Hallo!
Wie auch immer, bevor ich etwas mache, mache ich zuerst eine Schätzungrechnung um mir Arbeit um sonst zu ersparen.
Dafür habe ich zuerst nötige Messungen und danach Berechnungen gemacht.
Wenn die Zahnbürste, wie üblich im Badezimmer permanent liegt kann ich annehmen, dass sie mit der Sonne durch Fenster ca. 1,16(6) Stunden am sonnigen Tag Solarenergie aufnehmen kann (sehe Skizze im Code). Zur Vereinfachung werde ich mich mit der Spannung des Akkus nicht beschäftigen, da es nur eine Shätzungrechnung ist.
Der gemessene Energiebedarf für 3 Minuten beträgt ca. 0,05 Std * 300 mA = 15 mAh
Weil der Motor mit einem NiCd Mignon Akku versorgt wird, muss ich in den Akku ca. 15 mA * 1,4 = 21 mAh reinbringen um die 15 mAh rausholen zu können.
Bereits vorhandene Solarzelle aus Gartenleuchte von Pollin kann durch Fensterscheibe bei 45° Neigung den Akku mit ca. 30 mA laden, also ich kann in 1,16(6) Stunden mit ca. 30 * 1,16(6) = 35 mAh rechnen (reserve um 66,(6) %)
Es sieht also realistisch aus. Ich muss nur eine kleine extra solare Ladestation basteln, da die Solarzelle zu groß ist (ca. 6x6 cm) um sie auf der Zahnbürste zu befestigen und die Zahnbürste noch wie üblich benutzen können.
Das ist nicht schlecht, weil wenn die Sonne mal vergessen sollte sich einzuschalten (ist sogar älter als ich), kann ich die Zahnbürste, wie bisher Laden. Für "worst case" habe ich als reserve auch noch eine "traditionelle"...
Weil das meine erste Solarberechnung ist, bin ich sehr dankbar fürs Anschauen und Korriegieren.
MfGCode:2 m |< - - - - - - >| | | - - - | | A | | | | | | | _| | | | 60 cm breiter Solarpanel |_|---------------| | | Fenster | | | | | | | | | | | V - - -
Das eigentliche Problem bei den Zahnbürsten ist nicht die Energieübertragung, sondern die Ladeschaltung. Die besteht ja oft nur aus einer Diode, und dem Innenwiderstand der Sekundärwicklung. Daher dürften die Akkus deutlich länger leben, wenn man eine ordentliche Schaltung einbaut, die den Akku nicht mit primitiver Dauerladung quält...
Hallo uwegw!
Danke für deine Informaton !
Das habe ich übersehen, dass so eine einfache Ladestation mit Solarzelle und Schottky Diode sogar besser als induktive mit ziemlich komplizierter Elektronik ist, da sie bei mir nur ca. 1 Stunde am Tag (wenn überhaupt) laden würde.
Meinst du dass deswegen man die Akkus ziemlich oft wechseln muss, das denke ich auch...
Wenn ich den Strom von Motor gemessen habe, habe ich den Akku mit der Hand als wärmer als die Umgebung empfunden. Zum Glück explodieren die NiCd Akkus nicht so gerne wie LiPos.
MfG
Vielleicht wäre ein LiPo sogar die bessere Wahl. Denn die werden mit Konstantspannung geladen, man muss also nur die Spannung auf 4,2V begrenzen, und der Strom geht bei vollem Akku von selbst zurück. Also genau wie bei einem Bleiakku, die ja auch mit Dauerspannung relativ gut klar kommen.
Jetzt beschäftige mich mit Akkus gar nicht, weil das Finden eines Mignonartiges Lipos sicher nicht so einfach ist. Momentan habe ich auf dem Tisch die zerlegte Ladestation und möchte mir die Ströme messen und Spannungen mit Oszi anschauen.
Die Sendespule mt 1 mH wird von einem Darlington mit 32,5 V / 22,5 mA mit ca. 2kHz angespeißt. Aus der innerer Spule mit 82 µH durch eine 1N4148 fließt permanent durch vollgeladener Akku mit 1,335 V ein Strom 44 mA. Die Effizinz ist somit gleich 8,2 %
Als Nachteil sehe ich zu großen für den 500 mA Mignon Akku permanenten Ladestrom, wie der uwegw schon geschrieben hat. Die davon entstehende Wärme ist für den Akku sicher schädlich und verkurzt sein Leben.
Deswegen werde ich den NiCd Akku gleich auf einen NiMH 2000 mAh wechseln, da er die 44 mA länger aushalten soll. Laut meinen bisherigen Erfahrungen mit permanentem Ladestrom bei NiMH Akkus, die ständig am Netzteil (z.B. im Radios) hängen, sollte der Ladestromm nicht größer als 1/50 C sein. Angeblich ist der NiCd sowieso schon hin und deswegen hält er nur ein paar Sekunden.
MfG
Bzgl. Mignon Li-akkus: gibt es z.B. von Ultrafire:
http://www.batteryjunction.com/14500.html
Inwieweit die 900mAh Kapazitaet tatsaechlich stimmt weiss ich nicht, ich habe da keine Erfahrungswerte.
Aber 3.6V waere ja heikel wenn der Motor fuer 1.2V ausgelegt ist...
Hallo nflatjor555!
Vielen Dank für dein interessantes Info.
Ich habe meine "verrückte" Idee realistisch überlegt und zum Schluß entschieden, dass ich warten muss, bis ich, wie ein blinder Huhn, ein leistungsstarkes und sehr kleines Solarpanel zufällig finde, das sich in meine Zahnbürste einbauen lässt.
Momentan werde ich dami nicht weitermachen, habe aber zumindest praktische, simple und sehr effiziente Schaltung zum kontaktloser Übertragung elektrischer Energie (z.B. bei sich drehenden Teilen) genauer kennengelernt.
Die mir bisher unbekannte Akkus eignen sich optimal für meine "Spielzeuge" die für bürstenlose DC Motoren min. 5V brauchen und für den 1,2 V Motor könnte man ein Multivibrator (2 SMD Transistoren) mit Tastverhältnis 1:2 als quasi PWM verwenden. Dann zieht der Motor von dem 3,7 V 900 mAh Akku bloß 100 mA (Mittelwert) und der Akku hat für ca. 1,23(3) V theoretisch virtuelle Kapazität von 2700 mAh.
MfG
Hi PICture,
falls du dir die LiIon-akkus benutzen wuerdest, teile mir gerne mit wie gut die
funktionieren! Ich kenne die schon seit laenger und finde die sehr interessant,
habe die aber nie gekauft oder benutzt. Daher bin ich sehr neugierig ob die was
taugen...
Du koenntest ja evt. ein Spiegel/Linsensystem machen um die Leistung des Solarpanels
zu erhoehen, frei nach der Raumsonde "Deep Space 1"...
Die Leistungsuebertragung ist ja sehr interessant, vor allem fuer Sachen die sich
drehen, wie du sagtest. Ich hatte einen Wirkungsgrad von max. 20% geschaetzt, 80%
ist ja hammer! Aber hast du da nicht einen Kommafehler irgendwo?
Mit 32.5V rein komme ich auf etwa 8%, mit 3.25V auf etwa 80%...
Hast du zufaelligerweise einen Foto gemacht? Man wuerde ja einiges an Eisen erwarten
um die magnetische Kopplung zu verbessern...
Du koenntest ja uebrigens in deine Zahnbuerste einen kleinen uC
(z.B. PIC10F202, PIC12F675) einbauen fuer Ladeabschaltung, richtiger PWM usw.
Meine Zahnbuerste "vibriert" auch kurz alle 30s ("Zahnreihe wechseln") und lang
nach 2 min ("Zaehneputzen fertig").
Viele Ideen wie du siehst aber man muss es ja nicht gleich (so wie ich es oft mache)
Sachen ueberkomplizieren!
Hallo nflatjor555!
Ich Suche momentan günstigste Möglichkeit die Akkus von USA zu kriegen, aber es ist für mich nicht so wichtig. Wenn ich sie irgendwan hätte, würde ich dich per PN benachrichtigen und dir gewünschte Informationen liefern.
Du hast recht, bei der schnelen Rechnerei ist mir Komma um eine Stelle gerutscht und meine Erwartung mitgenommen.
So wie es aussieht, du bist der einzige, der meinen vorletzten Beitrag wirklich aufmerksam gelesen hat. Danke schön und sorry, angeblich habe ich mich zu stark gefreut...
Die Effizienz ist eben nur 8,2 % was mir besser passt aber weniger freut...
Als sehr positiv finde ich aber, das die simple Solarlösung bei Übertragung der elektrischen Energie vom Solarpanel zum Akku mehrfach effizienter ist. Das hat mich ursprünglich inspiriert den Tread zu öffnen.
Man hat zwei Möglichkeiten: bei Kernloser Übertragung die Frequnz zu erhöhen (in MHz Bereich) oder bei niedriger Frequenz bleiben und (wie du schon geschrieben hast) eine Eisene Achse als Kern benutzen.
Ich leide auf eine wahrscheilich eigeborene und unheilbare Krankheit: alle Bestandteile Reihe nach zu entfernen bis es aufhört zu funktionieren. Erst dann weiß ich, dass es die einfachste Lösung ist und kann mich freuen. Deswegen weiß ich schon lange, dass meine "verrückte" Ideen durch Fachmänner nicht immer verstanden und akzeptiert werden...
Vielleicht wird es irgendwan billige solare Zahnbürsten zu kaufen geben, schauen wir mal...
MfG
Hi PICture,
naja, das hat auch bei mir laenger gedauert als es sollte bevor es mir klar wuerde das da was nicht stimmt!
Alleine die 1N4148 macht etwa 30% verluste bei den Spannungen...
Vereinfachung bis auf Kern zur Verstaendnis und Optimalisierung ist schon was gutes, das musst du nicht
schlechtreden! Da kann man auch an ueberraschenden Sachen stossen!
Hast du uebrigens im Betracht gezogen ein kleines Solarpanel (z.B. 2x4 cm) zu nehmen und dann mit LEDs zu beleuchten?
Solarpanel z.B. von Pollin, bestellnummer 861 568.
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