Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Unterbrechungsfreie Stromversorgung 9v - Einfach und Idiotensicher


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Adrian (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich baue für meine Freundin gerade eine automatische 
Chinchilla-Fütterungsanlage.
Die IC-Verdrahtung, Linearregler etc. kriege ich hin, leider werde ich 
aber mit einem Thema nicht ganz warm:

Der Spannungsversorgung.

Das System wird grundsätzlich über ein 9V-Netzteil versorgt. Damit die 
Tiere bei einem Stromausfall nicht verhungern, ist eine 
unterbrechungsfreie Stromversorgung vorzusehen - die möchte ich mit 
einer 9V-Batterie und einem Kondensator realisieren.

Hier eine Skizze:

o--------------------o---------------o--------------------o
........................................Diode
Verbraucher...1 micro C .......o................9V Netzteil
.....................................9V-Batterie
o--------------------o---------------o--------------------o

Die Idee ist, dass ein plötzlicher Stromausfall zunächst durch die C 
abgefedert wird und bei Spannungsabfall dann die 9V-Batterie genutzt 
wird.

Macht das grundsätzlich Sinn?

Nach meinem Theoretikerwissen müsste die Spannung der Batterie ein wenig 
geringer sein, als die des Netzteils, damit sie im Regelbetrieb nicht 
entladen wird - das sollte sich ja aber im Betrieb so einstellen, oder?


Viele Grüße aus München,

Adrian

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Bewertung
3 lesenswert
nicht lesenswert
Adrian schrieb:
> Hier eine Skizze:

WTH? Tut mir leid, aber da kann man ja nichts drauf erkennen. Kopple 
einfach die 9V Batterie und das Netzteil über zwei (Schottky-) Dioden 
mit auf den Hauptstromkreis und fertig.
Da brauchts auch keinen Ausfall Elko.
1
+9V Netzteil
2
O------------|>|------+-----> Chinchillas
3
                      |
4
+9V Block             |
5
O------------|>|------+

Ob so eine kleine 9V Batterie es schafft, deine Anordnung anzutreiben, 
musst du aber mal ausprobieren.

: Bearbeitet durch User
von Von Schuetzengraben (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Abfederspannung konstant halten !

von Michael B. (laberkopp)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Adrian schrieb:
> Macht das grundsätzlich Sinn?

Die Frage ist, wie lange so eine 9V Batterie reicht.

9V Block der einen Motor dreht ?

Adrian schrieb:
> Nach meinem Theoretikerwissen müsste die Spannung der Batterie ein wenig
> geringer sein, als die des Netzteils, damit sie im Regelbetrieb nicht
> entladen wird -

Richtig.

von Amateur (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Motore und eine normale 9V Batterie spielen nicht besonders lange 
zusammen;-) Möglicherweise verhungert die Batterie schon vor den 
Viechern.

von Adrian (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für die bisherigen Antworten!

Die 9V werden linear auf 5V runtergeregelt. Damit wird ein ATMega 328P 
versorgt. Dieser schläft die meiste Zeit, wacht einmal am Tag auf und 
steuert kurz (max 1s) ein Relais an.

Das Relais schaltet dann 12V (aus Batterie) an einen Elektromagneten, 
dieser gibt das Futter frei, das dann in den Napf fällt.

Für den 9V-Kreis habe ich überschlagen:
Linearregelung ruhend 1 mA
AtMega ruhend 1mA

Linearregelung Last 10 mA
AtMega Last 20 mA
(einmal am Tag, kurz)

da sollte eine 9V-Batterie (500mAh) für einige Stromausfälle reichen ;)

von asdfghjk (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Adrian schrieb:
> Das Relais schaltet dann 12V (aus Batterie)

Was ist denn das nun noch fuer eine Batterie?

asdfghjk

von Guest (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wieso versorgst du den IC nicht auch gleich von der 12V Batterie?

von Axel S. (a-za-z0-9)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Adrian schrieb:

> Die 9V werden linear auf 5V runtergeregelt.

9V Batterien haben den höchsten Preis pro Wh. Wenn man einen 
Linearregler dahinter schaltet, wird es noch schlechter.

> Damit wird ein ATMega 328P
> versorgt. Dieser schläft die meiste Zeit, wacht einmal am Tag auf und
> steuert kurz (max 1s) ein Relais an.
>
> Das Relais schaltet dann 12V (aus Batterie) an einen Elektromagneten,
> dieser gibt das Futter frei, das dann in den Napf fällt.

Warte mal. Du hast eine 12V Batterie? Warum versorgst du dann nicht die 
ganze Chose aus dieser?

von Bastian W. (jackfrost)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Versorg doch alles aus der 12 V Versorgung , dann hast du deine USV ja 
direkt drinnen.

Gruß JackFrost

von Marc H. (marchorby)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Adrian schrieb:
> da sollte eine 9V-Batterie (500mAh) für einige Stromausfälle reichen ;)

Du kannst aber gleich 12V-nehmen und einen 12V Akku! mit einem 
Bypasswiderstand lädst du dann den Akku von der 12V-Versorgung!

von Bastler (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und schön regelmäßig die 9V Batterie tauschen, die halten nicht lange. 
Denn sonst ist sie im Zweiffelsfall gerade wenn man sie braucht alle und 
die Chillas müssen wieder hungern. Noch besser wäre natürlich wenn der 
µC analog hat und man die Spannungen überwachen könnte um anzuzeigen 
wann die Batterie mal getauscht werden muss.

von Adrian (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Die 12V-Batterie" sind 8 1,5V Batterien. Das Problem ist, dass ich 
Kapazitätsprobleme kriege, wenn ich alles aus einer Quelle Versorgen 
möchte - zumal ich einen mächtigen Sicherheitspuffer eingerechnet habe.

Wollte ich alles mit 12 V versorgen, bräuchte ich überschlagen gerechnet 
3 mal Parallel (Kapazität) 8 Batterien in Reihe (Spannung).


Das System soll bis zu 7 Tage autark laufen.
Daher möchte ich die wesentliche Stromversorgung über das Netzteil 
laufen lassen.

Von den 12 V brauche ich dann nur 7 mal einen Impuls (0,5 A, 0,5 s)

von Adrian (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Marc H. schrieb:
> Du kannst aber gleich 12V-nehmen und einen 12V Akku! mit einem
> Bypasswiderstand lädst du dann den Akku von der 12V-Versorgung!

Das hört sich interessant an!
Hast du zufällig eine Quelle, wo ich mich dazu einlesen kann?

(oder nimmt man dafür einfach Pi mal Daumen 1k Ohm?)

von Michael B. (laberkopp)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Adrian schrieb:
> Das Relais schaltet dann 12V (aus Batterie) an einen Elektromagneten,
> dieser gibt das Futter frei, das dann in den Napf fällt.

Super.
Dann funktioniert die Anlage nicht, wenn die 9V Block leer ist
ODER wenn die 12V Batterie leer ist.
Gleich 2 Gründe statt 1.

Adrian schrieb:
> "Die 12V-Batterie" sind 8 1,5V Batterien. Das Problem ist, dass ich
> Kapazitätsprobleme kriege, wenn ich alles aus einer Quelle Versorgen
> möchte - zumal ich einen mächtigen Sicherheitspuffer eingerechnet habe.
>
> Wollte ich alles mit 12 V versorgen, bräuchte ich überschlagen gerechnet
> 3 mal Parallel (Kapazität) 8 Batterien in Reihe (Spannung).

Das muss grober Unsinn sein.

Es macht keinerlei Sinn, wenn die 9V noch vorhanden sind, aber die 12V 
leer. Es kann also keine Kapazitätsprobleme geben, wenn nur 9V schon 
ausreichen sollen den Kapazitätsengpass zu beheben. Die 12V Batterie hat 
sicher mehr Kapazität.

Natürlich wäre es schlau, bei 12V auf 5V keinen Linearregler zu nutzen. 
Aber bei 1mA Standby-Stromverbrauch macht es wenig Sinn, einen 
Schaltregler zu verwenden, die haben oft mehr als 1mA 
Ruhrstromverbrauch.


Adrian schrieb:
> Von den 12 V brauche ich dann nur 7 mal einen Impuls (0,5 A, 0,5 s)

Eine Batterie, die 0.5s 0.5A liefern kann, kann noch 1 Woche lang 1mA 
liefern. Die Problem ist sicher nicht die Kapazität, es täte 0.5mAh, 
sondern die Belastbarkeit: Die Batterie muss 0.5A liefern können ohne 
durch hohen Innenwiderstand in der Spannung zu sehr einzubrehcne. Daher 
ist ein Batteriehalter mit 8 Zellen schon angemessen. Im Standby hält 
der problemlos dann 1 Jahr.

: Bearbeitet durch User
von Adrian (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zwei Jahre an der Uni und schon wieder einen doofen Rechenfehler 
gemacht....

Ich schau mir das nochmal an, danke Michael.

Habt Ihr hier irgendwo einen Bereich für Beispielprojekte? Dann würde 
ich mein Gewurschtel als Gegenleistung für eure Ratschläge dort 
dokumentieren.

von Guest (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo nochmals!

Ich würde z.B. so eine Batterie nehmen:

https://www.conrad.at/de/bleiakku-12-v-12-ah-conrad-energy-ce12v12ah-250165-blei-vlies-agm-b-x-h-x-t-97-x-52-x-48-mm-flachstecker-48-mm-w-250165.html

Wenn du ins Datenblatt schaust, siehst du, dass er bei Stand-by-use 
13,6-13,8V verträgt.
Als Ladestrom würde ich C/10 nehmen, also 1200mAh/10h=120mA.
Bei Cycle-use ist zwar ein größerer Strom angegeben, aber das gilt vl. 
für standby-use nicht.
Bei C/10 sollte man meines Wissens auf der sicheren Seite sein.
(Vl. kann das jemand hier klarstellen...)

Dann brauchst nur noch ein Netzteil mit 13,5V (ist zwar etwas weniger, 
als verlangt, aber ich denke es ist trotzdem ok...) und einen 
Widerstand.

Der Widerstand berechnet sich Pi*Daumen so:
(13,5V-9V)/120mA=37,5Ohm
Nimmst einfach den nächst höheren.
9V ist worst-case. Wenn die Batterie so tief entladen ist, ist sie 
kaputt.
(Unter 11V würde ich nicht gehen)

Vergiss nicht, die Batterie gegen Überspannung (->Gasung/Explosion!!), 
Unterspannung (->kaputt) und mit einer Sicherung gegen Überstrom 
(->Brand) zu schützen.
Die Bleibatterie ist zwar nicht so empfindlich, wie eine Li-Ion, aber 
trotzdem Vorsicht!

Gut zum Lesen:
http://www.elektronikinfo.de/strom/bleiakkus.htm

Außerdem hat der Kanal "Bitbastelei" auf YouTube ein gutes Video zu 
Bleiakkus gemacht.

Beim Programmieren vergiss nicht, den Watchdog zu implementieren. Nicht, 
dass der uC sich in einer Schleife aufhängt und die armen Chinchillas 
verhungern. :/

Teste das ganze auch ausgiebig.

Wenn du's ganz sicher machen willst, mach's mit Raspberry Pi. Nicht, 
dass der zuverlässiger wäre, wie ein Mikrocontroller - da kannst aber 
eine Kamera dranhängen und dann programmieren, dass er dir ein Bild 
schickt, nachdem er die Klappe geöffnet hat. Dann siehst du, ob 
tatsächlich alles gut gegangen ist.
Ist gar nicht schwer:
Du rufst einfach mit Crontab zur Fütterungszeit ein Skript auf, das:
1.) einen Ausgang eine Zeit lang einschaltet,
2.) das Bild macht
3.) das Bild per Mail verschickt.

Es gibt dafür genügend Kommandozeilenprogramme. Google hilft.


Übrigens möchte ich auch eine Fütterungsanlage bauen :)
Allerdings für meinen Hund. Wird aber komplizierter, da mein Hund mehr 
frisst :D

Hoffe, ich konnte helfen!
Über deine Rückmeldung freu ich mich!

Gruß!

von Michael B. (laberkopp)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guest schrieb:
> Ich würde z.B. so eine Batterie nehmen

Echt, so unverschämt teuer und masslos überzogene Kapazität ?

Erst mal stellt sich die Frage, wie oft überhaupt der Strom ausfällt. 
Normalerweise gar nicht.

Dann muss man den Bleiakku nach ein paar Jahren (VdS=2 Jahre) tauschen, 
bloss damit man sicher sein kann, daß er beim nächsten Stromausfall 
funktiniert.

Primärbatterien halten doch deutlich länger.

LiIon sind auch keine Linderung.

von Guest (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
PS: für ein Raspi brauchst du natürlich eine größere Batterie!

von Guest (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@laberkopp:
Lt Datenblatt hat er doch nach 3 Jahren noch 60% seiner Kapazität!?

Sorry, falls ich falsch liege, bin auch noch Student...

von Simpel (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Haben Chinchillas nicht auch einen Bewegungsdrang wie Hamster im Rad...?
Vielleicht könnte man ihnen beibringen, dass 5 Minuten Raddrehen genug 
Energie erzeugt, um eine Futterportion zu dosieren... :)
Dann wären zugleich Energie- , Faulheits- und Fitness-Aspekt bedient.

von Wolfgang (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Adrian schrieb:
> Das System wird grundsätzlich über ein 9V-Netzteil versorgt. Damit die
> Tiere bei einem Stromausfall nicht verhungern, ist eine
> unterbrechungsfreie Stromversorgung vorzusehen - die möchte ich mit
> einer 9V-Batterie und einem Kondensator realisieren.

Wo wohnt deine Freundin denn?

Ich habe schon viele Stromausfälle erlebt, aber keiner war bisher so 
lang, dass ich währenddessen verhungert wäre.

Wie lange überleben die Tierchen ohne Futter?
Wie lange dauert bei deiner Freundin ein möglicher Stromausfall?

von Michael B. (laberkopp)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guest schrieb:
> Lt Datenblatt hat er doch nach 3 Jahren noch 60% seiner Kapazität!?

Ja nun, daher habe ich den VdS genannt, der ist für Akkus in 
Alarmanlagen und Notlichtern zuständig und schreibt einen Wechsel alle 2 
Jahre vor, damit sie im Ernstfall auch funktionieren.

Man wird Erfahrung haben, die der Hersteller lieber schönredet.

Auch ohne VdS gelten Bleiakkus als bloss 3 bis 5 Jahre haltbar.

LiIon ist nicht besser.

Es gibt aber bessere Bleiakkus, Effekta BTL mit 8-10 Jahren,
Excide/Sonnenschein A602/200 mit 18 oder Absolyte GP/BAE OPzS mit 20 
Jahren.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.