Variable Stromquelle nutzen

[gonzo der dritte]

Hallo Leute
Ich habe ein Windrad mit Generator, der zwischen 28V (bei stärkerem Wind) und 0V bei Flaute liefert. Diesen wollte ich meinem Sohn in den Garten stellen, aber er soll eher unterhalten und als Schauobjekt nutzen. Kann man über Zenerdioden
eine Schaltung bauen, die bei verschiedenen Zuständen (Spannungen) verschiedene LEDs ansteuert. Ich habe von Conrad ein Zenerdiodenset von 2,7 bis 33 V gekauft, die aber nur 500mW vertragen. Ehe ich die sinnlos verheize, denn der Generator kann bis 25A liefern, bitte ich euch um einen Schaltplan für so etwas.

[hbquax]

Was genau suchst du jetzt? Eine Schaltung, die dir eine konstante Ausgangsspannung liefert und z.B. eine 12V-Batterie lädt?

[Ceos]

den Strom verheizen ist ne unschöne Idee und bei den genannten 25A auch ziemlich vernichtend :)
Besser wäre es einen DC/DC Konverter dazwischen zu hängen um die Spannung zumindest erstmal zu begrenzen (keine Linearregler, die verheizen nur die Spannungsdifferenz und das ist nicht wenig von 28V auf 5V.

Du könntest auch erst auf etwas über 12V herunterregeln und einen 12V Blei Akku anschließen(einen von der Wartungsfreien Sorte ohne Flüssigkeit und Ausgasung). Der braucht keine besondere Ladeschaltung, und muss nur gegen Tiefentladung geschützt werden. Von dort aus kannst du dann mit einem 2ten DC/DC auf 5V Runtergehen für eine Schaltung.

Es gibt auch fertige Module die eine variable Eingangsspannung akzeptieren und einen USB Ausgang haben ... so kannst du dein Windrad als LAdesäule fürs Smartphone oder Tablet benutzen :D (Aber bitte mit Akku als Puffer)

[gonzo der dritte]

Habe ich alles bei meinem neuen Windrad. Es ging mir darum, so etwas wie eine Lichtorgel aus LEDs bei verschiedenen Spannungen anzutreiben. Ja, letztendlich will ich den Strom optisch verheizen, da mein Sohn an einer sinnvollen Nutzung nicht
interessiert ist. Mein Enkel fände das (Lichtorgel) aber cool. So will ich als Opa Punkte sammeln.......

[Ceos]

Das ändert nichts an meiner Aussage :)

nimm einen DC/DC Wandler, gibts in verschiedenen Leistungsklassen und variabler Ausgangsspannung.

Solange mehr Spannung vor dem Wandler anliegt als hinten benötigt wird, regelt er sauber auf die voreingestellte Spannung runter bei mind. 80% Effiziens

ein Linearregler verheizt die Differenz in Form von Wärme.

Der Gedanke mit dem Akku war eigentlich nur dafür gemeint, auch bei unstetigem Wind ein stabiles Ergebnis zu haben :)

WICHTIG: liefert das Windrad DC oder AC ? Sonst solltest du vorne vll. noch einen Gleichrichter anbauen, AC mag ein DC/DC Wandelr nicht besonders am Eingang

[gonzo der dritte]

der Generator liefert Wechselstrom, der aber über einen Brückengleichrichter mit Kondensator in Gleichstrom umgewandelt wird. Ich hatte so etwas wie eine optische Anzeige über verschiedenfarbige LEDs, die dann den gegenwärtigen Spannungsverlauf anzeigen, im Sinn. Das wollte ich über die Zenerdioden erreichen. Da ich aber die 500 mW gesehen habe (leider erst nach dem Kauf), erschien mir die ganze Sache dann sehr fraglich. Darum habe ich lieber mal hier nachgefragt.
PS
Ich meine in meinem ersten Beitrag mit verheizen die Zenerdioden, nicht den Strom.

[021aet04]

Ich würde das mit Komparatoren machen (z.b. LM339) und Spannungsteilern. Als Referenz und Versorgungsspannungsbegrenzung kannst du Z-Dioden nehmen.

MfG Hannes

[Peter(TOO)]

der Generator liefert Wechselstrom, der aber über einen Brückengleichrichter mit Kondensator in Gleichstrom umgewandelt wird. Ich hatte so etwas wie eine optische Anzeige über verschiedenfarbige LEDs, die dann den gegenwärtigen Spannungsverlauf anzeigen, im Sinn. Das wollte ich über die Zenerdioden erreichen.
Die Z-Dioden sind nicht das Problem.

Das ganze wird etwas komplizierter und ohne Transistoren wird es nicht gehen.

Das Problem liegt bei den LEDs mit der kleinsten Spannung.

Angenommen du nimmst eine rote LED (1.7V), welche mit 10 mA betrieben werden soll und bei 3V leuchten soll.

(3V-1.7V)/10mA = 130 Ohm.

Nun liefert dein Generator aber gerade 30V

(30V-1.7V)/130Ohm = 217mA
Das mag deine LED nicht wirklich!

Man muss also für jede LED eine Stromquelle bauen. Daran kannst du dann eine Serienschaltung aus LED und Z-Diode anschliessen.

Bei 10mA und max 30V verheizt du maximal 300mW. Praktisch fällt dies bei der Z-Diode für die höchste Spannungsanzeige und im Transistor für die kleinste Spannung an. Die anderen Stufen liegen irgendwo dazwischen.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm
RV, D1 und D2 brauchst du nur einmal.
T1 und R
E braucht es dann für jede LED einmal, die Basen kannst du alle zusammen an D1/RV anschliessen.
RE bestimmt den Strom.
RC ersetzt du dann mit der Serienschaltung aus einer LEDs und deiner Z-Diode.

BTW: Mit den Elko nach dem Gleichrichter zeigen die LEDs mehr die Spitzenspannung an. Da kannst du mit dem Wert rumspielen, damit es eine schöne Disco-Beleuchtung wird :-)

MfG Peter(TOO)

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Hallo Hannes,

Ich würde das mit Komparatoren machen (z.b. LM339) und Spannungsteilern. Als Referenz und Versorgungsspannungsbegrenzung kannst du Z-Dioden nehmen.
Du hast einen kleinen Design-Fehler:
Der LM339 benötigt eine vernünftige Spannungsversorgung. Je nach Wind liefert der Generator aber etwas zwischen rund 3V und 30V.
Nun macht es aber nicht wirklich einen Sinn, daraus eine stabile Spannung zu machen, möglicherweise sogar noch mit einem Akku.

MfG Peter(TOO)

[021aet04]

Kein Designfehler, der LM339 ist für eine Spannung von 2-32V (Single Supply) ausgelegt. http://www.ti.com/product/LM339

Wenn man die Versorgung auf z.b. 2,5V begrenzt sollte das funktionieren.

MfG Hannes

[Peter(TOO)]

Hallo Hannes,

Das Problem ist, dass du recht viel Aufwand in die Spannungsversorgung stecken musst.

OK, die Versorgung des LM339 geht noch.

Dann brauchst du aber entweder eine konstante Spannung für die LEDs oder für jede LED ein Stromquelle ...

MfG Peter(TOO)

[gonzo der dritte]

Mal angenommen, ich würde 5 Zustände (Spannungen) festlegen. Könntet ihr mir die Schaltung http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0210253.htm so modifizieren, das ich sie nachbauen könnte - bin eher Laie auf dem Gebiet. Aber nach einem Schaltplan kann ich so etwas schon bauen.

[021aet04]

Ich würde statt den beiden Dioden einen Transistor nehmen.

Du könntest einfach diese Schaltung nehmen (jeweils einmal für jede Spannung) und davor eine Zenerdiode (je nach Spannung). Wenn du willst kann ich eine Ltspice Datei hochladen.

MfG Hannes

[gonzo der dritte]

Ich weiß gerade nicht, was eine Ltspice Datei ist, aber wenn sie so etwas wie einen Schaltplan enthält, wäre ich dankbar.

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Habe mir gerade Ltspice heruntergeladen. sollte jetzt in der Lage sein, eine solche Datei zu öffnen.

[021aet04]

Wenn du Ltspice hast kannst du die Datei öffnen. Ltspice ist ein Simulationsprogramm für analoge Schaltungen. Werde die Datei hochladen wenn ich am Rechner bin.

Edit: Habe die Datei hochgeladen, zuerst entpacken und dann die Datei öffnen. Die Ltspice Datei kann ich sonst nicht hochladen.

MfG Hannes

[gonzo der dritte]

Vielen Dank für deine Mühe. Sieht erst mal ganz gut aus. Ich glaube, ich komme damit zurecht. Nochmals vielen Dank