Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteil gesucht: 3V 0,5mA


von Norbert (Gast)


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Hallo,

für einen Funkensor suche ich ein kleines, effizientes, sicheres 
Netzteil.

Normalerweise wird der Sensor mit 2x AAA Batterien betrieben, die 
reichen für ca. 1 Jahr. Weil ich aber zum Batteriewechsel nicht unter 
das Dach kriechen will, möchte ich stattdessen ein Netzteil verwenden. 
Der Sensor hat dafür auch einen Anschluss für einen Hohlstecker.
Eine Überschlagsrechnung ergibt, dass bei einer Batteriekapazität von 
1200mAh ein mittlerer Strom von 0,14mA fließt. Beim Senden ist der Strom 
natürlich höher, das kann aber vermutlich durch einen Kondensator 
abgepuffert werden.

Ich hatte schon mal ein Kondensatornetzteil verwendet, da war aber alles 
in einem geschlossenen Gehäuse. Bei einem Netzteil mit Hohlstecker geht 
das wegen der fehlenden galvanischen Trennung nicht.

Deshalb die Frage, welches Netzteil sich hier eignen würde.
Wie im Titel beschrieben, soll es 3V Spannung liefern bei einem Strom 
von wenigstens 1mA, vielleicht braucht man am Ende auch 10mA?
Es muss von der Netzspannung galvanisch getrennt sein. Und effizient 
sollte es natürlich auch sein.

Ich hoffe, es gibt so etwas und bin gespannt auf eure Vorschläge.

Besten Dank!
Norbert

von kenny (Gast)


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Nich der gemittelte Stromverbrauch ist ausschlaggebend, sondern der 
benötigte Peak (+ein wenig Reserve).

Zu oversized darf das Netzteil auch nicht sein, sonst läuft es nicht an.

von Falk B. (falk)


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Norbert schrieb:
> Hallo,
>
> für einen Funkensor suche ich ein kleines, effizientes, sicheres
> Netzteil.
>
> Normalerweise wird der Sensor mit 2x AAA Batterien betrieben, die
> reichen für ca. 1 Jahr. Weil ich aber zum Batteriewechsel nicht unter
> das Dach kriechen will,

Man kann auch das Batteriefach mittels Verlängerung so platzieren, daß 
man leicht rankommt.

>möchte ich stattdessen ein Netzteil verwenden.

Nimm 2x D-Zelle, die haben genügend Kapazität für 5 Jahre (ca. 
20.000mAh). Da entsteht mehr Selbstentladung als alles andere. 
Alternativ ein Superkondensator mit vielleicht 0,1-1F + Solarzellen.

> Deshalb die Frage, welches Netzteil sich hier eignen würde.
> Wie im Titel beschrieben, soll es 3V Spannung liefern bei einem Strom
> von wenigstens 1mA, vielleicht braucht man am Ende auch 10mA?
> Es muss von der Netzspannung galvanisch getrennt sein. Und effizient
> sollte es natürlich auch sein.

Nimm eines der Millionen USB-Netzteile + Linearregler. Einfacher, 
billiger und stromsparender geht es kaum.

: Bearbeitet durch User
von Helge (Gast)


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5€ Solar-Gartenlampe mit 2 Akkus drin. LED incl. Ansteuerung rausbauen.

von MaWin (Gast)


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Norbert schrieb:
> Deshalb die Frage, welches Netzteil sich hier eignen würde

Da dein Funksensor seine Daten nicht per Kabel, sondern drahtlos und 
damit galvanisch isoliert überzrägt, kann er durchaus direkt an 230V~, 
nur der Strom über ein Vorwiderstand begrenzt.

ABER: die 0.5mA werden nur die mittlere Stromaufnahme sein, beim Senden 
wird es deutlich mehr werden und das Netzteil muss diesen Strom auch 
liefern können, ohne in der Spannung zu weit einzubrechen.

Daher tut es die supersimple Form
1
230V~ --180k--+--|>|--+--Sender
2
              |       |
3
      weisse LED     10uF
4
              |       |
5
             GND     GND
nicht. Man wird einen Elko auf eine höhere Spannung aufladen müssen 
damit seine Ladung den Strom während der Sendezeit liefern kann, und mit 
einem Spannungsregler (HT7130?) auf 3V begrenzen müssen.

von Wolfgang (Gast)


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Norbert schrieb:
> Eine Überschlagsrechnung ergibt, dass bei einer Batteriekapazität von
> 1200mAh ein mittlerer Strom von 0,14mA fließt. Beim Senden ist der Strom
> natürlich höher, das kann aber vermutlich durch einen Kondensator
> abgepuffert werden.

Mit vermuten kommst du da nicht weiter. Also wirst du nachmessen müssen, 
welche Ladung für eine Aussendung gebraucht wird. Bedenke aber, dass bei 
einem Kondensator die Spannung beim Entladen unweigerlich absinkt, d.h. 
es empfiehlt sich ein Spannungsregler hinter dem Speicherkondensator (s. 
MaWin).

Bei Normalbetrieb aus 2xAAA ist wahrscheinlich entweder gar kein 
Spannungsregler beim Sensder vorhanden oder ein deutlich aufwändigerer 
Step-Up DC/DC-Wandler. Das kannst nur du feststellen.

von A. S. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Batteriefach mittels Verlängerung

> Nimm 2x D-Zelle

> Superkondensator mit vielleicht 0,1-1F + Solarzellen.

> eines der Millionen USB-Netzteile

Alle Ideen sind gut und besser als eine Steckdose mit gebastel.

Der TO sollte schon einen guten Grund nennen, wenn er was anderes 
möchte.

von Udo S. (urschmitt)


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Helge schrieb:
> 5€ Solar-Gartenlampe mit 2 Akkus drin. LED incl. Ansteuerung rausbauen.

Dann muss es nach einem Jahr die defekte Elektronik/Akku wechseln statt 
der Batterie.
Was hat er damit gewonnen?

von Udo S. (urschmitt)


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Falk B. schrieb:
> Nimm eines der Millionen USB-Netzteile + Linearregler. Einfacher,
> billiger und stromsparender geht es kaum.

Wie sicher und dauerhaft sind die im Dauerbetrieb? Immerhin ist das Teil 
dann 24/7/365 an der Steckdose und in einem Umfeld mit viel Holz und 
Staub kombiniert mit schlechter Zugangsmöglichkeit.

ich würde deiner ersten Idee den Vorzug geben:

Falk B. schrieb:
> Man kann auch das Batteriefach mittels Verlängerung so platzieren, daß
> man leicht rankommt.

Zumal er am Sensor eh schon einen Hohlstecker hat geht das auch ohne 
viel Gebastel.

von H. H. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Nimm 2x D-Zelle,

Oder eine D-Zelle in Li/SOCl2.

von Norbert (Gast)


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Danke mal soweit. Aus den Antworten lese ich jetzt raus, dass ich zuerst 
die max. Stromaufnahme beim Senden ermitteln muss. Das gewählte Netzteil 
sollte diesen Strom liefern können.
Aber die Idee von Falk mit den dicken Mono-Zellen gefällt mir auch gut!

Jetzt muss ich mich um die Messung kümmern und melde mich geg.falls dann 
nochmal.

Euch einen schönen Brückentag!

von Robert K. (Firma: Zombieland) (rko)


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Wolfgang schrieb:
> Bei Normalbetrieb aus 2xAAA ist wahrscheinlich entweder gar kein
> Spannungsregler beim Sensder vorhanden oder ein deutlich aufwändigerer
> Step-Up DC/DC-Wandler. Das kannst nur du feststellen.
richtig, das wäre dann eine aufwändigere Lösung, Step-Up ausbauen bzw. 
brücken und direkt speisen.
Er kann aber auch diese Batterien u.a. verwenden:
https://www.ebay.de/itm/300693028107?hash=item4602b37d0b:g:~hMAAOSw1HVe-2my
hält angeblich 5mal so lange wie herkömmliche AAA Batterien.
oder eben ein Universal-Steckernetzteil, das man auf 3V einstellt - die 
gibt es wie Sand am Meer ... Probleme gibt es, die gibt es eigentlich 
gar nicht :-)

von Norbert (Gast)


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Ideal wäre natürlich ein Netzteil, das im Betrieb weniger Stromkosten 
verursacht als der jährliche Batteriewechsel. Das wird schwierig sein, 
denke ich.
Den Anschaffungspreis würde ich jetzt nicht rechnen. Man kauft ja auch 
sonst mal unnötige Dinge...

von H. H. (Gast)


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Robert K. schrieb:
> Er kann aber auch diese Batterien u.a. verwenden:
> Ebay-Artikel Nr. 300693028107
> hält angeblich 5mal so lange wie herkömmliche AAA Batterien.

Das stimmt nur bei höheren Entladeströmen. Bei dem geringen Strom ist 
die Kapazität kaum größer als die von Alkali-Mangan.

von Wolfgang (Gast)


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Norbert schrieb:
> Jetzt muss ich mich um die Messung kümmern und melde mich geg.falls dann
> nochmal.

Der Strompeak wird einige Millisekunden dauern. Mit einem Multimeter 
wirst du da keinen Blumentopf gewinnen können.

von Helge (Gast)


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Norbert schrieb:
> Ideal wäre natürlich ein Netzteil, das im Betrieb weniger Stromkosten
> verursacht als der jährliche Batteriewechsel.

Eben deswegen Solarzelle + Akku. Die Versorgung läßt sich ja gut 
abgesetzt aufbauen, wenn das Ding eh eine Buchse hat für Netzteil. Ich 
hab hier (wegen hochohmig) ausgemusterte Zellen aus alten Akkuschraubern 
schon jahrelang als Gartenlicht laufen. Meine Solarzellen pumpen da 
durchschnittlich ~0,1Ah bei Regen und ~0,5Ah bei Sonne rein pro Tag. Das 
geht bei einer viel stärkeren Entnahme als du brauchst noch mit gut 
Reserve, meine LED zieht die ganze Nacht ca. 20mA.

Vor allem ist das sicherer als ein unbeaufsichtigtes Steckernatzteil im 
staubigen Dachboden.

von Udo S. (urschmitt)


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Helge schrieb:
> Eben deswegen Solarzelle + Akku

Eine von Hinz vorgeschlagene Lithiumzelle hält länger als ein Akku.
Der ist nach 3-7 Jahren nämlich meist im Eimer.

Wo soll er zudem die Solarzelle hinpacken? Soll er nur deswegen durch 
die Dachhaut? Wie lange hält die bei Wind Regen Schnee dann?

von Helge (Gast)


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Ich habe 2+2 ausgemusterte Akkuschrauberzellen >10 Jahre alt und ein 
6x6cm amorphes Panel einer gartenleuchte jetzt seit 4 Jahren am Balkon 
stehen, geht ohne merkliche Verschlechterung. Die üblichen Gartenlichter 
haben Miniakkus drin, die jeden Sonnentag stark überladen und jede Nacht 
tiefentladen werden. Deswegen leben die nicht lange.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Die erste Frage wäre, wie die Lichtverhältnisse dort sind und ob es 
starke Temperaturschwankungen gibt. Ansonsten sollten es zwei 
Solarzellen von den billigen Garteleuchten für 1 Euro tun, die Akkus 
immer wieder nachzuladen.

von Robert K. (Firma: Zombieland) (rko)


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H. H. schrieb:
> Das stimmt nur bei höheren Entladeströmen. Bei dem geringen Strom ist
> die Kapazität kaum größer als die von Alkali-Mangan.
siehe: 
https://www.batterieforum-deutschland.de/infoportal/lexikon/selbstentladung/
wobei der Ebay-Artikel Lithium Batterien und keine Akkus sind.
... keine Ahnung, ob das 5mal längere Haltbarkeit ausmacht - wenn sie 
doppelt oder 3fach so lange wie Alkali-Mangan halten, dann hat er 
gewonnen.
Etwas wird der Mehrpreis schon bringen.
Ich würde nicht im Kriechgang unterm Dach bei 40 Grad anfangen zu 
basteln und dann voller Freude merken, daß der Hohlstecker vom Netzteil 
nicht paßt, usw.

von MaWin (Gast)


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Dieter D. schrieb:
> Die erste Frage wäre, wie die Lichtverhältnisse dort sind und ob
> es starke Temperaturschwankungen gibt. Ansonsten sollten es zwei
> Solarzellen von den billigen Garteleuchten für 1 Euro tun, die Akkus
> immer wieder nachzuladen.

Wie lange funktionierten deine Gartenleuchten ?

von H. H. (Gast)


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Robert K. schrieb:
> wenn sie
> doppelt oder 3fach so lange wie Alkali-Mangan halten

Machen sie aber nicht. 20% länger sind realistisch.

von Robert K. (Firma: Zombieland) (rko)


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Helge schrieb:
> Die üblichen Gartenlichter
> haben Miniakkus drin, die jeden Sonnentag stark überladen und jede Nacht
> tiefentladen werden. Deswegen leben die nicht lange.
nicht unbedingt, es gibt auch welche mit Goldcap oder Du ersetzt die 
AAA-Batterie durch eine Gute (am besten zyklenfest für solar optimiert) 
- dann halten sie ewig.

von Robert K. (Firma: Zombieland) (rko)


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H. H. schrieb:
> Machen sie aber nicht. 20% länger sind realistisch.
gut zu wissen - auch ein anderer Aspekt spricht leider dagegen, die 
Brandgefahr; unterm Dach kann es auch mal schön heiß werden.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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MaWin schrieb:
> Wie lange funktionierten deine Gartenleuchten ?

Der Akku in der Leuchte ein Jahr. Die Solarzelle ist zumindest nach 5J 
noch nicht kaputt (Akku und Elektronik wurde ausgebaut).

von Helge (Gast)


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Robert K. schrieb:
> am besten zyklenfest für solar optimiert

Re-Use. Ist doch bei paar mA vollkommen wumpe, ob der Akku irgendwann 2Ω 
oder 10Ω Innenwiderstand hat. Restkapazität hält.

von MaWin (Gast)


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Dieter D. schrieb:
> Die Solarzelle ist zumindest nach 5J noch nicht kaputt

Indoor-Anwendung ?

Die, die ich kenne, und draussen standen, bekommen einen matten 
Epoxy-Verguss bevor es dadrunter wegkorrodiert.

von Wolfgang (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Wo soll er zudem die Solarzelle hinpacken?

Unters Dachfenster

von oszi40 (Gast)


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Solarzelle? Bei Schnee kein Licht. Besser Alkali-Monozellen an einem gut 
erreichbaren Ort, wenn es jeden Tag funktionieren soll.

von MaWin (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Solarzelle? Bei Schnee kein Licht. Besser Alkali-Monozellen an
> einem gut erreichbaren Ort, wenn es jeden Tag funktionieren soll.

Besser Netzstrom.

von oszi40 (Gast)


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Wenn er 3€-Schaltnetzteil nimmt, wird er keine saubere Spannung haben 
und in 3 Jahren ausgetrocknete Elkos auf dem warmen Boden.

von Manfred (Gast)


Angehängte Dateien:

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Falk B. schrieb:
> Nimm 2x D-Zelle, die haben genügend Kapazität
Grins ... Foto von Oktober 2017, noch läuft es.

MaWin schrieb:
> Da dein Funksensor seine Daten nicht per Kabel, sondern drahtlos und
> damit galvanisch isoliert überzrägt, kann er durchaus direkt an 230V~,
Darüber hat der TO schon nachgedacht, Sicherheitsbedenken:
Norbert schrieb:
> Bei einem Netzteil mit Hohlstecker geht
> das wegen der fehlenden galvanischen Trennung nicht.

H. H. schrieb:
>> hält angeblich 5mal so lange wie herkömmliche AAA Batterien.
>
> Das stimmt nur bei höheren Entladeströmen. Bei dem geringen Strom ist
> die Kapazität kaum größer als die von Alkali-Mangan.

Das kann ich bestätigen, Varta-Li-AA in einer DCF-Wanduhr hat nur einen 
geringen Lebensdauervorteil geliefert, der in keinem Verhältnis zum 
Preis steht.

Helge schrieb:
> Eben deswegen Solarzelle + Akku.

Unser Helges Köpfchen wieder ... auf meinem vollisolierten Dachboden 
gibt es kein Tageslicht, und das vermutlich nicht nur bei mir.

Robert K. schrieb:
>> Machen sie aber nicht. 20% länger sind realistisch.
> gut zu wissen - auch ein anderer Aspekt spricht leider dagegen, die
> Brandgefahr;

Die Brandgefahr ist bei Li-Primärzellen generell nicht kritisch.

oszi40 schrieb:
> Wenn er 3€-Schaltnetzteil nimmt, wird er keine saubere Spannung haben
> und in 3 Jahren ausgetrocknete Elkos auf dem warmen Boden.

.. und niemand weiß, ob es bei 30€ besser wäre.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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MaWin schrieb:
> Indoor-Anwendung ?

Outdoor, aber regengeschützt. Trotz milchiger Trübung brächten diese 
noch genug Leistung für den TO.

Manfred schrieb:
> gibt es kein Tageslicht, und das vermutlich nicht nur bei mir.

Die Nachfrage, ob es wirklich dunkel ist und nicht über kurzes Kabel ein 
Solarzelle an eine lichte Stelle plaziert werden könnte, hat der TO 
bisher nicht beantworten können.

Mit einem Mini-Netztrafo, der nur 0,4W im Leerlauf benötigt, kann er 
weit herunterkommen. Wenn er einen 230V auf 12V verwendet und auf der 
Primärseite über einen kleinen Kondensator so betreibt, dass sekundär 
nur noch 3V herauskommen, kann er 0,1W erreichen. Jahresstromverbrauch 
wäre dann bei rund 800-900W/Jahr.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Udo S. schrieb:
> Eine von Hinz vorgeschlagene Lithiumzelle hält länger als ein Akku.
Er hat keine Li-Zelle, sondern eine Li-Thionylchloridzelle 
vorgeschlagen. Das ist ein Unterschied. Diese Zellen halten nämlich min. 
10 Jahre, als long-life sogar bis 40 Jahre (passende Kapazität 
vorausgesetzt).
Das Gerät muß halt nur mit der Spannungslage (3.5V / Zelle) 
zurechtkommen).
Den Solarzellenmurks würde ich mir bei dieser Anwendung nicht antun.

von Jakob L. (jakob)


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Norbert schrieb:
> Ideal wäre natürlich ein Netzteil, das im Betrieb weniger Stromkosten
> verursacht als der jährliche Batteriewechsel. Das wird schwierig sein,
> denke ich.

Ist machbar, ein Mean Well IRM-01-3.3 hat z.B. einen Standby-Verbrauch 
von 75mW. Real mit dem Sensor wird es eventuell ein bisschen mehr sein, 
rechnen wir also mal mit 100mW. Dann kommen wir auf 0.876 kWh pro Jahr 
oder ca. 30 cent Stromkosten, also etwas weniger als die 2 AAA-Batterien 
pro Jahr kosten würden.


Qualität/Lebensdauer dürfte auch besser sein als die meisten noname 
USB-Netzteile. Braucht allerdings noch eine Platine und ein Gehäuse, ist 
also doch ein bisschen Aufwand. Wenn nötig muss man noch eine Diode in 
Serie schalten falls dem Sensor die 3.3V zu viel sind.

von michael_ (Gast)


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Jakob L. schrieb:
> rechnen wir also mal mit 100mW. Dann kommen wir auf 0.876 kWh pro Jahr
> oder ca. 30 cent Stromkosten, also etwas weniger als die 2 AAA-Batterien
> pro Jahr kosten würden.

Ist doch sinnlos darüber nachzudenken.
Bei der neuen Grünen-Abgabe von ca. 7ct und später 16ct für Benzin und 
Heizgas/Öl sind das doch Peanuts.
Bei 50l sind das schon 3,50EUR.
Man kann nicht am Streichholz sparen.*

* Alter Spruch

von heuchael_ (Gast)


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michael_ schrieb:
> Jakob L. schrieb:
>> rechnen wir also mal mit 100mW. Dann kommen wir auf 0.876 kWh pro Jahr
>> oder ca. 30 cent Stromkosten, also etwas weniger als die 2 AAA-Batterien
>> pro Jahr kosten würden.
>
> Ist doch sinnlos darüber nachzudenken.
> Bei der neuen Grünen-Abgabe von ca. 7ct und später 16ct für Benzin und
> Heizgas/Öl sind das doch Peanuts.
> Bei 50l sind das schon 3,50EUR.
> Man kann nicht am Streichholz sparen.*
>
> * Alter Spruch

Alter Käse. Hierbei ging es doch eher um die Laufzeit
(Auflade- oder Wechselintervalle diverser Zellen).

Und nicht mal allgemeiner betrachtet findet genannter
Gedanke (Energiesparen "im Kleinen" habe doch überhaupt
keinen Sinn angesichts blablabla) meine Zustimmung.

Das klingt nach Resignation (bzw. "eh alles egal") -
und die können wir (Erdenbewohner) uns genaugenommen
schon längst nicht mehr leisten.

Oder wolltest Du nur Frust ablassen? Falsche Stelle.

von michael_ (Gast)


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Nein, solchen wie dir die Augen öffnen.

von H. H. (Gast)


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michael_ schrieb:
> Nein, solchen wie dir die Augen öffnen.

Wir wussten auch vorher schon, dass du nur Mist schreibst.

von jo (Gast)


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Kuck dir mal Tadiran-Batterien an:
https://tadiranbatteries.de/pdf/produktkatalog-tadiran-lithiumbatterien.pdf

S. 24: SL-2870 Größe: C / XOL – für ausgedehnte Betriebsdauer
S. 25: SL-2880 Größe: D / XOL – für ausgedehnte Betriebsdauer

Die Batterien sind spezifiziert für 10^5 h. In der Praxis halten die 
noch viel  länger.

vgl. Tadiran Datenblatt:

Die Firma ist führend bei der Entwicklung von Lithium-batterien für den 
industriellen Einsatz. Ihre Lithium-Thionyl-chlorid-(LTC)-Technologie 
ist seit mehr als 35 Jahren erfolgreich eingeführt. Tadiran 
LTC-Batterien eignen sich immer dort, wo eine 3,6-Volt-Primärbatterie 
mit hohem Energieinhalt für bis zu 25 und mehr Jahre netzunabhängigen 
Betrieb benötigt wird.

Die C-Zelle kommt mit 8.5Ah, die D-Zelle kommt mit 19Ah.

Das Lithium-Thionylchlorid-System hat allerdings eine Nennspannung 3,6 
V. Müsstest Du prüfen, ob das noch passt.

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