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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Power Cap und Uhren


Autor: Christian (Gast)
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Hallo zusammen
Kann mir jemand helfen
Ich möchte eine Fasadenuhr mit einer Solarzelle betreiben und mit einem 
Gold Cap oder Power Cap buffern.
Die Techn. Daten Uhr Funkuhr 3,6V ca. 100mA pro Impuls ( 1 Impuls pro 
Min.) Solarzelle 12V/5W.
Was brauche ich dazu um eine funktionierende Solaruhr zu betreiben ist 
es überhaupt möglich?

Autor: Klaus2 (Gast)
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Nimm NiMH Akkus!

Klaus.

Autor: Christian (Gast)
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Habe leider diese Vorgaben bekommen
NiMH sind meines Wissends  nicht Temperaturen von -20 bis + 70 tauglich
und werden auch nicht sehr alt.

Autor: Z8 (Gast)
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>Ich möchte eine Fasadenuhr mit einer Solarzelle betreiben und mit einem
>Gold Cap oder Power Cap buffern.

Ich hoffe die Uhr soll nicht in Annaberg-Buchholz betrieben
werden. Dort ist nähmlich 11 Monate Dämmerung und ein Monat
schlechtes Wetter!

-> Vergiss es! Nimm einen Akku.

Autor: genervter (Gast)
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Autor: Christian (Gast)
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Danke habe den Artikel gelesen.
Es ist schon ein unterschied zwischen 3W LED und einem 1 Sekunden Impuls 
von 100mA.
Im Artikel wird viel nebensächliches besprochen. Es ist schwierig die 
Fackten aus dem ganzen heraus zu Filtern.

Autor: Z8 (Gast)
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Hi Christian,

such mal unter Selbstentladung von Kondensatoren.

Z8

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Es ist schon ein unterschied zwischen 3W LED und einem 1 Sekunden Impuls
>von 100mA.
Da sehe ich keinen großen Unterschied.

Grundsätzlich müsste man erst mal festlegen welche 
"Zwischenkreisspannung" man nimmt. Entweder schaltet man mehrere DLCs in 
Reihe um die Spannung anzuheben, oder man lässt es bei 2,3..2,5V der 
DLCs. D.h. man muss die Spannung vom Solarmodul erst mal auf 2,5V runter 
bekommen. Mit Step-Down oder Linearregler. Für die Erzeugung der 
Versorgungsspannung würde ich auf alle Fälle einen Step-Up Regler 
nehmen.

Mein Ansatz wäre:
Solarmodul -> Diode -> Linearregler 2,5V -> Diode -> DLC -> StepUp 
(TPS61200) -> Uhr

Da der TPS61200 auch StepDown kann, wäre auch eine Erhöhung der 
Zwischenkreisspannung möglich:
Solarmodul -> Diode -> Linearregler 5V -> Diode -> 2xDLC in Reihe -> 
StepUp/Down (TPS61200) -> Uhr

Beim in Reihe schalten muss man aber eine Symmetrierschaltung einbauen!

Autor: Christian (Gast)
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Danke Jörg S
Das ist es was ich brauche.

Da der TPS61200 auch StepDown kann, wäre auch eine Erhöhung der
Zwischenkreisspannung möglich:
Solarmodul -> Diode -> Linearregler 5V -> Diode -> 2xDLC in Reihe ->
StepUp/Down (TPS61200) -> Uhr

Meine Frage wäre ein 2. Spannungsregler  für den ersatz vom TPS61200 
möglich ?
oder eine Z Diode

und an stelle der 2 Dioden eine über dem Linearregler 5V (Eingang / 
Ausgang)


sonst  brauche ich noch
Die Schaltung TPS61200 gibt es sicher auch irgendwo im WWW....
und ein Beispiel für die Symmetrierschaltung

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Meine Frage wäre ein 2. Spannungsregler  für den ersatz vom TPS61200
>möglich ?
>oder eine Z Diode
Möglich schon, nur verschenkst du dann ne Menge Energie. Der DLC entläd 
sich ja linear und nicht so wie ein Akku oder Batterie.
Den Spannungsregler hinter'm Solarmodul könnte man im Notfall durch eine 
Z-Diode ersetzen.

>und an stelle der 2 Dioden eine über dem Linearregler 5V (Eingang /
>Ausgang)
Wenn ich mir's recht überlegen kan man sich die Diode hinter dem 
Solarmodul sparen, aber die Diode nach dem Spannungsregler soll dafür 
sorgen das der DLC nicht über den Spannungsregler entladen wird. Eine 
Schutzdiode über dem Spannungsregler wäre vollkommen kontraproduktiv :)

>sonst  brauche ich noch Die Schaltung TPS61200 gibt es sicher auch
>irgendwo im WWW....
Schaltung ist im Datenblatt drin, wenn du das meinst.

>und ein Beispiel für die Symmetrierschaltung
Im einfachsten Fall einfach identische Widerstände parallel zu jedem 
Kondesator schalten. Man könnte auch was mit normalen Dioden oder 
Z-Dioden machen.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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>>und ein Beispiel für die Symmetrierschaltung
> Im einfachsten Fall einfach identische Widerstände parallel zu jedem
> Kondesator schalten. Man könnte auch was mit normalen Dioden oder
> Z-Dioden machen.

Oder mit dem LTC3225, ein Chip von Linear der speziell zum 
Ausbalancieren zweier Supercaps in Serie entwickelt wurde :)
Zieht dann ohne Sonne noch 1µA aus den Kondensatoren, und hat nen 
Laderegler (Strombegrenzung) mit drinnen.

Autor: phil (Gast)
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Hallo

wenn du Spannungshöhe und Dauer des Impulses verrätst könnte man ja mal 
was rechnen/brauchbar überschlagen.

Im ersten Moment halte ich eine Kondensatorlösung für nicht 
wirtschaftlich realisierbar.


mfg phil

Autor: phil (Gast)
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Hallo,

eine Möglichkeit wären vielleicht die Cyclon-Zellen...

Beispiel:
http://www.farnell.com/datasheets/19017.pdf

Damit kannst auch schattige Tage überbrücken.


mfg phil

Autor: Christian (Gast)
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Hallo zusammen

Zu erst möchte ich mich bedanken für die Antworten die ich auf meine 
Fragen bekommen habe.
Ich möchte mich mal vorstellen.
Ich arbeite in den Industriellen Werken Basel kurz gennant IWB
Mein Aufgabe ist die Betreuung aller Uhren  ( 1 Mann Betrieb)
1500 Uhren in Schulen und Behörden  ( Mutteruhren mit DCF )
20 Turmuhren  ( Mechanisch )
100 öffentliche Uhren auf Plätzen und Fassaden
Um diese Uhren geht es gerade.  Die Uhren werden heute mit 3.6V Lithium 
Inorganic Batterien betrieben. Die kosten ein Vermögen ca 60 Euro.
Daraus wurde die Idee eine Uhr mit Solarenergie geboren.
Sonne haben wir in Basel genug nur eben wie effezient Speichern .

Autor: Christian (Gast)
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Ich melde mich weder in ein paar Tagen jetzt muss ich auf die Sommerzeit 
umstellen (20 Turmuhren mechanisch )(Nachtarbeit 24.00 bis ca. 08.00 
Uhr) also vergesst nicht eine Stunde vorstellen der Uhr
Gruss Christian

Autor: Esko (Gast)
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> Die Uhren werden heute mit 3.6V Lithium Inorganic Batterien betrieben.
> Die kosten ein Vermögen ca 60 Euro.

Welche Kapazität in Ah oder mAh haben diese denn?
Man kann sicher günstigere Ersatztypen finden, da Lithium Batterien 
sehr gängig sind. Es gibt Zellen die sind für 10 Jahre spezifiziert.

Auf eine Notversorgung per Batterie würde ich auf jeden Fall 
zurückgreifen.

Autor: Lupin (Gast)
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solarzelle -> diode -> akku mit Überladeschutz (z.B. per FET von 
Solarzelle trennen) -> Step-down wandler

Als akku irgendwas aus dem Bereich Notstromversorgung (also nen guter 
Bleiakku).

Kondensatoren reichen bestimmt nicht um ne ganze Nacht zu überbrücken 
(vielleicht nur um einen realtime clock IC zu versorgen).

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Kondensatoren reichen bestimmt nicht um ne ganze Nacht zu überbrücken
Kommt doch nur auf die Menge bzw. Kapazität an.

Autor: Thomas (Gast)
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>Kommt doch nur auf die Menge bzw. Kapazität an.
Ne, auf die Selbsentladung.

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Ne, auf die Selbsentladung.
Die ist i.d.R. nicht so hoch das die über Nacht entladen sind.

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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Z.B. Panasonic Goldcap.

Autor: Norbert (Gast)
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Da stehe ich wohl auf der Leitung. Die Zeiten sind recht 
unterschiedlich. Was sagt die Grafik nun aus? Ist die Spannung nach 10 
Minuten oder nach 500 Stunden auf den Wert am Ende der Kurve gesunken?

Autor: Lupin (Gast)
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Wohl nach 500 stunden, die zeit die da mit dem Blitzchen angegeben wird 
wird wohl die charging time sein.

Natürlich könnte man theoretisch mit genügend kondensatoren die uhr 
versorgen, wird aber je nach Strombedarf sehr teuer (praktikabel ist es 
halt nur bei kleineren Uhren/RTCs um kurze Stromausfälle zu 
überbrücken).

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>die zeit die da mit dem Blitzchen angegeben wird wird wohl die charging
>time sein.
Richtig, je länger geladen wurde (10min bis 100h), desto kleiner ist die 
Selbstentladung.
Im schlimmsten Fall (nur 10min geladen) sinkt die Spannung in ca. 20 
Tagen um 1V ab.

Autor: Günni (Gast)
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Hallo,
ich habe den Thread zwar eben erst gelesen, aber genau so etwas habe ich 
vor ca. 13 Jahren realisiert: Einer uralten schweren Bahnhofsuhr habe 
ich ein Funkuhrwerk verpasst und sie mit einem GoldCap und Solarzelle 
versorgt. Da sie seitdem 100% zuverlässig läuft, gehe ich inzwischen 
davon aus, dass die Mechanik der Uhr früher sterben wird als die 
Minimalelektronik.

Hier ist sie ganz oben zu sehen (sie wirkt winzig, trotz 80 cm 
Durchmessser, da das inzwischen entkernte Gebäude riesengroß ist!):
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Ba...

Die Solarzelle: Ca. 12x12 cm, 12V, amorph, hinter Glas wettergeschützt 
(auf dem Foto als winziges Quadrat über der Uhr zu erahnen).
Das Funkuhrwerk läuft mit einer Sollspannung von 1,5 V.
Der GoldCap: 22F/2,5V

Nun der Trick: Ich habe ein paar Dioden in Reihe in Durchlassrichtung(!) 
parallel zur Solarzelle geschaltet, welche die Spannung auf ca. 2 V 
maximieren, dazu parallel den GoldCap, dazu parallel das Funkuhrwerk. 
Bei vollster Sonneneinstrahlung habe ich darauf geachtet, dass ca. 2 V 
nicht überschritten werden - das verkraftet das Funkuhrwerk noch. Ich 
weiß nicht mehr, ob ich 4 oder 5 Billigdioden in Reihe geschaltet habe - 
einfach ausprobieren ... die Höchstspannung von ca. 2 V sollte am 
GoldCap/Uhrwerk bei vollster Sonneneinstrahlung nicht überschritten 
werden. Sinkt die Spannung(Strom) der Solarzelle ab, machen die Dioden 
ganz schnell dicht und belasten nicht weiter. Jedenfalls reicht das 
mieseste Winter-/Nebelwetter aus, um den GoldCap tagsüber so weit 
aufzuladen, dass der Strom in der Nacht ausreicht.

                      1 Diode
         +.........o....>|.....o......+
         |         |           |      |
         |         |           |      |
Solarzelle      mehrere        |    Funkuhrwerk
(amorph) |      Dioden         |      |
         |        in        GoldCap   |
         |     Durchlass-      |      |
         |     richtung(!)     |      |
         |        \/           |      |
         |         |           |      |
         -.........o...........o......-

Wie man sieht: Keine aufwändige Elektronik, alles ist parallel 
geschaltet.

Ich kann es nur wiederholen: Ca. 13 Jahre(?) läuft die Uhr schon ohne 
Ausfälle in Bad Dürkheim am alten Gondelbahngebäude auf dem 
Wurstmarktgelände in der Nähe vom Riesenfass.

Grüße,
Günter

Christian schrieb:
> Hallo zusammen
> Kann mir jemand helfen
> Ich möchte eine Fasadenuhr mit einer Solarzelle betreiben und mit einem
> Gold Cap oder Power Cap buffern.
> Die Techn. Daten Uhr Funkuhr 3,6V ca. 100mA pro Impuls ( 1 Impuls pro
> Min.) Solarzelle 12V/5W.
> Was brauche ich dazu um eine funktionierende Solaruhr zu betreiben ist
> es überhaupt möglich?

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