Hallo liebe Community, zurzeit sitze ich an einem neuen Projekt. Dabei müssen mehrere Ventile und ein Elektromotor mit einem Mikrokontroller gesteuert werden. Da ich keine Steckdose in der Nähe habe, muss ich die Stromversorgung anders abwickeln. Diesbezüglich bin ich auf die Idee gekommen, Supercaps, also Kondensatoren mit einer Batterie als "Notstrom" zu verwenden. Jetzt bin ich mir aber nicht sicher, wie ich die ganze Sache angehen soll. Der Motor wird über einen Umkehrstromrichter betrieben und kann, wenn er sich in die andere Richtung dreht auch als Generator für mein Stromnetz dienen. Als Batterie, wird eine AGM-Bleibatterie verwendet, da bei dieser Art eine Überladung sowie eine Tiefentladung nicht ganz so große Probleme bringen, wie bei Verwendung eines Lithium-Ionen Akkus zum Beispiel. Jetzt brauche ich Hilfe in zwei Gebieten. Zunächst beim Aufbau des Schaltplans. Der Grundsätzliche Schaltplan mit nur einer Batterie steht schon und das ganze funktioniert. Jetzt weiß ich aber nicht, wie ich hier die Kondensatoren einbauen kann. Zum anderen bin ich mir nicht 100 Prozent sicher, wie man die Kondensatoren auslegt. Als Betriebsspannung für die Ventile und den Motor habe ich 24 V. Der Verbrauch sind zirka 1560W. Das heißt ich habe einen Strom von 65A, was einer Ladung von 15600 Asec bedeutet. Das heißt ich brauche eine Kapazität von 650 F. Aufgrund dieser Rechnung hätte ich mich vorübergehend für diesen Kondensator entschieden: https://shop24.capcomp.de/kondensatoren/batterie-kondensatoren/high-energy-battery-caps/highenergy-batterycap-1500f-2.7v-oe22mm-l45mm Das Bedeutet, dass ich 9 von diesen in Serie Schalten muss, um auf meine 24V zu kommen. Im Anhang habe ich den aktuellen Stand des Schaltplans angehängt. Ich hoffe, dass mir jemand helfen kann. Sollten noch irgendwelche Angaben benötigt werden, müss ihr mir einfach bescheid geben. Mit freundlichen Grüßen
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Verschoben durch Moderator
So kommst du aber nicht mehr an die 650F Denn 1500:9= macht nur noch 166F
Matthias P. schrieb: > Zum anderen bin ich mir nicht 100 Prozent sicher, wie man die > Kondensatoren auslegt. Lass sie einfach weg, ein Kondensator ist immer nur ein Bruchteil eines Akkus. > Der Verbrauch sind zirka 1560W. Er ist schon im allerprimitivsten Bereich, der Ansteuerung eines Relais durch einen Arduino, grundlegend falsch, denn ein IRFZ44 möchte 10V am Gate, nicht die 5V die ein Arduino Mega2560 liefert. > Das heißt ich habe einen Strom von 65A, was einer Ladung von > 15600 Asec bedeutet. Das heißt ich brauche eine Kapazität von 650 F. Was auch immer du rechnest. Offenbar möchstest du etwas 4 Sekunden lang versorgen. Bei einem Kondenstaor fällt dabei aber die Spannung von 24V auf 0V, das hilft dir nicht. Du könntest definieren, daß die Spannung von 24 auf 20V fallen darf während der Benutzung. 4V mit 65A in 4s benötigt 65 Farad. Während das ungefähr dem Strom eines Anlassers in einem Benzinauto in der Anlasszeit entspricht, und nur 0.072Ah ausmacht, benutzt ein Auto trotzdem einen 65Ah Akku. > Das Bedeutet, dass ich 9 von diesen in Serie Schalten muss, um auf meine > 24V zu kommen. Nein, natürlich nicht, die Kapazität reduziert sich bei Reihenschaltung auf 166F. > Im Anhang habe ich den aktuellen Stand des Schaltplans angehängt. Das ist nicht mal eine Gedankenskizze. uC an Relais und Motoren haben das Problem, gestört zu werden, Der Hauptaufwand in Schaltung und Aufbau liegt darin, es störfest zu bekommen. Da bist du meilenweit von entfernt. > Ich hoffe, dass mir jemand helfen kann. Ja, du solltest dir jemanden suchen, der sich damit auskennt, und ihn notfalls bezahlen. Deine Kenntnisse reichen vorne und hinten nicht. Also so weit, daß du auch nicht zeitnah die noch fehlenden kritischen Details erlernen kannst, es hapert bei dir schon an allen Grundlagen. Wenn das ganze auch nur etwas länger als 4 Sekunden arbeiten soll und nicht in einer Rakete nur als Zündung der Sprengladung dient und danach sowieso kaputt ist, dann nimm eine Netztstromversorgung, oder reduziere die benötigte Leistung um das 1000-fache.
Matthias P. schrieb: > Zum anderen bin ich mir nicht 100 Prozent sicher, wie man die > Kondensatoren auslegt. So, dass damit nur kurzzeitige Einbrüche im ms bzw. einstelligen s-Bereich gepuffert werden. Den eigentlichen Dauerstrom muss der Akku liefern können. > Der Verbrauch sind zirka 1560W. Das heißt ich habe > einen Strom von 65A, was einer Ladung von 15600 Asec bedeutet. Du müsstest dafür die Kondensatoren aber auf letzte mV entleeren. Bis dahin funktioniert deine Schaltung schon lange nicht mehr. > einen Strom von 65A, was einer Ladung von 15600 Asec bedeutet. Das sind dann nach Art des Milchmädchens 240 Sekunden aka 4 Minuten Pufferzeit? > Als Betriebsspannung für die Ventile und den Motor habe ich 24 V. Korrekterweise musst du da die kleinstmögliche Spannung ermitteln, bei der die Schaltung noch funktioniert. Denn weiter dürfen sich deine Kondensatoren nicht entladen. Die Restenergie, die dann noch darin gespeichert ist, ist verloren, du kannst sie nicht nutzen. Und wenn du dann weiterrechnest, dann musst du über die Energie mit Ws rechnen und über Energiedifferenzen. Du legst die untere Spannungsgrenze fest, das ist die verlorene Restenergie. Und dann nimmst du die Nennspannung und rechnest aus, wieviele Ws dann mehr drin sein müssen, um die nötige Leistung für eine bestimmte Zeit zu liefern. Und so kommst du auf den nötigen Kondensator. Und den anderen Gedanken, den du dir machen musst: wie bekommst du so einen Monsterkondensator geladen? Denn da würden ja zum Laden 15600 A für 1 Sekunde fließen (oder 156kA für 100ms), wenn du nichts unternimmst. Du siehst: Zahlen sind geduldig, die Realität schreitet aber schnell begrenzend ein...
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>> einen Strom von 65A, was einer Ladung von 15600 Asec bedeutet. > Das sind dann nach Art des Milchmädchens 240 Sekunden aka 4 Minuten > Pufferzeit? Die Schaltung ist maximal für 240 Sekunden am Stück in Betrieb >> Als Betriebsspannung für die Ventile und den Motor habe ich 24 V. > Korrekterweise musst du da die kleinstmögliche Spannung ermitteln, bei > der die Schaltung noch funktioniert. Denn weiter dürfen sich deine > Kondensatoren nicht entladen. Die Restenergie, die dann noch darin > gespeichert ist, ist verloren, du kannst sie nicht nutzen. > Und wenn du dann weiterrechnest, dann musst du über die Energie mit Ws > rechnen und über Energiedifferenzen. Du legst die untere Spannungsgrenze > fest, das ist die verlorene Restenergie. Und dann nimmst du die > Nennspannung und rechnest aus, wieviele Ws dann mehr drin sein müssen, > um die nötige Leistung für eine bestimmte Zeit zu liefern. Und so kommst > du auf den nötigen Kondensator. Ok das habe ich jetzt verstanden. Kannst du mir eine Seite empfehlen, wo ich mir die dazugehörigen Schritte/Formel anschauen kann, damit ich das Schritt für Schritt machen kann > Und den anderen Gedanken, den du dir machen musst: wie bekommst du so > einen Monsterkondensator geladen? Denn da würden ja zum Laden 15600 A > für 1 Sekunde fließen (oder 156kA für 100ms), wenn du nichts > unternimmst. Ich habe vergessen anzugeben, dass ca. 120 Sekunden für den Ladevorgang bestimmt sind Vielen Dank für die Hilfestellung. Wäre mir noch sehr hilfreich, wenn du mir wie gesagt noch irgendwelche Verweise zur Berechnung geben könntest
> Lass sie einfach weg, ein Kondensator ist immer nur ein Bruchteil eines > Akkus. Meine Überlegung, weshalb ich Kondensatoren (Supercaps) statt Akkus verwenden möchte ist, dass diese für viel mehr Lade- und Entladezyklen ausgelegt sind. > Er ist schon im allerprimitivsten Bereich, der Ansteuerung eines Relais > durch einen Arduino, grundlegend falsch, denn ein IRFZ44 möchte 10V am > Gate, nicht die 5V die ein Arduino Mega2560 liefert. Das ist ein Fehler im Schaltplan, ich habe den IRFZ44 nur als Placeholder eingefügt. In Realität habe ich ein passendes Bauteil verwendet, nur in meiner Software habe ich kein anderes gefunden > Was auch immer du rechnest. Offenbar möchstest du etwas 4 Sekunden lang > versorgen. Bei einem Kondenstaor fällt dabei aber die Spannung von 24V > auf 0V, das hilft dir nicht. Du könntest definieren, daß die Spannung > von 24 auf 20V fallen darf während der Benutzung. 4V mit 65A in 4s > benötigt 65 Farad. Während das ungefähr dem Strom eines Anlassers in > einem Benzinauto in der Anlasszeit entspricht, und nur 0.072Ah ausmacht, > benutzt ein Auto trotzdem einen 65Ah Akku. Ich möchte das System für 240 Sekunden lang versorgen, habe jetzt aber nochmal drüber gerechnet und bin auf 200k Farad gekommen > Nein, natürlich nicht, die Kapazität reduziert sich bei Reihenschaltung > auf 166F. Diese Erkenntnis habe ich in der Zwischenzeit auch schon erhalten, vielen Dank aber für das Aufmerksam machen. > Das ist nicht mal eine Gedankenskizze. uC an Relais und Motoren haben > das Problem, gestört zu werden, Der Hauptaufwand in Schaltung und Aufbau > liegt darin, es störfest zu bekommen. Da bist du meilenweit von > entfernt. Könntest du mir weiterhelfen, damit was "störfest" bedeutet und wie man so etwas umsetzen kann. Für die Ansteuerung des Motors wird zum Beispiel ein Umkehrrichter verwendet, falls so etwas gemeint ist. > Wenn das ganze auch nur etwas länger als 4 Sekunden arbeiten soll und > nicht in einer Rakete nur als Zündung der Sprengladung dient und danach > sowieso kaputt ist, dann nimm eine Netztstromversorgung, oder reduziere > die benötigte Leistung um das 1000-fache. Wie bereits am Anfang erwähnt, habe ich leider keinen Zugang zum Netzstrom, weshalb ich nach einer effizienten Alternative suche, die auch langliebig ist.
Die Versorgung der Steuerteils braucht einen größeren Kondensator, um Fehlfunktionen durch Spannungseinbruch zu vermeiden. Der Leistungskreis braucht höchstens dann einen größeren Kondensator, um Induktion auf der Zuleitung abzufangen. Um den Motor zu starten ist eine weichere Batterie ohne deine fast 1F große Kapazität besser, das macht nur extremere Stromspitzen.
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