Hallo liebe Elektronik-Freunde,
ich entwickle gerade mit einem Kollegen ein Soundsystem für einen
Freizeitpark. Das System ist für eine Bootsfahrt und soll auf den Booten
mitfahren. Das ganze funktioniert mit einem bluetooth speaker und einem
smartphone. Dort läuft eine App, die mp3-files abspielt, sobald ein
bestimmtes bluetooth-signal erfasst wird. Soweit, so gut, das klappt
super. Wir haben nur ein Problem mir der Energiebilanz. Problem ist,
dass die Boote ca. 5min fahren und nur in der Station 20s nachgeladen
werden können. über Nacht gibt es keine Lademöglichkeit, da die Boote im
Wasser umhertreiben. Es ist in jedem Fall ausgeschlossen, dass manuell
über Nacht irgendwas angeschlossen wird oder so, dass System muss
absolut automatisch laufen.
Das Systwm haben wir bereits mehrere Tage erfolgreich und zuverlässig
geteste, ohne dass eine Person eingreifen musst. Nur die Akkus entladen
sich langsam, da die Nachladezeit nicht reicht. Aktuell wird in den 20s
in der Station 24v über einen Schleifkontakt auf das Boot gebracht. Dort
spannt eine Buchse mit Festspannungsregler und 2USB-Buchsen das ganze
auf 5V um und lädt die beiden Geräte.
Nun haben wir 3 Ideen die Situation zu verbeseern.
1. Powerbank zwischenschalten, die direkt mit einer größeren Spannung
schneller geladen werden kann, als bei einem Umlauf von 5 Minuten
verbraucht wird, so dass eine leicht positive Bilanz entsteht.
Problem: Keine passenden Geräte gefunden, die schnell geladen werden
können.
2. Mit einem Bleiakku ein Bordnetz erzeugen, so dass die Geräte immer
versorgt werden. Bleiakku wird in der Station nachgeladen. Problem: Ich
habe keine Ahnung was man an Ladetechnik nimmt, da immer nur 20s geladen
werden kann und dann 5min nicht. Ich befürchte, dass die Ladeelektronik
nicht mal richtig mit Laden angefangen hat, bevor die 20s rum sind.
Außerdem mach och mir um die Akkulebensdauer sorgen.
3. Auf Grund dieser Probleme mit 2. vielleicht 5min mit Gold-Cabs
überbrücken, die in 20s spielend aufgeladen werden. Nachts laufen diese
leer, aber die Geräte gehen dann in Standby und überleben bis zum
nächsten Tag mit ihren eigenen Akkus.
Wer kann mir helfen, die passende Lösung zu finden? Was meint Ihr, was
könnte eher funktionieren? Gibt es noch alternative Lösungen?
Liebe Grüße
Bastian
@Bastian (Gast)
>dass die Boote ca. 5min fahren und nur in der Station 20s nachgeladen
Sowas verkraften die meisten Akkus auf Dauer nicht. Das geht bestenfalls
mit aktuellen Superkondensatoren, jedoch nicht mit den "alten" Goldcaps.
Die Dinger gibt es mit einigen Dutzend bis tausenden Farad und
Ladeströmen im 2-stelligen Amperebereich!
>werden können. über Nacht gibt es keine Lademöglichkeit, da die Boote im>Wasser umhertreiben. Es ist in jedem Fall ausgeschlossen, dass manuell>über Nacht irgendwas angeschlossen wird oder so, dass System muss>absolut automatisch laufen.
Wirklich? Man könnte die Akkus abends "ausbauen" und an Land laden. Wenn
man das mechanisch clever macht, muss man nur eine Art Modul mit
integriertem Stecker ziehen ohne zu schrauben etc.
>sich langsam, da die Nachladezeit nicht reicht. Aktuell wird in den 20s>in der Station 24v über einen Schleifkontakt auf das Boot gebracht. Dort>spannt eine Buchse mit Festspannungsregler und 2USB-Buchsen das ganze>auf 5V um und lädt die beiden Geräte.
??? Schleifkontakte und Wasser? Da würde ich ganz sicher ein
kontaktloses, vollständig gekapseltes System nehmen, siehe [[Royer
Converter]]. Aber der löst das Problem der zu kurzen Ladezeit auch
nicht.
>1. Powerbank zwischenschalten, die direkt mit einer größeren Spannung>schneller geladen werden kann,
Geht nicht, auch die verträgt keine extremen Ladeströme.
>2. Mit einem Bleiakku ein Bordnetz erzeugen, so dass die Geräte immer>versorgt werden. Bleiakku wird in der Station nachgeladen.
Geht genauso wenig.
>werden kann und dann 5min nicht. Ich befürchte, dass die Ladeelektronik>nicht mal richtig mit Laden angefangen hat, bevor die 20s rum sind.>Außerdem mach och mir um die Akkulebensdauer sorgen.
Eben.
>3. Auf Grund dieser Probleme mit 2. vielleicht 5min mit Gold-Cabs>überbrücken, die in 20s spielend aufgeladen werden.
diese "gold caps" sind die alten Superkondensatoren, die nur für
Entladeströme im einstelligen mA-Bereich zu gebrauchen sind.
Wie werden denn die Boote bewegt?
Denke jetzt z.B. an ein kleines "Wasserkraftwerk". (Suchbegriff u.a.
"Blue Freedom")
Theoretisch könnte man auch die Masse der ein/aussteigenden Leute
nutzen.
Man müßte halt etwas mehr über die Betriebsbedingungen der Boote und den
absoluten Energiebedarf wissen.
Von wie viel Stromverbrauch reden wir denn hier?
https://www.amazon.de/gp/product/B012SXRAVI/?tag=powerbanktest-21
Sowas lässt sich in 4h mit QuickCharge 2.0 aufladen. Wenn ich mich nicht
gerade verrechne ergibt das 50mWh die man in 20s da reinbekommt?
10 Fahrten pro Stunde würden dann 500mWh Ladung ergeben. Was wohl noch
immer knapp ist da ich annehme das Smartphone und Lautsprecher eher auf
800-1000mWh Verbrauch kommen und noch keinerlei Verluste eingerechnet
sind.
Dann bleibt wohl nur Solar, Supercaps, oder eine kleine Wasserturbine an
jedem Boot die durch die Fahrt angetrieben wird.
Hi
Tendiere auch zum SuperCap.
Das Laden mit 12V im/am Wasser sehe ich als unkritisch, wenn ich auch
nicht an den Kontakten lutschen möchte, wenn sensible Körperteile ins
Wasser reichen ;)
Statt dem jetzigen Anschluß der Akkus an den Boots-Schleifer die
SuperCaps daran und von dort die verbauten Geräte versorgen.
@falk
Ich denke, die Bote 'treiben' mehr oder minder im Wasser und werden
durch externen Wasser-Strahlen 'auf Kurs' gehalten.
(Kann mich dunkel an ein Fahrgeschäft im Phantasia-Land erinnern ... war
aber noch weit zu DM-Zeiten ... werde langsam alt ... )
Sobald Du am Tyrannosaurus-Gehege vorbei kommst (wo ein BT-Sender
versteckt ist), spielt das Boot den Beitrag zu diesem Abschnitt.
(auf freier Pläne könnte man 'der weiße Hai' einspielen -feix-)
Nach Feierabend wird dort Keiner sein, Der die ganzen Fahrgeschäfte
abklappern kann, um überall die Akkus auszubauen, weiter wird jedes
Fahrgeschäft 'sein eigenes Süppchen' gekocht haben bzw. die
Gegebenheiten werden sich kaum so anpassen lassen, daß man mehr als ein
Fahrgeschäft mit einer zentralen Ladelösung erschlagen bekommt - auch
will das ganze Zeit am Tag drauf wieder montiert werden - da wird
Man-power gebunden, Die man durch 'en passant'-Laden einfach einsparen
kann bzw. gar nicht erst aufbringen muß.
'en passant' kommt vom Schach und ist ein Sonderzug, wo man einen Bauern
'im Vorübergehen' schlagen kann.
MfG
Einfachste Lösung aus meiner Sicht wäre dicke 20Ah Powerbank pro Boot
und bei Gelegenheit einfach austauschen. Tausch dauert keine Minute.
Laden allerdings recht lange mit nur 500mA.
Wie fahren denn die Boote? Wenn das Tretboote o.ä. sind, könnte man mit
einem kleinen Propellerchen (oder direkt per Dynamo) während der Fahrt
harvesten. Dann müssen zwar die Kunden ein wenig mehr treten, laden
dabei aber gleich den Akku auf. Könnte man auch einen Kontest draus
machen, a là "Wer erntet am meisten Energie".
Hi,
vielen Dank für die vielen Ideen. Wow! Zunächst noch etwas zu den
Betriebsbedingungen: 1/3 der Fahrzeit fährt das Boot durch ein dunkles
Gebäude. Die Idee mit Solar hatte ich auch schon, allerdings muss das
auch bei tagelangen Regen funktionieren. Daher hatte ich das schon
verworfen. Personal für Akkutausch ist keine professionelle Lösung. Zu
teuer. Die Boote fahren durch einen 2m breiten Kanal mit etwa 0,5m/s.
Die Boote schwimmen mit der Strömung. Diese wird durch Strömungspumpen
in der Station erzeugt. In der Station werden die Boote durch ein
Förderband aus dem Wasser gehoben und werden zum Be und Endladen
definiert angehalten. Über Nacht werden die Boote im Gebäude recht
definiert aber schwimmend geparkt. Optisch darf das System nicht so
auffallen, es soll am Ende in einer Kiste in Holzoptik untergebracht
werden.
Smartphone:
https://www.conrad.de/de/cat-s40-dual-sim-lte-outdoor-smartphone-119-cm-47-zoll-quad-core-16-gb-8-mp-android-51-ip-68-mil-std-810g-schwarzsilber-1380193.html
Speaker:
https://www.bose.de/de_de/products/speakers/wireless_speakers/soundlink_mini_ii.html#v=soundlink_mini_ii_carbon_at_be_ch_de_fr_it_lu_nl
Das Smartphone macht nicht viel, die Box läuft im Betrieb fast
ununterbrochen auf Vollgas, nur in der Station herrscht Ruhe.
Dann war ich mit den Superkondensatoren auf der richtigen Spur. Wie
begrenze ich den Strom beim Laden oder reicht eine kräftige Stromquelle?
Wie sorge ich dafür, dass die Kondensatoren den Strom passend abgeben?
Am besten wäre, wenn diese eine Runde halten, so dass die Geräte immer
am Netz hängen. Im Augenblick wird in der Station mit einen 24V Netzteil
Strom aufs Boot gebracht und dort über eine KFZ- USB-Buchse mit
Festspannungsregler und 2 Anschlüssen die beiden Geräte geladen. Der
Sound geht per Stereoklinke vom Smartphone auf die Box.
Idee: Könnte man mit Solar vielleicht doch etwas erreichen? Wenn eine
Powerbank während des Betriebes über eine Solarzelle geladen wird und
man bei Bedarf über Nacht die Boote in Ihrer Parkposition gezielt hell
beleuchtet. (LED-Spot auf jede Solarzelle?) Mein Problem ist, dass ich
die Energiebilanz nicht einschätzen kann.
Schöne Grüße
Bastian
Tja wenn du nicht mal weißt wieviel Energie du ungefähr brauchst, kannst
du ja immer noch alles ausprobieren und auf Glück hoffen. ;-)
Ein Kondensator hat jedenfalls eine miserable Energiedichte - verglichen
mit einem x-bel. Akku. Da paßt nicht allzuviel rein und die
Stabilisierung der wegsackenden Spannung wird davon noch einiges
wegfressen.
Bastian schrieb:> LED-Spot auf jede Solarzelle
Mit einem Lächeln fängt der Tag doch schon mal gut an.
Wenn du nur soooo wenig Energie brauchst, dann reicht dir EIN zwanzig
sekündiger Ladehalt pro Monat.
Energiebedarf - was sagt denn google dazu?
Telephon:
=========
Max. Gesprächszeit 18 h
Akku Li‑Ion, 3000 mAh
Spannung steht auf dem Akku
Lautsprecher:
=============
"Akkulaufzeit: bis zu 10 Stunden"
"2230 MAH Original-akku Für BOSE SoundLink Mini Ersatz Li-Ion AKKU
063404"
Spannung steht auf dem Akku (7,4 Volt)
Warum muß ich eigentlich danach suchen?
Zum Rechnen hab ich jetzt leider keine Lust mehr.
Übrigens solltest du einen großen Korb mit zum Superkondensatorkauf
nehmen...
Bastian schrieb:> Mein Problem ist, dass ich> die Energiebilanz nicht einschätzen kann.
Da hilft im Allgemeinen einfach mal messen!
Oder meinst du wir können das mit unseren Glaskugeln besser?
Naja viel schlimmer als 1A wird es ja nicht sein.
Das macht auf 300 Sekunden also 300As. Mit den gängigen 5.5V/5F
Supercaps könnte man schauen ob 4.5V noch zum Laden reichen, dann könnte
man mit 300F hinkommen.
Das Problem ist dann aber die Ladung: 300As in 20 Sekunden zu laden
macht > 15A. Das müssten dann schon ordentliche Schleifer sein - oder
eben eine höhere Spannung.
Ich frage mich ja eher, ob wirklich ein Smartphone und ein
Bluetoothlautsprecher nötig ist.
Das klingt für mich persönlich nach sehr komplex (Akku leer = jemand
darf rumgehen und alle Smartphones nach Ladung aktivieren? Pairing?) und
geht auch noch mit einem hohen Energieverbrauch einher.
nRF52 oder Konsorten wären da eher mein Ansatz. Muss die Audiodatei
wirklich durch Bluetooth ausgelöst werden?
