Solarbox MiniLight

case · 30. Oktober 2014 um 01:04

Hi,

hier eine kleine, begleitende Bastelübung zum Solarbox-Projekt: Herstellung eines 4.5V-Solarpanels mit ca. 2W und Anwendung als MiniLight, ein nachts permanent leuchtendes LED-Licht, welches tagsüber vom Panel geladen wird.

Der Anlass war für mich, das ich gerne mal ausprobieren wollte, ein kleines Solapanel mittel Kupfer-Tape zusammenzukleben, statt zu löten. Der Kleber des Tapes ist elektrisch leitend und ich hatte in einem Instructable gesehen, das das angeblich funktionieren sollte, was ich inzwischen soweit bestätigen kann, als das das Panel normale Leistungswerte aufweist. Ich kann allerdings noch nichts darüber sagen, wie sich das mit fortschreitender Alterung lagfristig entwickelt, ein Grund mehr die Sache auszuprobieren … und in ein paar Jahren wissen wir dann mehr

Das ganze Panel aufgrund der Verwendung von Pappe und Tape auch eher für den Indoor-Bereich geeignet … lässt sich aber dafür schnell und bequem herstellen.

=== Einführung ===

Dies ist ein Teilprojekt des SolarBox-Projektes und beinhaltet, sozusagen als einfache Grundübung, die Erstellung eines kleinen, solarbetriebenen LED-Lichts, etwa auf dem Niveau einer Solar-Taschenlampe oder eines Solar-Gartenlichts.

Es geht also darum ein Setup für eine kleines LED-Licht zu definieren, welches werden der Nacht permanent an ist und tagsüber mittels Solarstrom geladen wird. Als Speicher sollen handelsübliche AAA-NiMh-Akkus zum Einsatz kommen und die Laderegler-Schaltung sollte möglichst simpel, d.h. aus möglichst wenigen Bauteilen, gestrickt sein.

Auch die Anforderungen an das Solarpanel sind recht einfach gehalten. Die Ladespannung bei maximaler Sonneneinstrahlung beträgt 4.5V, das ist hinreichend um 2 oder 3 AAA-NiMh-Akkus zu laden.

Sofern das MiniLight indoor zum Einsatz kommen soll und demzufolge die Anforderungen an die Feuchteresistenz des Panels nicht hoch sind, reicht hier auch ein mit einfachen Mitteln gebautes DIY-Solarpanel, dessen Aufbau im Folgenden beschrieben wird, aber ein gekauftes tuts auch (und ist bei Einberechnung des Arbeitsaufwands vielleicht sogar noch günstiger).

=== Bauanleitung ===

Einzelne Solarzellen haben immer rund 0.55 V Spannung die Amperezahl hängt hingegen von der Flächengröße der einzelnen Zelle ab. Für 4.5V benötigtman also rund 9 Zellen.

Diese lassen sich aus 2 bis 3 Standard-Zellen von z.B. 12.5x12.5cm schneiden, wobei der Schneidevorgang eines gewissen manuellen Geschicks (und etwas Übung) bedarf, da die Zellen extrem zerbrechlich sind. Recht anschaulich ist der Vorgang unter [http://www.youtube.com/watch?v=zi6AAHEpL2Y] in einem Vidao dargestellt.

Man benötigt dazu eine Glasplatte als Unterlage, einen Diamant-Glasschneider, ein kleines Lineal (vorzugsweise ein Stahl-Lineal) und natürlich die zu zerschneidenden Zellen.

Daraus schneidet man sich 9 kleinere Zellen, je nach gewünschten Maßen, wobei gilt: Je größer die Fläche desto mehr Ampere hat das resultierende Panel.

Diese werden üblicherweise durch verzinnte Kupferstreifen seriell miteinander verbunden, genauer gesagt: verlötet. Im vorliegenden Falle sollte allerdings mal die Tauglichkeit eines im Maker-Bedarfs-Handel erhältlichen Kupferband-Tapes erprobt werden. welches die besondere Eingenschaft aufweist, das der Kleber elektrisch leitend ist.

Erste Tests ergaben, das das Kuper-Tape, genauer gesagt dessen Kleber, eine ausreichende Leitfähigkiet aufweist um bei einem 9-zelligen Panel über 5V zu messen, womit allerdings noch keine Aussage über dessen Langzeit-Tauglichkeit gegeben ist - gut möglich, das die Leitfähigkeit mit Alterung und Beanspruchung des Klebers geringer wird.

Bei der seriellen Verbindung muss immer die Vorderseite einer Solarzelle mit der Rückseite der jeweils nächsten Zelle verbunden werden.

Vorderseite:

Rückseite:

Bei diesen Bildern handelt es sich um einen Klebe-Test mit Abfall-Stückchen. Anders als diese weisen die eigentlichen Zellen nämlich auf der Zellen-Oberfläche Leiterbahnen (die weissen Striche) in verschiedener Breite auf, wobei die etwas breiteren Leiterbahnen die schmaleren quer als eine Art Hauptader verbinden. Genau mit diesen breiteren Bahnen muss das Kupfer-Tape verbunden werden.

Das Kupfer-Tape wird mit den Haupt-Bahnen auf den Zellenverbunden

Das Bild zeigt ausserdem den Aufbau des gesamten Panels.

Die äusserste Schicht bildet dabei eine 3mm-Glasplatte mit den Maßen des späteren Panels.

Die Mittellage wird gebildet durch eine Schicht aus fester Pappe, ca. 1,5mm dick. Dabei wurde die Pappe aus einer Cornflakes-Verpackung ausgeschnitten und durch Verklebung auf doppelte Stärke gebracht. Die Aussenmaße entsprechen dabei dem Panel bzw. der Glasplatte. Innen wird noch ein Fenster ausgeschnitten, welches minimal größer ist, als die verklebten Solarzellen, die arin eingebettet werden sollen.

Die Rückwand wird nun aus einem Stück Karton-Pappe gefertigt und erhält ebenfalls die Aussenmaße des Panels.

Nun wird der Solarzellen-Verbund in die Mittellage eingebettet und auf die Glasplatte plaziert. Die Kontaktstellen werden mittels Kupfer-Tape verlängert und nach aussen geführt. Nun wird die Karton-Pappe aufgelegt und alle drei Schichten mit Gewebe-Klebebenad („Panzertape“) quasi eingerahmt.

Ein Stück Karton-Pappe als Rückwand schützt die zerbrechlichen Zellen

Soweit das Panel. Desweiteren wird eine LED mit einem Vorwiderstand benötigt. und ein Gehäuse für 2 bis 3 AAA-Akkus, wobei 2 Akkus mit 2 x 1.2V = 2.4V die erforderliche Spannung für einfache rote und grüne LEDs aufbringen. Für hellere blaue oder weisse LEDs sind aber 3 Akkus mit 3 x 1.2V = 3.6V die bessere Wahl.

Das Batteriegehäuse stammt aus einem kaputten digitalen Heizungs-Thermostat und die LED samt Reflektor aus einer kaputten LED-Taschenlampe.

Die Ladereglerschaltung besteht aus 8 Bauteilen:

1 Stück Lochrasterplatine (min. 10 x17 Löcher)
1 Transistor BC547
1 Diode 1N4007
2 Widerstände a 10K (oder einer von 20K)
3 2-polige Anreihklemmen
1 Drahtbrücke

Der Laderegler: Eigentlich regelt die Schaltung nicht das laden selbst, sondern sorgt lediglich dafür, das tagsüber die Lampe aus ist und die Akkus geladen werden und nachts die Lampe an ist (und somit die Akkus entladen werden).

Die Schaltung nutzt das Solarpanel als Sensor, um Tagh und Nacht zu erkennen. Bei Tag leuchtet die LED nicht, aber die Akkus werden geladen. Bei Nacht werden die Akkus wieder entladen und die LED leuchtet.

Schaltplan und Layout:

Eigentlich ist die Ladekurve eines NiMh-Akkus nicht ganz so trivial. Damit das MiniLight gut funktioniert und vor allem damit die Akkus lange leben ist es erforderlich, dass die Akku-Kapazität, die tägliche Beladung und der Verbrauch gut aufeinander abgestimmt sind.

Dies wird gerade getestet. Dieses Projekt ist also derzeit und bis auf weiteres

… still under construction …

=== Literatur und Links ===

Hier zwei Links zu verwandten Projekten von anderen Forumsteilnehmern:

http://knowable.org/projects/54/showcase USB-Solarcharger von Tim Wille

http://wiki.opensourceecology.de/Mobile_solar_panel || Mobiles Solar-Panel von Alex Shure

Und hier der Link zuer Projektseite im Wiki:

http://wiki.opensourceecology.de/Solarbox_MiniLight

Gruss, Oliver

case · 30. Januar 2015 um 23:59

Hi,

hier nochmal soon Panel in der vorgezeigten Art, sozusagen als ein Beispiel für Upcycling.

Ich hab nämlich neulich dieses nette Kästchen im Müll gefunden und mitgenommen und daraus mit der Kupfertape-Methode dieses kleine 18V-Panel gebastelt … schätze mal, das dürfte so um die 5W haben.

Nix weltbewegendes, aber die Idee ist, dass innendrin genug Platz ist, um die Ladereglung plus jede Menge Akkus unterzubringen, wobei ich 12V anstrebe.

Damit kann ich dann nämlich eine stärkere LED betreiben, und das ganze dann als autarke Innenraumbeleuchtung verwenden, die ihren Strom mittels eines ans Fenster geklebten oder wie in diesem Fall auf der Fensterbank aufgeklappt aufgestellten "Indoor-Panel"s generiert.

Jetzt kommt der Clou: Bezüglich der LED hab ich nach langem rumprobieren endlich rausgekriegt, wie ich eine 230V-LED Birne (Retrofit) an 12V betreiben kann. Das hat mich min. 4 durchgebratene LED-Birnen gekostet … und die sind nicht ganz billig.

Aber warum will einer 230V-LEDs verwenden anstatt gleich 12V-LEDs zunehmen ?

Nun, ich hatte vorher mit einzeln gekauften LEDs rumprobiert, also sowas wie die neuste Cree XML-T6, für teuer Geld, und kann angeblich bis 2000 Lumen. Die Sache mit den Lumen scheint aber sehr relativ und subjektiv zu sein. Auch wenn es mir fern liegt, den ehrenwerten Produzenten Volksverarschung zu unterstellen so ist doch „Lumen“ ein ziemlich schwammiger Begriff, der zwar suggeriert, eine bestimmte Lichtmenge zu bezeichnen, aber tatsächlich wohl eher die subjektive Wahrnehmung einer bestimmten „gefühlten“ Lichtmenge zum Inhalt hat … was das für den Vergleich von LEDs und LED-Birnen bedeutet kann sich wohl jeder selbst ausmalen OK, wohlwollend kann man sagen, da spielen z.B. auch so Dinge wie der Abstrahlwinkel eine gewisse Rolle.

Langer Rede kurzer Sinn: Die Cree-LED war ziemlich sch…, also gar nicht das was mir vorschwebte. Ich wollte einfach genau das gleiche Licht, wie von den zwei Lampen auf meinem Schreibtisch, das ich ja auch tagtäglich benutze. Die Cree dagegen scheint eher dafür geeignet zu sein, in einer Taschenlampe in 200m Entfernung etwas hell anzustrahlen.

Die 230V-LED-Birne hingegen erleuchtet eine gewisses Umfeld als Lampe, die Lichtfarbe ist angenehm und alls passt prima, wie gesagt, ich verwende sie ja eh schon, es geht nur um eine andere Art der Stromversorgung, via Solarpanel und Batterie.

Die von mir verwendete Version besteht (nach fachmännischem zerlegen der Birne) aus einer kleinen COB-Platine, samt optimalem und solidem Kühlblech, mit genau drei LEDs, Leistung laut Verpackung 250 Lumen bei 4 Watt Verbrauch, wobei sich das aber dadurch, das der Transformationsschaltkreis von 230V AC nach DC entfällt, auf knapp 3W reduziert…

Somit bekommt man für 3W 250 Lumen Licht, die sich auch wirklich anfühlen wie 250 Lumen. Laut irgendeiner Arbeitsverordnung sind ca. 500 Lumen die Beleuchtung, die für einen normgerechten Arbeitsplatz vorgeschrieben ist.

Hier der Raum, in dem ich mich am häufigsten aufhalte, ist mit etwa 3 davon gut ausgeleuchtet zumindest mir reichts. Der Sinn besteht nun darin, das ganze mittels ein oder zwei Indoor-Panels autonom zu betreiben, dh, auch wenn heutzutage LED-Lampen (also auch die an 230V) nicht mehr viel Leistung verpulvern, läppert sich das über die Jahre dann doch zusammen, und soll stattdessen solar betrieben werden.

Wenn sich das bewährt könnte man so nach und nach jeden raum mit drei, vier oder mehr davon ausstatten und müsste nie wieder Geld für Lichtstrom bezahlen. naa, das ist doch schonmal ein netter Anfangspunkt, oder ?

Zumal so ein Mini-Light wirklich sehr schnell und easy zu basteln geht, ohne großen Materialaufwand und mithin m.E. das ideale Einsteiger-Projekt und der niedrigste Level in Sachen Solarbox. Sowas könnte man auch durchaus mal als kleinen Bastel-Workshop mit Leuten machen.

Pädagogisch wertvoll

Gruss, Oliver

case · 1. Februar 2015 um 12:26

Hier mal ein Bild von der modifizierten LED-Birne.

Die von mir gepriesene Helligkeit wird auf dem Foto noch nicht deutlich, was u.a. daran liegt, dass ich die Birne so gedreht habe, dass der Lichtstrahl direkt gegen das drunterliegende Brett gerichtet ist und nicht in den Raum reinstrahlt. Das hab ich deswegen gemacht, weil es sonst zu sehr geblendet hätte und kaum zu fotografieren gewesen wäre. Ich werd gelegentlich nochmal andere Fotos machen, die den Effekt besser darstellen.

Gruss, Oliver

case · 2. Februar 2015 um 13:00

Hier ein recht guter Umrechner von Lumen in Lux, Candela etc.

Berücksichtigt auch Entfernung und Abstrahlwinkel.

http://www.infoled.de/info/Visueller-Umrechner-fuer-Candela--Lumen--Lux--Abstrahlwinkel--Entfernung.html

J.R.I.B · 2. Februar 2015 um 22:53

Leider verwendet diese Konverter-Website Flash oder wie auch immer das heißt. Wie dem auch sei, wagen Sie es niemals, dieses ressourcenhungrige (und hochgradig kommerzielle) Biest zu aktivieren.

Ich wünschte, die Industrie würde sich etwas konsequenter an die SI-Einheiten (Candela) halten.

Schönes, umweltfreundliches Licht. (kein Transformator => weniger Elektronik, weniger Verluste; Nutzung von Sonnenstrahlung => weniger Kohle oder andere gefährliche/giftige Dinge, die verbrannt werden müssen).

case · 4. Februar 2015 um 15:43

Aehm … jein, nicht ganz, das Teil benötigt schon einen Transformer, weil die LEDs nämlich ca. 18V verlangen, d.h., pro LED ca. 6V. Keine Ahnung warum das so ist, ich vermute mal, die LEDs bestehen ihrerseits noch aus zusammengestzten LEDs, vielleicht gelbe mit roten gemischt um eine wärmere Lichtfarbe zu erzeugen.

Ich versuche gerade eine einfache StepUp-Converter Schaltung zu machen, welche die benötigten 18V aus 12V generiert. Damit sollte dann theoretisch ungefähr 90% Wirkungsgrad zu erzielen sein, was noch ganz ok wäre.

Was mir noch Kopfzerbrechen bereitet, das ist ein Tiefentladeschutz. Natürlich kann man sowas mit nem Arduino-gesteuerten Laderegler machen, aber ich strebe hier etwas einfacheres und unaufwendigeres an, insobesondere zumal man hier zum laden auch keinen besonderen Überladeschutz braucht, sofern die Panelgröße auf die Akkukapazität abgestimmt ist.

Vielleicht würde eine einfache Zener-Diode schon reichen für den Tiefentladeschutz grübel

Gruss, Oliver

J.R.I.B · 9. Februar 2015 um 00:09

Vielleicht würde eine einfache Zener-Diode schon reichen für den Tiefentladeschutz grübel

Jetzt sind wir auf dem gleichen Stand.

Eine Zener-Diode ist ein schönes Bauteil. Sie ist nützlich, um Zellen auf die Low-Tech-Art auszubalancieren. Wenn der sehr geringe Sperrstrom, der dabei noch fließt, toleriert werden kann.

Für eine Abschaltung bei Überspannung wird die Diode parallel geschaltet. Sie würde im Wesentlichen nicht leiten, bis die Spannung hoch genug ist. Dann überbrückt sie die Lithium-Zelle und verhindert so ein Überladen.

Eine Abschaltung bei Unterspannung bedeutet, dass die Batteriespannung hoch genug sein muss, um die Spannungsschwelle der in Reihe geschalteten Zener-Diode zu überwinden. Sobald die Batteriespannung unter die Schwelle der Zener-Diode fällt, wird der Stromkreis unterbrochen (was der gewünschte Effekt ist).

Wenn die Spannungs- und Stromfestigkeit für die Lampe ausreichen, sollte es funktionieren, wenn man sie in Reihe mit der Lampe gegen den Pluspol der Batterie schaltet. Pluspol deshalb, weil Physiker die Elektriker nicht davon überzeugen konnten, sich an die Physik zu halten, bei der Elektronen von - nach + wandern und nicht umgekehrt.

–
Hm.. ich bin mir nicht sicher, aber wenn die Lampen mit 12 VDC funktionieren, warum dann einen Step-Up-Wandler hinzufügen? Könnten nicht einige LEDs entfernt werden, um den Spannungsabfall zu verringern und so auch die am weitesten entfernte LED zu erreichen, wodurch ein akzeptabler Strom im Schaltkreis fließt?

Die Widerstände der LEDs müssen bekannt sein. Dann lässt sich mit der Versorgungsspannung der Strom des Schaltkreises berechnen. Daraus ergibt sich der Spannungsabfall pro LED. Wie auch immer, die LEDs haben möglicherweise einen optimalen Strombereich. Und wenn ich mich recht an die Berechnungen meines Freundes erinnere (Fabian der Große, LURI und Weltraummeister), dann gibt es eine kompliziertere, aber genauere Berechnungsmethode für LEDs.

Der p-dotierte Teil befindet sich an der breiten Seite des Diodensymbols. Der n-dotierte Teil befindet sich dort, wo der | ist (die Sperranzeige an der Spitze).

=> Eine Diode hat einen maximalen Strom, den sie aufnehmen kann. Diesen Strom willst du erreichen.
Manchmal liegt der zulässige Strom bei 0,7 A, aber es wäre viel sicherer, wenn man das Datenblatt für die LEDs ausfindig machen könnte.
Der gesamte Spannungsabfall über alle Dioden muss nun den Strom auf diesen Wert begrenzen (0,7 A oder was auch immer im Datenblatt als maximaler Strom angegeben ist).

Die Strom-Spannungs-Beziehung für eine (nahezu ideale) Silizium-Diode lautet:
I(U, T) = I_0 ( e ^(e U / k_B T) - 1 ) =: Formula_I

Wobei I_0 der Sättigungsstrom ist und oft in der Größenordnung von nA liegt.
k_B * T = 0,025 eV, bei T = Raumtemperatur.

Daraus folgt:
Formula_I
<=> U(I, T) = kT/e * ln(I/I_0 + 1) =: Formula_U

Mit deinem gewünschten Strom von 0,7 A und dem niedrigen Sättigungsstrom folgt:
Formula_U
=> U(I, T) = 0,025 V * ln(0,7 A / 1 nA + 1)
Mit .025 * ln(0.7/1*1000000000 + 1) - Wolfram|Alpha folgt:
<= U(0,7 A, Raumtemperatur) = 0,509… V
Dies ist der Spannungsabfall über einer LED bei 0,7 A bei Raumtemperatur.
Daher muss der Rest deiner 12 V woanders verbraucht/abgefallen werden. Entweder in einem vor- oder nachgeschalteten Vorwiderstand, oder in einer oder mehreren anderen Dioden oder beidem.

Je nach deinen LEDs könntest du herausfinden, wie viele LEDs entfernt werden müssen, damit sie an deine 12 V statt an 18 V passen.

Oder verwende einfach 3 x eine 6-V-Batterie (alte Bleiakkus hatten 6 V), wahrscheinlich haben die Zellen sogar weniger, aber es ist wahrscheinlich schwierig, an solche heranzukommen.

J.R.I.B · 25. Februar 2015 um 17:24

Können nicht einige LEDs entfernt werden, um den Spannungsabfall zu verringern und so auch die am weitesten entfernte LED zu erreichen, wodurch ein akzeptabler Strom im Schaltkreis fließt?

Für den Fall, dass es nicht offensichtlich ist: „Entfernen“ bedeutet im einfachsten Fall kurzschließen, d. h. einen leitenden Draht über deren Plus- und Minuspol zu löten. SMD-LEDs tatsächlich zu entfernen ist mühsam und unterbricht ohnehin den Stromkreis.

Ich installiere derzeit LED-Röhren anstelle dieser Leuchtstoffröhren. Kurz gesagt: Finden Sie das Vorschaltgerät und schließen Sie es kurz. Finden Sie den Starter, entfernen Sie ihn (der Stromkreis muss hier unterbrochen werden, sonst glühen die Drähte und hoffentlich lösen die Sicherungen aus!). Wenn Sie sich in einem Niederspannungsbereich befinden (z. B. 110 V AC), muss der Transformator möglicherweise entfernt werden oder auch nicht. Überprüfen Sie die Eingangsspannungstoleranz der LED-Röhre.

case · 25. Februar 2015 um 18:57

Hi Jan,

Das ist genau, was ich für das Minilight gerade anstrebe, d.h., wenn möglich hier mal ohne uC bzw. Arduino auskommen, es geht auch eigentlich nur um den Überladungsschutz, Tiefentladeschutz und ev. DC-Converteransteuerung:

Überladeschutz: müsste eigentlich durch eine passende Dimensionierung (d. Solarpanels) gewährleistet sein, solange der maximale ConstantCurrent klein genug ist und keine nenneswerte Erwärmung der NiMH-Akkus verursacht. Zwar läd es sich dadurch auch langsamer auf, aber ein Minilight brauchtman naturgemäß wenns dunkel ist, es hat also eh den ganzen tag Zeit um sich aufzuladen.
DC-Converter: bin da mit meiner Eigenbau-Version noch nicht weitergekommen, aber ist eigentlich auch eh nicht unebdingt/zwingend notwendig, da es solche Teile für einsfuffzich bei eBay gibt … und ich mir inzwischen auch zwei davon geordert und hier vorliegen hab. Bezogen auf Arduino: Bei der gekauften Version wird die gewünschte Spannung fix über ein Poti eingestellt,e s wird also kein uC benötigt, der das über PWM reguliert.
Tiefentladeschutz: das EInzige was noch offen ist und wenn man das mit ner Zener-Diode erschlagen könnte, dann wäre es wirkliche ine nette kleine Lowtech-Schaltung.

For a high voltage cut off the diode is put in parallel. It would essentially not conduct until the voltage is high enough. Then it bypasses the lithium cell, preventing it from overcharging.

Low voltage cut off means the battery voltage will be high enough to overcome the series zener diode’s voltage treshold. Once the battery voltage falls below the zener diode’s treshold the circuit is broken (which is the desired effect).

If the voltage and current rating are sufficient for the lamp, then if put in series with your lamp against the battery plus it should work. Plus because physicists couldn’t convince electricians to adhere to physics where electrons travel from - to + instead of the opposite.

Ah, danke, ich denke das ist der Punkt. Ich müsste das mal in Form eines Schaltplanes fassen, habs aber bislang zeitlich noch nicht geschafft, da diverse andere Baustellen

Hm… not sure but if the lamps operate at 12 VDC okay, then why add a step-up? Can’t some LEDs be removed to reduce voltage drop to reach even the farthest LED, thus providing an acceptable current in the circuit?

Die Lampe funktioniert eben gerade nicht mit 12V … diese Erkenntnis hab ich durch killen einiger Exemplare (jedesmal 6,- EUR futsch ) teuer erkauft
Am Ende hab ich dann einfach mal nachgemessen, wie es denn bei der regulären Wechselstromversorgung aussieht. nach der Wandlung zu Gleichstrom liegen an der LED-Platine immer noch etwas über 90V DC an (!!!) und dabei fliessen 160 mA.

Basierend auf dieser Erkenntniss hab ich dann durch ausprobieren und Erstellung der Kennlinien von Widerständen mit 1Ohm, 10 Ohm und 100 Ohm empirisch rausgefunden, das 10 Ohm die optimale Wahl ist. 1 Ohm würde wohl auch noch gehen, aber dann ist die Kurve schon sehr steil und der Bereich des Arbeitspunktes sehr eng. Bei 100 Ohm ist die Kurve zu flach. Bei 10 Ohm ist sie immer noch relativ steil aber man etwas mehr Spielraum als bei 1 Ohm.

Dabei hab ich dann noch die Spannung kontinuierlich variiert und so eingestellt, das bei einem gegebenen Widerstand etwa 140 mA fliessen (um ein bischen Sicherheitsabstand zu den 160mA zuhaben). Das waren dann bei 100 Ohm über 27V, bei 10Ohm 19.5V und bei 1 Ohm 18V. Somit liegt man bei 10OHm mit 19.5 bis 20V im Bereich von 140 bis 160mA und damit brennt die Lampe so wie sie soll, d.h., möglichst hell, ohne aber dabei heiss zu werden.

Ich wollte aus dieser Sache eigentlich gerne einen kleinen Artikel fürs Wiki machen, habs aber zwecks Zeitmangel noch nicht geschafft. However, sobald man die Kennlinien graphisch vor sich sieht ist der Fall sonnenklar.

The LEDs’ resistance(s) needs to be known. Then with the supply voltage the circuit’s current can be calculated.

Ja, aber genau das war ja mein Knackpunkt, dass die LED-Werte eben unbekannt waren. Und ich buchstäblich wochenlang das Internet dazu abgegrast hab und genau garnix dazu gefunden hab … Du findest mit den nämlichen Suchwörter gefühlt eine Zillion Anleitungen, wie man eine normale LED an 230V betreibt, aber nix dazu, wie man eine 230V-LED-Lampe an ner Batterie betreibt.

Im übrigen drängt sich mir, allein schon aufgrund der ermittelten Strom- und Spannungswerte die Vermutung auf, das sich in den drei LEDs auf der Platine intern jeweils noch weitere Unter-LEDs oder LED-Netzwerke befinden, was auch durchaus sein kann, um z.B. eine bestimmte Lichtfarbe zue rhalten indem gelbe und rote kombiniert werden.

Depending on your LEDs, you could figure how many LEDs to remove to fit your 12V instead of the 18V.

Ja, damit hast Du recht, durch entfernen oder überbrücken von zweiend er LEDs kommt man auf niedirgere Voltzahlen und zwar genau auf 6V pro LED. Das passiert sogar vollautomatisch indem man sie an 12V anschliesst und damit killt d.h., zwei davon sind dann tot und irgendwie verschmolzen/verkohlt und bilden somit einen Vorwiderstand der dann regelmässig für die eine, die überlebt hat, passend ist Davon hab ich mitllerweile genug Exemplare

Nee, aber im Ernst, dazu sind die LED-Birnen zu teuer und es ist ja auch mein Ziel genau die Nenn-Leuchtstärke der LED-Birne, also in diesem Fall 250 Lumen, zu erhalten.

Na, wieauchimmer, jetzt kenn ich ja den benötigten Vorwiderstand, und, was noch viel besser ist, ich kenn jetzt auch das Verfahren, wie ich diesen Wert empirisch ermitteln kann. Ich denke damit könnte ich dann auch den Widerstand für andere 230V-LED Birnen ermitteln, etwa solche die etwas mehr Watt und Lumen haben wie zB. 7W und 450 Lumen oder aber unterschiedliche Anzahal von (erkennbaren) LEDs, aber die 3W/250Lumen, das ist schon in etwa, was mir für das Minilight als optimal vorschwebt. 3 Stück davon bzw. 10W insgesamt und es reicht für eine angemessene Raumbeleuchtung wie ich sie zB. in diesem Moment hier an meinem Arbeitsplatz hab.

Und das Ganze dann angetrieben von einem 10W-Solarpanel und wahlweise entweder 12 NimH-Akkus mit je 2.5Ah für ein Minilight, oder eben 4 LiFePo4-Akkus mit je 10Ah für die 10W-Variante mit 3 Minilights, ausreichend für eine komplette Rauambeleuchtung.

Wobei ich für die NiMH-Akkus die LowTech-Variante anstrebe, aber für die LiFePo4, dann vielleicht doch nen Arduino-Nano einsetzen würde. Im Grunde gehts darum wie man den Einstiegspreis ansetzen will:

Bei NiMH ist die Schwelle niedrig, d.h., die 12 Akkus kosten etwa 36,- EUR, hingegen die 4 LiFePO4-Akkus kosten 80,- EUR und somit das doppelte, haben aber die 4-fache Kapazität. Also unterm Strich die bessere Wahl, aber als niedrigschwellige Einstiegsvariante wäre dann eben noch ersteres möglich udn dazu würde halt auch die LowTech-Schaltung passen, die auch etwas billiger wäre … und vermutlich die Lebensdauer der NiMH-Akkus nicht so fein berücksichtihgt wie es mit dem Arduino möglich wäre.

Aber das kanns ich dann ja jeder selbst aussuchen je nach Geldbeutel entscheiden.

Or just use 3 x a 6V battery (old lead acid batteries had 6V), probably the cells even have less but probably difficult to get to those.

Nee, Blei-Akkus sind für mich nogo, die sollen man ruhig dableiben, wo sie hingehören, nämlich als Starterbatterie ins Auto, als Speicherbatterien sind die für mich gestorben

Gruss, Oliver

case · 25. Februar 2015 um 19:02

Stimmt, das kann ich bestätigen

Currently installing LED tubes instead of these fluorescent gas tubes.

Ja, und wäre es da denn nicht schön, die Lampen anstatt mit dem Stromnetz mit nem kleinen Mini-Solarpanel zuverbinden, welches man sich einfach von innen ans Fenster klebt und Du zahlst nie wieder was für Strom für Licht ?

Also, das wäre zumindest die Idee und das Ziel bei den „Mini-Lights“ und der Grund warum ich diese ganzen Verrenkungen überhaupt veranstalte

Gruss, Oliver

case · 26. Februar 2015 um 21:04

Hier ein Link auf eine Präsentation für einen Vortrag über ein OpenHardware Solar-Charger-Projekt für LiFePo4-Akkus.

http://blog.opensource-solar.org/wp-content/uploads/2012/01/OS-Solar-Vortrag4.pdf

Sehr vieles was da steht könnte man 1:1 fürs Solarbox-Projekt übernehmen.
Ist schon witzig wie Leute unabhängig voneinander anscheinend zu genau den gleichen Schlussfolgerungen gelangen. Konvergenz.

Gruss, Oliver