brauchst Dioden, um Querströme zwischen den Batterien zu verhindern. Sorry, ich bin da nicht so der Fachmann, deshalb schreibe ich mal wie ich's verstanden habe: 3 AA-Batterien, 1,5V (kein Akkus) mit Dioden (in Reihe) verbinden. Wobei man rechnerisch 2 Dioden benötigen würde und die Dioden scheinbar eine bestimmt (Einbau-)richtung haben (?) Etwa so? - ---Bat--- + -->Diode--> - ---Bat--- + -->Diode--> - ---Bat--- + Minus zur Elektronik Plus zur Elektr. Welche Bezeichnung/Spezifikation müssten die Dioden haben? VG, A.
Albrecht K. schrieb: > Etwa so? Nein, so:
1 | Batt 1 + o---------|>|------+ |
2 | | |
3 | Batt 2 + o---------|>|------+------o Zur Elektronik |
4 | |
5 | Batt 1 - o---+ |
6 | | |
7 | Batt 2 - o---+---------------------o Zur Elektronik |
> Welche Bezeichnung/Spezifikation müssten die Dioden haben? Kommt drauf an, wie viel Strom die Elektronik maximal aufnimmt. Die Diode muss den maximalen Strom vertragen, sollte möglichst wenig Reverse-Current haben und möglichst geringe Forward-Voltage. Bis 200mA wäre die 1N4148 geeignet.
Albrecht K. schrieb: > Welche Bezeichnung/Spezifikation müssten die Dioden haben? Ist zwar oversized aber nimm eine 1N4001. Die ist nicht so klein und fummelig und daher besser zu handhaben.
Die 1N4001 hat einen verbesserungswürdigen Leckstrom (Reverse-Current). Bei vollem Laststrom ist zudem die Verlustspannung hoch (wie viel brauchst du denn?). Ich würde sie nur nehmen, wenn ich gerade keine bessere Diode bekommen kann.
LiFePo4 Akkus kann man dauerhaft über Netzteil auf 3,4V halten. Dabei ist der Akku dann über 95% voll. Ich habe es testweise schon etwa 1 Jahr ohne nennenswerte Kapazitätsverluste so laufen. Du solltest mal ausprobieren, ob die Schaltung auch mit 3,3V funktioniert. Die 1,5V einer Alkaline-Primärzelle sind nur eine Nennspannung, die sie im Neuzustand erreicht. Im Laufe der Entladung sinkt sie auf 1V und auch noch darunter. Es ist eine Frage der Elektronik, wann ihr die Spannung zuwenig ist. Wenn die Batterien erst nach etwa 1,5 Jahren gewechselt werden müssen, ist das eigentlich ein Zeichen, dass sie auch mit wenig Spannung auskommt. Falls es nicht reicht, müsstest du eben noch einen StepUp-Wandler dahinterschalten.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Nein, so: sorry, ich verstehe es imm noch nicht und denke wir reden ein wenig aneinander vorbei... Ich habe also 3 Stück AA-Akkus, die in Reihe 4,5V ergeben. Dieses Gesamtkonstrukt wäre dann "Batterie-1" (Batterie-2 gibt es dann nicht). Zwischen Pluspol der Batterie-1 und Pluspol d. Verbraucherelektronik löte ich die Diode rein. Minuspol der Batterie-1 geht ebenfalls zum Verbraucher an Minus. Mein Ladestrom 4,5V vom Netzteil ist mit Minuspol am Minus der Batt.-1 und Plus zwischen der Diode und dem Verbraucherplus. Ja?
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Stefan ⛄ F. schrieb: > Bei vollem Laststrom ist zudem die Verlustspannung hoch (wie viel > brauchst du denn?) In der Anleitung steht etwas von 50mA max (s. Foto in Anl.)
Albrecht K. schrieb: > Ja? Ja.
1 | 1N4148 |
2 | Batt + o---------|>|------+ |
3 | | |
4 | Netzteil + o------------------+------o Zur Elektronik + |
5 | |
6 | Batt - o---+ |
7 | | |
8 | Netzteil - o---+---------------------o Zur Elektronik - |
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Albrecht K. schrieb: > Ich habe also 3 Stück AA-Akkus, die in Reihe 4,5V ergeben. Dieses > Gesamtkonstrukt wäre dann "Batterie-1" (Batterie-2 gibt es dann nicht). Ich bin von zwei Batterien zu je 4,5V ausgegangen. Aber egal, das geht auch mit einer Batterie und einem Netzteil. > Zwischen Pluspol der Batterie-1 und Pluspol d. Verbraucherelektronik > löte ich die Diode rein. Minuspol der Batterie-1 geht ebenfalls zum > Verbraucher an Minus. Ja > Mein Ladestrom 4,5V vom Netzteil ist mit Minuspol am Minus der Batt.-1 > und Plus zwischen der Diode und dem Verbraucherplus. Was meinst du mit Ladestrom? Die Diodenschaltung hat mit Laden nichts zu tun. Ganz im Gegenteil: Sie verhindert dass ein Strom von Batterie 1 zu Batterie 2 (und umgekehrt) fließt. Wenn du jetzt anstelle einer Batterie ein Ladegerät anschließt, wird da gar nichts geladen. Hier wurden viele völlig unterschiedliche Ansätze zur Stromversorgung genannt. Offenbar hast du dir einen Mix daraus zusammen gestellt, den nur du im Kopf hast. Wenn du laden willst, brauchst du einen Laderegler und Akkus. NiMh eignen sich dann eher nicht, denn die soll man einzeln laden und dazu vom Verbraucher trennen. Mit LiIo kann man das aber gut und einfach machen. Dioden braucht man dazu aber nicht.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Was meinst du mit Ladestrom? sorry, das war falsch ausgedrückt, ich meinte "Netzteilstrom". Aber jetzt habe ich es verstanden! :--))) Vielen Dank! Ich überlege noch, welche der Ideen ich umsetzen werde. Deine oder die LitiumIonen-Idee mit Ladestromwächter... Einfacher wäre das sicher mit den "Normalen" Alkalis. Vielen Dank nochmal an alle! VG und alles Gute in 2021 Albrecht
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Falls dir mein Solar-Lampen Vorschlag noch nicht gut gefällt, dann vielleicht der: Kaufe dir eine ganz normale kleine Powerbank und zapfe den Akku direkt an um damit deine Elektronik zu versorgen. Die abgebildete Powerbank kann man mit Gewalt einfach auseinander ziehen ohne etwas kaputt zu machen. Zum Laden geht du einmal im Jahr kurz in den Garten und steckst eine größere voll geladene Powerbank an die Ladebuchse der kleinen. Nach etwa einer Stunde hast du schon 80% umgeladen. Mir würde das bereits reichen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > ...Powerbank und zapfe den Akku direkt > an ...habe ich dann weniger als die ausgehenden 5V einer Powerbank? Powerbänke habe ich welche hier herumliegen.... Deine normale Batterie-Methode mit Diode gefällt mir aber sehr gut, ich denke ich werde 3 x 1,5V AA-Lithium-Batterien nehmen, die halten sehr lange (wahrscheinlich länger als die Wetterstation...) LG!
Albrecht K. schrieb: > habe ich dann weniger als die ausgehenden 5V einer Powerbank? Ja, der Akku hat je nach Ladezustand 3 bis 4,2 Volt.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Mit LiIo kann man das aber gut und einfach machen. Gerade bei denen muss man aufpassen. Da wird eine Schutzschaltung und Ladeschaltung benötigt. Außerdem muss diese auch sich unterschiedlich verhalten im Hinblick auf Hitze und Minusgrade. Unteschiedlich sind dann auch noch LiPo und LiFePo. Es gibt auch Zellen mit integrierter Schutzschaltung. Bei der geringer Belastung kann NiMH mit kleinem Strom auch dauergeladen werden. Die Kilostundenzahl für die Dauerüberladungsfestigkeit, die gleich auf mit NiCd lag, war in den Datenblättern auf C/10 bezogen der NiCd Kapazität der AA mit 500mAh (also 50mA) und nicht bezogen auf die der NiMh AA 1800mAh Kapazität. Aber das Thema mit den Li-Akkus und NiMH dürfte den TO noch mehr verwirren. Bei Unterbrechungen während hoher Minusgrade im Freien paßt das schon mit den Batterien.
Dieter D. schrieb: > Da wird eine Schutzschaltung und Ladeschaltung benötigt Sicher, die kauft man sich sinnvollerweise als Modul. Nicht selber machen, wenn man davon keine Ahnung hat.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Sicher, die kauft man sich sinnvollerweise als Modul. Ja, solche Module habe ich schon gesehen, die kosten auch nicht die Welt. Ich denke aber, ich werde bei der Pufferbatterie-Methode mit Diode bleiben und mir das Zeugs von Conrad schicken lassen.. Danke nochmal!
Albrecht K. schrieb: > mir das Zeugs von Conrad schicken lassen.. Achtung: Die offenen Batteriehalter von Conrad sind ziemlich labil, besonders in kalten Umgebungen. Ich benutze mittlerweile überwiegend Batteriekästen von LED Lichterketten aus dem Euro Shop um die Ecke. Dioden kannst du aus irgendeinem alten Schrottgerät auslöten.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Dioden kannst du aus > irgendeinem alten Schrottgerät auslöten. oh, da müsste ich wohl erst suchen und die passende Diode indentifizieren... Bei Conrad kosten die nur ein paar Cent, da bin ich auf der sicheren Seite. Aber danke für den Hinweis mit dem Batteriehalter, ich werde nach was hochwertigerem Ausschau halten. CG!
Albrecht K. schrieb: > Bei Conrad kosten die nur ein paar Cent Wie viele Cent denn? Und die Versandkosten? (Und zwar zwei mal, Du willst ja wohl den Halter auch v. irgendwo "schicken lassen"?) Oder hast Du Conrad Filiale vor Ort? Stefan ⛄ F. schrieb: > Ich benutze mittlerweile überwiegend Batteriekästen von LED > Lichterketten aus dem Euro Shop um die Ecke. Erbarm Dich doch, und schick ihm einen Deiner Batteriehalter zu. Und pack noch gleich passende Dioden bei... ;)
Albrecht K. schrieb: > allerdings wird der > Wechselstromkreis an dem das Netzteil hängt ca. 2-3 x jährlich von > Lastspitzen heimgesucht, wobei der Schutzschalter im Sicherungskasten > abschaltet und dann habe ich den gleichen Effekt: Meine Regendaten > werden genullt :-( Kannst Du das näher erklären. Was ist das für ein Netzteil?
Erbarmen! schrieb: > Erbarm Dich doch, und schick ihm einen Deiner Batteriehalter zu. Ich verstehe nicht. Ich soll ihm meine Batteriehalter schicken, weil du mich darum gebeten hast? Wo ist denn da die Logik? Abgesehen davon: Nein, die gebe ich nicht her, denn ich brauche sie selber.
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Erbarmen! schrieb: > Wie viele Cent denn? Und die Versandkosten? (Und zwar zwei mal, > Du willst ja wohl den Halter auch v. irgendwo "schicken lassen"?) die Dioden haben 14 Cent gekostet, da hab ich gleich drei genommen. Dann gehen die Versandkosten von EUR 6,50 durch drei und das senkt ja den Stückpreis :-)))
Thomas B. schrieb: > Kannst Du das näher erklären. > Was ist das für ein Netzteil? den genauen Link finde ich nicht mehr, aber es ist so etwas wie das hier: https://www.amazon.de/AIEVE-Batterieadapter-Lichterkette-Batterieersatz-Batterien/dp/B08698G153/ und das mit den Lastspitzen hängt damit zusammen, dass an dem Wechselstromkreis wo das Netzteil dranhängt ab und zu mal die Sicherung rausfliegt. Ich hab's mal "Lastspitzen" genannt, weil ich denke, dass es it meinem Kompressor zusammenhängt, der sich sporadisch einschaltet und selten, aber dennoch ab und zu haut's dann die Sicherung raus.
Eine weitere Möglichkeit wären LTO-Akkus: http://www.litrade.de/shop/Akkus,Zubehoer/LTO,Lithium,Titanate,Oxid/LTO,2,4V,1,3h,Lithium,Titanate,Oxid.html 2 Stück in Reihe haben 4,8V und das entspricht genau 3 Stück frische Alkaline Zellen à 1,6V Kann man somit 1:1 mit der Schaltung koppeln. Zusätzlich Speisung vom Netzteil z.B. 5 VDC über eine Schottky Diode, damit wird die Akkuspannung dauerhaft gepuffert. Vorteil LTO: Arbeitstemperatur -15°C - +45°C und sehr lange Lebensdauer, über 30.000 Zyklen.
Bernd K. schrieb: > Vorteil LTO: > Arbeitstemperatur -15°C - +45°C und sehr lange Lebensdauer, > über 30.000 Zyklen. Naja, er will ja eigentlich 0 Zyklen. Entladung vmtl. < 10 mAh/Jahr (*). Da jetzt über super-tolle hochstrom Akku-Chemie-Variationen mit extra-klugen Erhaltungs-Ladegerät-Logiken nachzudenken ist nicht wirklich effizient... Vor allem weil LTO-Akkus auch nur eine "Shelf Life" von 10-20 Jahren haben, d.H. auch regelmäßig fast ungenutzt in den Müll wandern würden. Für den Preis davon kann man auch die nächsten 100 Jahre regelmäßig zu Aldi und neue Alkaline-Zellen holen, wenn die vorhanden End-of-Life (aber noch lange nicht leer) sind. *) Normale Zellen reichen dem Gerät laut TE 1.5 Jahre, d.H. im Schnitt zieht das Gerät weniger als 0.2mA, das multipliziert mit sehr großzügig geschätzten 50 Stunden Stromausfall/Jahr.
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Stefan ⛄ F. schrieb: > Die 1N4001 hat einen verbesserungswürdigen Leckstrom (Reverse-Current). Manchmal bettelst Du, Deinen Zustand anzuzweifeln. Datenblätter sagen "kleiner 5µA bei 50Volt @ 25°C", wird der dann bei 5 Volt deutlich steigen? Du theoretisierst da irgendwas her, was in dieser Anwendung komplett unbedeutend ist. Fehlt nur noch der Link auf Dein 'Buch'. Jobst Q. schrieb: > LiFePo4 Akkus kann man dauerhaft über Netzteil auf 3,4V halten. Dabei > ist der Akku dann über 95% voll. Ich habe es testweise schon etwa 1 Jahr > ohne nennenswerte Kapazitätsverluste so laufen. Von der Spannungslage her würde ich eher LiIon einsetzen und auf knapp 4 Volt halten. Der Energiebedarf ist überschaubar, vielleicht hat man gerade ausgebaute Zellen vom Laptop oder der Digitalknipse greifbar. Bei dem gegebenen Kenntnisstand von Albrecht wohl besser drei Alkali-Primärzellen, die sind bei Mißhandlung erheblich gutmütiger.
Εrnst B. schrieb: > Vor allem weil LTO-Akkus auch nur eine "Shelf Life" von 10-20 Jahren > haben, d.H. auch regelmäßig fast ungenutzt in den Müll wandern würden. Woher hast du denn die Information? > Für den Preis davon kann man auch die nächsten 100 Jahre regelmäßig zu > Aldi und neue Alkaline-Zellen holen, wenn die vorhanden End-of-Life > (aber noch lange nicht leer) sind. So billig Aldi nun auch nicht. Eine LTO-Zelle mit 1,3Ah kostet zB 6,17€. https://www.voelkner.de/products/2316931/BE-Power-Li-Ion-Titanate-18650-Spezial-Akku-18650-U-Loetpins-Li-Ion-2.4V-1300-mAh.html Zwei davon würden reichen da 2,4V. Für das Problem des Fragestellers gibt es sicher einfachere und preiswertere Lösungen. Da der Titel aber "suche 4,5V USV" heißt, gibt es sicher noch andere Interessenten an dem Thema einer allgemeinen USV-Lösung für Kleingeräte.
Manfred schrieb: >> Die 1N4001 hat einen verbesserungswürdigen Leckstrom (Reverse-Current). > Manchmal bettelst Du, Deinen Zustand anzuzweifeln. > Datenblätter sagen "kleiner 5µA bei 50Volt @ 25°C" Vergleiche das mal mit der 1N4148, die hat < 25nA bei 20 Volt. > was in dieser Anwendung komplett unbedeutend ist Das sehe ich anders. Komplett unbedeutend ist es nicht, der Unterschied wird schon spürbar sein, vor allem in den Sommermonaten wo es nicht regnet. Aber wenn man gerade keine andere Diode bekommen kann (z.B. weil man dafür nicht extra 6,50 Versandkosten ausgeben will), dann würde ich sie wie gesagt trotzdem nehmen.
Angehängte Dateien:
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Netz_bzw._Batterieadapter.JPG
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Lithium_Batteriebestueckung.JPG
240 KB -
eingeloetete_Diode.JPG
210 KB -
isolierte_Diode.JPG
210 KB -
Anschluss_Dachboden.JPG
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...So zum Abschluss des Themas ein paar Fotos, wie das ganze von mir umgesetzt wurde. Guten Rutsch und danke für den Support! Albrecht
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