Hallo zusammen Ich möchte mit meinen Schülern ein Smartphone Ladegerät mit Solar basteln. Problem: ich habe eine 9v Solarzelle an den Board Anschluss vom Auto angehängt, und dann das Smartphone über USB und mini USB angeschlossen. Nichts geht. Wenn ich aber eine 9v Batterie anschliessen funktioniert das Ganze Tip Top. Möchte unbedingt den Board Anschluss USB gebrauchen, weil er so lebensnah ist und die Schüler dann eher die Zusammenhänge checken. Vielen Dank für eure Hilfe
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>Problem
Es gibt keine Problemen, es gibt
nur Aufgaben.
Deine Aufgabe ist es eine Solarzelle
mit höherer Leistung (P=UxI) zu beschaffen.
Besser als dein Auto-USB-Adapter sind kleine
Reglerplatinen die man bei ebay, amazon finden
kann. Die haben auch eine USB-Buchse und arbeiten
schon so ab ca. 0,9V.
Also heißt das, es liegt ein 12 V -> 5 V Wandler vor, der für den Einsatz im Auto gedacht ist (und einen USB-Anschluss hat)? Dieser läuft mit einen 9 V Block, aber nicht mit einer Solarzelle, die ~9 V liefern sollte? Soweit richtig? Dann wäre der nächste Schritt, einfach mal die fließenden Ströme zu messen. Der 9 V Block ist nicht unbedingt die kräftigste VErsorgung, kann aber wesentlich mehr Strom bei ca. 9 V liefern als eine Solarzelle, die eventuell auch noch schlecht beleuchtet ist. Höchstwahrscheinlich bricht bei der Solarzelle auch die Spannung schlicht und ergreifend auf nache 0 ein.
To H. schrieb: > ich habe eine 9v Solarzelle an den Board Anschluss vom Auto > angehängt Hupps, wo kommt denn plötzlich ein Auto her? Erklär mal bitte, oder besser, male auf, was du da hast. Welches Board ist gemeint? Normalerweise sollte tatsächlich so ein Stöpsel für die Zigarrensteckdose im Auto auf USB zu Demonstrationszwecken als Spannungswandler reichen - allerdings muss deine Solarzelle nicht nur 9V, sondern auch genügend Strom liefern. So ab 300-500mA bei 9V sollte klappen.
Vielen Dank für die schnelle Antwort. Habe die v ausgemessen, war noch das schöne Wetter heute, die Zelle machte aber 8.7v. Die Batterie ist jetzt bei 7.5v und bringt immer noch Ladestrom. Die Zelle bringt 150 mA. Sorry bin da noch nicht so bewandert. Fazit: die Zelle bringt zuwenig ma?
Stichwort MPPT. Ohne zumindest der vereinfachten Variante (=Eingangsspannungsregelung) wird das wohl nichts. Erst mal auf Wikipedia schlau machen, dann bei Linear Technologies kucken. Die haben passende Laderegler mit MPPT (oder zumindest was ähnlichem). Mal ehrlich - mit Schülern würde ich DIESES Projekt nicht angehen.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung_aus_einer_Zelle da gibt es z.B. den TPS61202, der aus >0,3V auf 5V hochsetzt. Dazu reicht eine (gut beleuchtete) Solarzelle
Vielen Dank für die tolle Antwort. Hatte in meiner pädagogischer Ausbildung nur klatschen und Namen tanzen, deshalb wende ich mich an solch gebildete Profis. Werde sicher Dieses Projekt beenden und in Zukunft wieder mit buntmalstifften mandelas ausmalen. Wenn du willst kann ich dir mal deinen Namen tanzen, in Break Tanz.
To H. schrieb: > Danke, Problem erkannt , Zelle bringt nur 150 ma. > > Mache dann mal weiter... Die MPPT-Geschichte würde ich nicht unter den Tisch fallen lassen. Glaub mir, irgendeine Form von Eingangsspannungsregelung ist zwingend, sonst tut das nicht. Der Grund hierfür ist in Wikipedia gut erklärt, finde ich. Wenn du also ohne MPPT unbedingt auskommen willst (warum auch immer) ist eine satte Überdimensionierung der Solarzelle nötig.
Danke, werde das ganze so angehen, und mir noch viel Wissen aneignen. Sorry da ich da was in den falschen Hals bekommen habe. Ist nicht einfach mit den Kindern, wenn ich denen eine Leiter-platine gebe: Fragen die ob man das zum hochsteigen brauche. Und wo jetzt das Platin ist das sie verkaufen könnten.
To H. schrieb: > Möchte unbedingt den Board Anschluss USB gebrauchen, weil er so > lebensnah ist und die Schüler dann eher die Zusammenhänge checken. To H. schrieb: > Sorry bin da noch nicht so bewandert. > Fazit: die Zelle bringt zuwenig ma? To H. schrieb: > Wenn du willst kann ich dir mal deinen Namen tanzen, in Break Tanz. Hallo Troll.
MPPT schrieb: > Wenn du also ohne MPPT unbedingt auskommen willst ...kann man auch "MPPT für Arme" machen. Das heisst, man regelt nicht die Ausgangsspannung, sondern die Eingangsspannung des Spannungswandlers.
Nein Sorry , nicht Troll, ehrlich, bin in Diesem Fach wirklich mindergebildet, aber habe jetzt so viele gute Inputs bekommen, das ich mich da so richtig rein Knien kann. Vielen tausend Dank liebe Leute, ihr habt mir sehr geholfen. Tolle Antworten. Danek
Moin, also zumindest was Solar und Akkuladetechnik angeht hattest Du bisher wirklich nur Klatschen und Namen Tanzen. Es ist leider nicht so einfach. Harald W. schrieb: > ...kann man auch "MPPT für Arme" machen. Das heisst, man regelt > nicht die Ausgangsspannung, sondern die Eingangsspannung des > Spannungswandlers. WTF? Genau das macht man beim MPPT. Man regelt natürlich anhand der Eingangsspannung. Logischerweise mit der Last, wie sonst. Gruß, Norbert
Norbert S. schrieb: > Moin, > > also zumindest was Solar und Akkuladetechnik angeht hattest Du bisher > wirklich nur Klatschen und Namen Tanzen. > > Es ist leider nicht so einfach. > > Harald W. schrieb: >> ...kann man auch "MPPT für Arme" machen. Das heisst, man regelt >> nicht die Ausgangsspannung, sondern die Eingangsspannung des >> Spannungswandlers. > > WTF? > Genau das macht man beim MPPT. Man regelt natürlich anhand der > Eingangsspannung. > Logischerweise mit der Last, wie sonst. Nicht ganz. Ein echtes MPPT-Tracking erfasst den MPP immer neu - indem es die Zelle immer neu vermisst bzw. dem Punkt nachfährt. Eine Eingangsspannungsregelung tut das nicht, man legt einen Wert für die Eingangsspannung fest. Der Regler zieht soviel aus der Quelle, bis die Spannung auf den eingestellten Wert zusammenbricht. Das Problem ist, dass sich der MPP mit Bestrahlung und Temperatur verschiebt. Man arbeitet also nicht optimal. Eingangsspannungsregelung ist aber für kleine Leistungen trotzdem üblich. Viele Energy-Harvesting-IC tun das, wie jener hier: http://www.linear.com/product/LTC3105. Ein recht nettes Teil, und bei Conrad erhältlich.
Moin, Jetzt wird es zur Korinthenkackerei: Natürlich kann man den MPP einfach festlegen. Oder sporadisch Voc messen und einfach 80% nehmen. Oder man geht mit dem MPP mal etwas rauf und etwas runter und schaut nach, wo mehr Leistung kommt. Der TS hat aber nichtmal kapiert, daß es einen MPP überhaupt gibt bzw. wie eine Solarzelle sich verhält. Die Kennlinie hat er nicht tanzen, geschweige denn verstehen gelernt. Gruß, Norbert
Danke Norbert, nicht das ihr euich in die Haare kriegt wegen eines Noobs. Super wäre wenn mir jemand ein Set zusammenstellen könnte, sollte Preiswert und wie gesagt so das ein Teenager einigermaßen begreift warum sein Smartphone mit Sonnenschein geladen werden kann. Das Teil sollte robust sein und sicher, wenn so ein iPhone geschrottet wird war es nicht der Sinn der Aktion. Samsung und Feuerlöscher lassen Grüßen. Danke trotzdem an alle die sich meines Problems angenommen haben.
Hallo Herrmann, Du bist ja ein robuster Geselle, das war ja nun nicht alles wirklich nett. Auch von mir nicht. Nix für ungut und Respekt! Na dann: Sorry, das ist ne Schnapsidee. Vielleicht kriegt man die Kiddies über das Smartphone aber das ist eben nicht so einfach. Mit zu wenig Leistung schaltet das Ding die Ladung einfach ab. Dafür gibt es Powerbanks mit Solarzellen. Die kosten nicht die Welt. Das dürfte aber kontraproduktiv sein, wenn Du das falsch aufziehst. Einfach auf die Fensterbank legen und Du zeigst, daß es beschissen funktioniert. Oder vielleicht doch lehrreich. Bei voller Sonne geht das gut, trübes Wetter ist praktisch schon keine Einstrahlung mehr. Stichwort: Das Auge adaptiert sich und ist der schlechteste Einstrahlungssensor der Welt. Damit kann man Experimente machen, bei denen die Kiddies was lernen können. Auf Malle funzt das, dort Powerbank voll machen und nach Hamburg tragen. Wie könnte man das im großen Stil machen? Gruß, Norbert
Norbert S. schrieb: > Genau das macht man beim MPPT. Man regelt natürlich anhand der > Eingangsspannung. > Logischerweise mit der Last, wie sonst. Es reicht oft, auf eine feste Eingangsspannung in der Nähe des MPP-Punkts zu regeln, wenn man nicht das letzte Prozent an Wirkungsgrad angewiesen ist. Man spart sich dann die aufwändige Produktbildung.
Harald W. schrieb: > Norbert S. schrieb: > >> Genau das macht man beim MPPT. Man regelt natürlich anhand der >> Eingangsspannung. >> Logischerweise mit der Last, wie sonst. > > Es reicht oft, auf eine feste Eingangsspannung in der Nähe > des MPP-Punkts zu regeln, wenn man nicht das letzte Prozent > an Wirkungsgrad angewiesen ist. Man spart sich dann die > aufwändige Produktbildung. Moin Harald, Vollkommen klar nur hilft das dem TS nicht, der weiß gar nicht, wovon Du redest, geschweige denn, wie er das bewerkstelligen sollte. Man merkt, daß Du schon etwas älter bist. Ich kenne die "aufwändige Produktbildung" mit Opamps zwar auch noch so gerade aber heute bedeutet das P=U*I im Code. Ist eher nicht so schlimm. Gruß, Norbert
To H. schrieb: > Super wäre wenn mir jemand ein Set zusammenstellen könnte, sollte > Preiswert und wie gesagt so das ein Teenager einigermaßen begreift warum > sein Smartphone mit Sonnenschein geladen werden kann. Weiterhin 9V Block benutzen, zusätzlich einen Transistor und eine LED nehmen, alles schön in ein Gehäuse verpacken, Solarzelle oben drauf kleben und mit Solarzelle diesen Transistor als Schalter/Verstärker zum Handy und LED betreiben - fertig ist die Laube. Evtll. ein Poti dazu und schon kann man die benötigte Helligkeit einstellen. Die Kinder sollen doch nur verstehen warum das alles funktioniert und nicht warum MPP unbedingt nötig ist...
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Eigentlich, erst mal danke, aber ihr scheint die Ahnung zu haben. Viele Begriffe die ich noch nicht kenne.werde das Glossar aber bestimmt finden.( und es wird sich in mein Hirn brennen) Am besten wäre mir gedient, falls sich jemand dazu aufwenden würde,das ich eine Liste von Komponenten erhielt die mir ein selbstgebasteltes Ladegeräte für ein Smartphone erhielte. Zum Beispiel von Conrad: Solarzelle, Spannungswandler, u.s.w. Den Rest erarbeite ich mir dann selber. P.s. wenn wir irgendwelche Banks nach Hamburg tragen sollen, nehmen wir festbänke. Und wehe wir kommen an, das Fest wird bei dir sein Norbert, das wird ein powerfestbänks Fest.......
MPPT schrieb: > mit Schülern würde ich DIESES Projekt nicht angehen. Vor allem nicht auf diesem Wissensstand. Wenn dann mal ein cleverer Schüler eine sinnige Frage hat, gehen die Ausflüchte beim Pauker los. Das sollte sich kein Lehrer antun. To H. schrieb: > wende ich mich an solch gebildete Profis. Träum weiter. Hier tummeln sich vom Schüler bis zum Rentner, alles was die Gesellschaft an Amateuren so hergibt. Profis sind in diesem Forum eher selten. Außerdem ist auch nicht jeder Experte bei diesem Problem. Kritisch wird es dann, wenn man anhand der Beiträge, deren Halbwissensstand nicht erkennen kann, insbesondere wenn man selbst nicht Bescheid weiß. To H. schrieb: > Die Zelle bringt 150 mA. Wie wurde denn das gemessen? Einfach im Strombereich eines Multimeters? Die Messung wäre Murks, weil die Klemmenspannung der Solarzelle dann Null wäre. Wenn, dann darf nur so viel Strom der Zelle entnommen werden, wie die Klemmenspannung nicht verhältnismäßig einbricht. Nur dann kann die Gleichung P=UxI passen.
Cyborg schrieb: > To H. schrieb: >> Die Zelle bringt 150 mA. > Wie wurde denn das gemessen? Einfach im Strombereich eines Multimeters? > Die Messung wäre Murks, weil die Klemmenspannung der Solarzelle dann > Null wäre. Wenn, dann darf nur so viel Strom der Zelle entnommen werden, > wie die Klemmenspannung nicht verhältnismäßig einbricht. > Nur dann kann die Gleichung P=UxI passen. Soviel zu dem Thema "sogenannte Experten". Der Kurzschlussstrom ist etwa 80% des Stroms im MPP und durchaus aussagekräftig. Das hat hier echt keinen Sinn über sowas zu diskutieren. Gruß, Norbert
Um da mal etwas Fakten reinzubringen: Son Android Smartphone lässt sich auch mit eher schwächlichen Spannungsquellen laden. Das meckert dann zwar rum dass das Ladegerät zu schwach ist und man das Original 50€ HTC Netzteil kaufen soll, aber es lädt. Ergo: 150mA bei 9V ergibt etwa 0,25A bei 5V und das tut ganz gut. Jetzt zum MPP: Bei Sonnenschein reicht es völlig, die Zellen auf etwa 0,5V zu halten. Auf grob diesen Betriebspunkt wird auch ein echter Tracker irgendwann kommen. Bei Bewölkung wirds schwieriger, da versagt diese simple Methode (die Konstantspannungsmethode) dann etwas. Da kann man jetzt 2 Wege gehen: - Einmal was du schon getan hast: 9V Spannungsquelle dazwischen. Die hält das Solarmodul in der Nähe des MPP. Nachteil: Schüler halten die Hand vor das Solarmodul, Handy lädt immer noch. Didaktisch schwierig. Vorteil: 9V Akku reicht. - Zweitens die semi-richtige Methode Leistung aus einem Solarmodul zu beziehen: Mit einem Spannungswandler stets soviel Strom rausziehen, dass man auf dem MPP bleibt. Als Elektroniker kann man sowas selbst bauen, für dich kommt vielleicht sowas in Frage: http://www.ebay.de/itm/MPPT-Solar-Regler-5A-Step-down-Solarcharger-fur-9-12-oder-24V-Batterien-Arduino-/172312074882?hash=item281e999a82:g:dWEAAOSw65FXtxR4 Da dann ne USB Buchse drangelötet. Vielleichts gibts die Dinger auch direkt mit USB dran. Die Funktionsweise eines Stepdown Spannungswandler kannst du anhand des hydraulischen Widders erklären (wobei der wiederum eigentlich ein StepUp ist, aber die Wasseranalogie, Trägheit usw...you get the idea).
Sascha_ schrieb: > Die Funktionsweise eines Stepdown Spannungswandler kannst du anhand des > hydraulischen Widders erklären (wobei der wiederum eigentlich ein StepUp > ist, aber die Wasseranalogie, Trägheit usw...you get the idea). Das halte ich für extrem optimistisch. Heutzutage vielleicht im Physik Leistungskurs. Der Rest kapiert das nicht ansatzweise. Gruß, Norbert
@ Sascha_ Bitte gib keine gefährlichen Tipps! Bei 9V an USB riskiert man nicht nur Schäden am Gerät, sondern auch eine Explosion des Akkus. Dir ist hoffentlich bekannt, dass USB 5V +-5% spezifiziert ist? Glaubst du nicht? Kuckst du hier: https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5801 http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/USB_Battery_Charging_1.2.pdf Die Ladeschaltung im Handy muss die 9V also nicht aushalten. Es mag in Einzelfällen funktionieren, aber selbst dann riskiert man eine Zerstörung des Gerätes durch Überhitzung. --> Finger weg von solchen gefährlichen Bastellösungen! Für das Problem würde mir einfallen: - Möglichkeit 1 : Vereinfachung der PRoblemstellung (USB, Smartphone weg) - Möglichkeit 2 : Verwendung einer fertigen Lösung (Solar USB Powerbnk) USB+Smartphone und simpel + sicher sind unvereinbar. Drum die zurückhaltenden Antworten hier. Über Variante 1 können wir gerne diskutieren. Da gibts sicher brauchbare Tipps
@To He (herrmann5503) Bitte das nächste Mal einen aussagefähigen Titel wählen. Ich habe das jetzt mal korrigiert...
To H. schrieb: > Ist nicht einfach mit den Kindern, wenn ich denen eine Leiter-platine > gebe: Fragen die ob man das zum hochsteigen brauche. Und wo jetzt das > Platin ist das sie verkaufen könnten. Was für eine Schule und welche Klasse ist das denn?
Lothar M. schrieb: > Bitte das nächste Mal einen aussagefähigen Titel wählen. Ich habe das > jetzt mal korrigiert... Das macht die fachliche Überforderung des TO auch nicht mehr wett. Norbert S. schrieb: > Soviel zu dem Thema "sogenannte Experten". Fühlst du dich etwa angesprochen? > Der Kurzschlussstrom ist etwa 80% des Stroms im MPP und durchaus > aussagekräftig. Das hilft den TO auch gerade. > Das hat hier echt keinen Sinn über sowas zu diskutieren. Wenn du es weißt, warum handelst du dann entgegen deiner eigenen Auffassung?
MPPT schrieb: > @ Sascha_ > > Bitte gib keine gefährlichen Tipps! > Bei 9V an USB riskiert man nicht nur Schäden am Gerät, sondern auch eine > Explosion des Akkus. Dir ist hoffentlich bekannt, dass USB 5V +-5% > spezifiziert ist? Wo hast du denn rausgelesen dass ich 9V an die Buchse hänge? Und ja, mir ist die USB Spec bekannt. Ich lade mein Handy seit Monaten mit ner selbstgebauten MPPT StepUp-Ladeschaltung. Da kannste mir schon glauben dass ich mich da informiert habe.
Achso verstehe, wegen der 9V Spannungsquelle. Da hab ich mich missverständlich ausgedrückt, zusätzlich muss da natürlich noch ein Spannungsregler runter auf 5V hin.
Um ein Smartphone mit Solarzelle zu laden, brauchst du zuverlässig 500mA. Damit die Solarzelle nicht nur unter Idealbedingungen funktioniert, muss sie erheblich überdimensioniert werden. Am Ende wird die Solarzelle ziemlich groß, das will niemand mit sich herum schleppen. Die kommerziellen Produkte laden mit der Solarzelle einen Akku. Der Akku wiederum lädt das Smartphone auf. So kann man zuverlässig ohne Aussetzer 500mA liefern, auch wenn die Solarzelle gerade weniger Strom liefert. Freilich dauert das Laden des Zwischenakkus mit Sonnenlicht dann länger, als das Laden des Smartphones. Ich denke, das ist trotz aller Nachteile die einzig sinnvolle Lösung - wenn es denn unbedingt ein Solar-Lader sein muss. Wenn du als Zwischenakku einen LiIo Typ nimmt und dessen Ladespannung auf 4V begrenzt, läuft das auf eine ziemlich simple Schaltung hinaus. Der Akku wird über eine Diode mit der 9V Solarzelle verbunden. Sobald die Spannung am Akku über 4V steigt, schaltet sich ein Transistor dazu, der die überschüssige Energie verheizt. Man kann das z.B. mit einem TL431 realisieren. Dahinter brauchst du nur noch einen 5V Step-Up Wandler, wie in den Powerbänken, damit das Smartphone zufrieden ist. 4V wären ja zu wenig. (Mit MPPT hat dieser Schaltungsvorschlag nichts zu tun.)
Für die ganz Doofen gibts natürlich noch eine Variante: Man kauft sich ganz simpel Solarzellen bei Ebay, lötet 10 davon in Reihe, hängt da ne USB Buchse und sein Handy dran. Dann ab ins Licht damit, Handy lädt. Ist aber stark vom Handy abhängig, manche Geräte laden dann auch mal nur mit 200mA statt 500. Ich hab das bisher mit 2 Geräten getestet. Laut Spec dürfen kurzzeitig 6V anliegen und die werden ja nur im Leerlauf der Solarzelle erreicht. Im Betrieb stellen sich dann so 4,7-5V ein und irgendein Strom. Vorteil: Die Schüler müssen nix mehr wissen, ausser wie ne Solarzelle funktioniert!
Stefan U. schrieb: > Um ein Smartphone mit Solarzelle zu laden, brauchst du zuverlässig > 500mA. Damit die Solarzelle nicht nur unter Idealbedingungen > funktioniert, muss sie erheblich überdimensioniert werden. Erfahrungsgemäß sind 500mA nicht nötig. Aber es kommt bei Androidgeräten der erwähnte Hinweis "Ladegerät zu schwach" oder "Das Gerät verbraucht mehr Strom als das Ladegerät bereitstellen kann, schließen Sie ein stärkeres Ladegerät an". Das Gerät lädt trotzdem.
Sascha_ schrieb: > Vorteil: Die Schüler müssen nix mehr wissen, ausser wie ne Solarzelle > funktioniert! Nachteil: Man riskiert die Zerstörung des Gerätes. Nein, deine zwei Geräte beweisen nicht, dass das so in Ordnung ist.
Volker S. schrieb: > Was für eine Schule und welche Klasse ist das denn? Baumschule, Klasse Korbblütler.
MPPT schrieb: > Sascha_ schrieb: >> Vorteil: Die Schüler müssen nix mehr wissen, ausser wie ne Solarzelle >> funktioniert! > > Nachteil: > Man riskiert die Zerstörung des Gerätes. > > Nein, deine zwei Geräte beweisen nicht, dass das so in Ordnung ist. Die von dir zitierte USB Spec aber. Vielleicht solltest du die selbst mal lesen.
Sascha_ schrieb: > Die von dir zitierte USB Spec aber. Vielleicht solltest du die selbst > mal lesen. Wenn der Akku voll ist, dann steigt die Spannung auf die Leerlaufspannung der Zelle an. Oder auf irgendeinen, nicht näher spezifizierten Wert der mit dem Stromverbrauch des Handys und dem zusammenhängt, wsa die Zelle herausdrückt. Das kann das Handy aushalten, muss es aber nicht. Es gelten 4.75V to 5.25V, mit "maxium overshoot" 6V. Eine Solarzelle, die bei 5V sagen wir mal 500mA liefern kann, wird eine Leerlaufspannung jenseits der 6V haben. Die stehen dann am USB-Port des Handys an. Du siehtst, es ist bestenfalls unsauber. Details kannst du zum Beispiel in Kapitel 8.2 nachlesen. Natürlich wird es in der Praxis oft trotzdem gut gehen. Ich habe schon versehentlich MAX1555 (das ist ein LiPo-Ladegerät für USB - vermutlich ähnlich denen im Smartphone) mit 10V misshandelt, er hat es überstanden. Aber wenn man jetzt hergeht, und die Handys der ganzen Klasse mit einer Solarzelle quält, wird eines dabei sein, das aufgibt. Und das ist nicht gewünscht, denke ich.
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