Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik konkrete mini Anwendungen mit Energie Harvesting


von Volland S. (volland_s)


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Hallo @all,

es gibt ja viel bla bla über das Thema Energy Harvesting.

aber konkrete technische Daten und Anwendungen zu finden ist nicht ohne, 
aber es gibt welche die sich aber sehr bedeckt halten mit Informationen:

http://www.algra.ch/content.php?MAIN_RUB_ID=8&subcatid=76&content=cms

was kennt ihr so ?

Ich würde gerne eine Anwendung realisieren mit der Technik.

50HZ (elektro Smog) brummen Energie einsammeln, in mini akku rein, 
konstant Ruhestrom von ca. 1 bis 2mA  und einmal die Stunde 20mA mit 5V 
wieder raus ziehen.

Eigentlich ähnlich wie der Piezo Funk Taster.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Volland S. schrieb:
> konstant Ruhestrom von ca. 1 bis 2mA  und einmal die Stunde 20mA mit 5V
> wieder raus ziehen.

Hast Du Dich da mit den Größenordnungen nicht ein wenig verschätzt? 1-2 
mA sind bei "energy harvesting"-Anwendungen kein "Ruhestrom".

von Volland S. (volland_s)


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richtig

was ich genau an Ruhestrom habe weis ich noch nicht, ist aber ein gutes 
Maximum.

Die Anwendung im Anhang dürfte aber auch nicht viel weniger haben, und 
pro Tastendruck geht da auch nicht viel Power wo gewonnen wird.  Also 
irgendwie Möglich muss es sein.

von icke (Gast)


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von Geert H. (geerth)


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Volland S. schrieb:

> http://www.algra.ch/content.php?MAIN_RUB_ID=8&subcatid=76&content=cms

> konstant Ruhestrom von ca. 1 bis 2mA  und einmal die Stunde 20mA mit 5V
> wieder raus ziehen.
>
> Eigentlich ähnlich wie der Piezo Funk Taster.
Energie 20 uJ pro Tastendruck und 1 mA Last bei 5V. Dazu braucht mann 
250 Tastendrucken pro Sekunde...

von Stone (Gast)


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Im Consumer-Bereich ist das Energy Harvesting noch nicht wirklich 
angekommen, die "Generatoren" sind einfach noch sehr teuer. Hab irgenwo 
mal ein Demokit gesehen, lag glaub ich über 100€ und nur der 
Generator(Thermo glaub ich wars) irgenwo >50€ für 1-2mA.

Den Strom den der Funktaster zieht kannst du dir ja ausrechen.
Gesammelte Energiemenge: 10µJ ^= 10µAs
Übermittlungsdauer: < 100 μs

10µAs/100µs= 0,1A
Das Modul braucht also max. 100mA wobei man natürlich eine gewisse 
Sicherheit einrechnen muss das die Datenübertragung auch 100% klappt.

Bei so einer Anwendung kannst du den Ruhestrom eh vergessen, das Ding 
ist aus, der Taster wird gedrückt, Strom ist da der µC fahrt hoch, setzt 
seine Nachricht ab und lauft noch bis der Strom alle ist.

Für dauerhafte Anwendung brauchst du was, was dir dauerhaft ein paar mA 
produziert die du in einem Kondensator speicherst dann läst du den µC 
aufwachen, machst was auch immer und legst in wieder schlafen. Mit 1-2mA 
wirst warscheinlich nicht glücklich eher 1-2µA.


Gruß Matthias

von Energiebauer (Gast)


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Volland S. schrieb:
> 50HZ (elektro Smog) brummen Energie einsammeln, in mini akku rein,

Alles ne Standortfrage. Unter Überlandleitungen kannst du die 
Autobatterie vollpumpen.

von Geert H. (geerth)


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von Achim S. (Gast)


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Stone schrieb:
> Gesammelte Energiemenge: 10µJ ^= 10µAs

fehlt dabei irgendwie 'ne Spannung? Da gefällt mir die Rechnung von 
Geert H. besser:

Geert H. schrieb:
> Energie 20 uJ pro Tastendruck und 1 mA Last bei 5V. Dazu braucht mann
> 250 Tastendrucken pro Sekunde...

Energiebauer schrieb:
> Unter Überlandleitungen kannst du die
> Autobatterie vollpumpen.

mach das mal vor ;-)



Meine persönliche Energy-Harvesting Anwendung: ich habe 'ne 1,45€ 
Solarleuchte vom Baumarkt mit einem SVP1040 umgebaut, um die 
Selbstentladung von 3 NiMH AAA Zellen zu kompensieren. Bei halbwegs 
klarem Himmel "ernte" ich derzeit damit ~30mW, im Sommer wirds wohl noch 
etwas mehr. (Wenn es nicht reicht, muss ich halt doch eine etwas 
ernsthaftere Solarzellenscherbe nutzen.) Wer es schafft, vergleichbare 
Leistungen aus "Elektrosmog" zu ziehen, ist mein Held :-)

An den Akkus hängt eine genügsame Verdopplerschaltung. Wenn der Winter 
endlich mal vorbei ist, soll damit an der Oberkante der 
Kräuterbeetumfriedung eine wirksame Barriere für Schnecken versorgt 
werden, damit die Viecher nicht wieder alles wegfressen. Wenn ich die 
Elektroden halbwegs trocken halten kann, sollte es klappen.

Sobald ich mal beobachte, dass die Schnecken wie auf den Videos auf 
folgender Seite zurückzucken, hat sich die Sache auf jeden Fall gelohnt:

http://www.pukshofer.com/Privat/Projekte/Schneckenzaun/Hauptseite.htm
(nach unten scrollen zu "Hier der E-Zaun in Aktion")

von MaWin (Gast)


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Diese Taster sind auch so ziemlich das einzige was man mit harvesting 
machen kann

 http://www.seiko.de/technologien/spring-drive/
 http://www.enocean.com/

 http://www.linear.com/products/energy_harvesting (LT3108 etc.)

> konstant Ruhestrom von ca. 1 bis 2mA  und einmal die Stunde 20mA mit 5V
> wieder raus ziehen.

Kennst du die Worte VERGISS ES

10mW Dauerleistung aus 50Hz sind vollkommen utopisch.

von Maus (Gast)


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von Volland S. (volland_s)


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MaWin schrieb:
> 10mW Dauerleistung aus 50Hz sind vollkommen utopisch.


gedacht war einen Empfänger mit nem Sensor in einen Haushalts üblichen 
Sicherungskasten ein zu bauen.

das das Energy Harvesting, auch mit den LT IC Typen so miserabel ist hab 
ich nicht gedacht.

von Falk B. (falk)


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@  Volland S. (volland_s)

>gedacht war einen Empfänger mit nem Sensor in einen Haushalts üblichen
>Sicherungskasten ein zu bauen.

Dann besorg dir einen (klappbaren) Stromwandler und zapf die Energie 
aus den 230V Leitungen. Da sind mehrere Dutzend mW kein Thema, 
allerdings nur, wenn auch Strom durch die Leitungen fließt. Gibt bei 
Pollin & Co für kleines Geld.

von Olaf B. (omb)


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Mit etwas Hub und Elektrodynamischem Generator gibt es auch schon 
fertige Produkte für die Industrie. Bei jeder Betätigung wird genug 
Energie erzeugt um einige Funktelegramme zu übertragen.

http://www.steute.de/de/wireless/produkte/funk-befehlsgeraete/

Aber halt nichts um einen Sensor dauerhaft zu versorgen.

von Volland S. (volland_s)


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egal wie ich es drehe es scheint echt nicht zu funktionieren:

die Idee ein Stomwandler zu nutzen funktioniert wohl auch nicht, oder 
was meint ihr ?

Beispiel:

ACS712 IC   Vout über LT3108 in eine Batterie Ladung rein

Mit der Batterie Speise ich alles.

nur dumm das jegliche Energie für die ICs auch aus der Batterie kommen.

Über ein Stromwandler IC kriege ich wohl kaum genug Energie aus der 
Stromleitung.
Über ein LEM werde ich wohl die gleichen Probleme haben.

Mir bleibt wohl doch nur die Wahl normal zu versorgen.  LN-Trafo

von fonsana (Gast)


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Volland S. schrieb:
> das das Energy Harvesting, auch mit den LT IC Typen so miserabel ist hab
> ich nicht gedacht.

Das liegt nicht daran, dass die ICs schlecht sind, sondern daran, dass 
die Energie einfach nicht "im Raum" ist und demzufolge auch nicht 
geerntet werden kann.

fonsana

von Rolli (Gast)


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Hallo zusammen,

hier gibt es auch schon etwas anderes. Heizkörperthermostate die ihre 
Energie teilweise aus der Wärme beziehen.

Gruss

Rolli

von Christian B. (casandro)


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Hmm, historisch gibts da auch schöne Beispiele für größere Leistungen.

Zum Beispiel Privatleute in der Nähe von Langwellensendern die ihre 
Beleuchtung mit dem abgestrahlten Signal betrieben.

Oder Verdichterstationen für Gaspipelines die ein wenig des Gases 
abzweigen um ihre Energie zu gewinnen.

von Blackbird (Gast)


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"Energy Harvesting" macht man nicht, um zusätzlich irgendwie Ökostrom zu 
erzeugen und andere Energiequellen zu entlasten oder abzulösen. Der 
Begriff suggeriert das zwar, es ist aber die falsche Anwendung.
Energy Harvesting betreibt man (meistens), um an Stellen, an denen keine 
übliche Energiequelle möglich ist, doch noch irgendwas "elektronisches" 
zu betreiben. Sei es zum Regeln, zum Überwachen, Steuern oder Sichern.

Statt einen extra Energiesammler für irgendwas zu planen (wo 'eh schon 
Energie im Überfluß vorhanden ist), solltest Du eher an eine Anwendung 
denken, wo was überwacht, gesteuert, geschaltet, geregelt, ... wird; wo 
absolut KEIN Strom in der Nähe ist oder aus Wartungsgründen kein 
Batterieersatz möglich ist.

Blackbird

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Rolli schrieb:
> hier gibt es auch schon etwas anderes. Heizkörperthermostate die ihre
> Energie teilweise aus der Wärme beziehen.

Wo ist "hier"?

Meinst Du die klassischen thermomechanischen Thermostate? Das ist als 
Beispiel für "energy harvesting" an eher schütteren Haaren 
herbeigezogen.

von achja (Gast)


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MaWin schrieb:
> Diese Taster sind auch so ziemlich das einzige was man mit harvesting
> machen kann

http://www.enocean.com/de/technology/

http://www.harvesting-energy.de/

von Gregor B. (Gast)


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Blackbird schrieb:
> Statt einen extra Energiesammler für irgendwas zu planen (wo 'eh schon
>
> Energie im Überfluß vorhanden ist), solltest Du eher an eine Anwendung
>
> denken, wo was überwacht, gesteuert, geschaltet, geregelt, ... wird; wo
>
> absolut KEIN Strom in der Nähe ist oder aus Wartungsgründen kein
>
> Batterieersatz möglich ist.

Ich plane da gerade etwas, ob die Energieausbeute ausreicht, weiß ich 
allerdings noch nicht.

Und zwar ein Kameramodul zum Einbau in einen Vogelkasten, Versorgung 
über Solarzelle. Der Innenraum des Kastens wird z.B. mittels Mikrofon 
überwacht, wenn irgendetwas los ist, dann Bild aufnehmen, abspeichern 
und danach einige Minuten Pause einlegen.
Problematisch wird dabei alleine schon der Ruhestrom des Mikrofons, der 
ungefähr 200-500µA beträgt, also geht nur Mikrofon ab und zu einmal für 
mehrere Sekunden einschalten.
Von der Kamera mal ganz zu schweigen, die will 20mA aufnehmen.

Wenn man weiß, die Vögel sind ausgeflogen, kann man die Speicherkarte 
herausnehmen und sich dann die Aufnahmen ansehen.

Ich werde mal berichten, ob es funktioniert hat.

von Falk B. (falk)


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@ Gregor B. (gbo)

>Ich plane da gerade etwas, ob die Energieausbeute ausreicht, weiß ich
>allerdings noch nicht.

Hast mal versucht, das ABZUSCHÄTZEN?

>Und zwar ein Kameramodul zum Einbau in einen Vogelkasten, Versorgung
>über Solarzelle.

Wie groß? Ausgangsleistung? Wie ist das Wetter vor Ort?

>Der Innenraum des Kastens wird z.B. mittels Mikrofon
>überwacht, wenn irgendetwas los ist, dann Bild aufnehmen, abspeichern
>und danach einige Minuten Pause einlegen.
>Problematisch wird dabei alleine schon der Ruhestrom des Mikrofons, der
>ungefähr 200-500µA beträgt, also geht nur Mikrofon ab und zu einmal für
>mehrere Sekunden einschalten.
>Von der Kamera mal ganz zu schweigen, die will 20mA aufnehmen.

Wie oft und wie lange glaubst du, wirst du Ausnahmen machen? Daraus kann 
man den mittleren Leistungsbedarf ermitteln. Den muss deine 
Energiequelle im Mittel bringen. Die Pausen muss ein Akku oder 
Kondensator puffern.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Gregor B. schrieb:
> Problematisch wird dabei alleine schon der Ruhestrom des Mikrofons, der
> ungefähr 200-500µA beträgt, also geht nur Mikrofon ab und zu einmal für
> mehrere Sekunden einschalten.

Wie wäre es mit einem dynamischen Mikrophon? Das hat keine 
Stromaufnahme.

von MiWi (Gast)


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Gregor B. schrieb:

> Problematisch wird dabei alleine schon der Ruhestrom des Mikrofons, der
> ungefähr 200-500µA beträgt, also geht nur Mikrofon ab und zu einmal für
> mehrere Sekunden einschalten.

Falsche Schaltung.... das sollte mit einem geeigneten Mikro inkl. uC der 
die restliche Logik abwickelt mit 10uA oä machbar sein.

Du brauchst ja keine Audioaufzeichnung sondern ein Triggersignal und 
einen uP, der den restlichen Kram wie Stromversorgungen nur bei Licht 
ein- und wieder ausschalten etc

Grüße

MiWi

der sich gerade mit einem 300nA (stimmt schon) und 700A Projekt (1uW - 
50kW, tolle Dynamik..) herumschlägt

von Blackbird (Gast)


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Gregor B. (gbo):
Schaue Dir mal den MAX17710 und den LTC3108 an, die könnten zumindest 
die Stromversorgung und Speicherung sicherstellen.

Blackbird

von Rolli (Gast)


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Hallo Rufus,

bevor Du alzu negativ gestimmt in das Wochenende geht's, hier der Link 
zu dem Thermostat. Obwohl negative Energie zählt auch, wenn man dann die 
Summe der Zukunftsverweigerer aus diesem Forum nimmt und die 
aufaddiert.....

Gruss und ein schönes Wochenende

Rolli


http://www.ingenieur.de/Fachbereiche/Gebaeudetechnik/Energy-Harvesting-Kabellose-Raumautomation-erntet-Strom-Heizkoerper

von Gregor B. (Gast)


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Blackbird schrieb:
> Schaue Dir mal den MAX17710 und den LTC3108 an

Hab natürlich nur die Hälfte beschrieben, der LTC3108 liegt schon 
zuhause und es liegen bei mir genügend NiMH-Akkus rum, daher werde ich 
wohl zwei Zellen zur Pufferung benutzen.
Bei den Mikrofonen muss ich noch mal schauen, habe halt 10 
Mini-Electret-Kapseln rumfliegen, muss ich also nichts kaufen.

von Tom P. (booner)


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Hei,

du brauchst Licht im Vogelhäuschen für die Kamera.
Reicht das Licht, das durchs Loch reinkommt?


Grüße,

Tom

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