Solarleuchte im Eigenbau - 12V

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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schihu
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Mo, 08.08.11, 19:26

Hallo, ich habe mich bei euch neu angemeldet, da ich mit meinem Projekt einfach nicht weiter komme. In einem anderen Tread hier (ähnlicher Betreff) konnte ich keine Lösung für mich finden, bzw. war zum Schluss so verwirrt :? dass ich nun doch einen eigenen Tread aufmache (bitte nicht böse sein).

Ich bin kein Elektroniker, mit Schaltplänen komme ich noch halbwegs zurecht solange diese nicht zu komplex sind und auch Bezeichnungen enthalten die der Nicht-elektroniker verstehen kann (also nix mit Abkürzungen etc.), bzw. diese dokumentiert sind.

Ok, Was möchte ich umsetzen:

Eine Pflanzenbeleuchtung die durch eine 12 Stromquelle (Akku) gespeißt und durch ein Solarpanel geladen wird.

Jetzt verdrehen vielleicht schon einige hier die Augen, da dies ja schon ein Thema ist welches vielfach in Foren vorkommt. Ich habe auch schon auf vielen Seiten gelesen, aber ich benötige einfach einen fertigen Plan, bzw. die Namen benötigter Bauteile die für meine Projektdaten genau passen. Und das habe ich noch nicht gefunden oder bin mir einfach unsicher. :oops:

Ich habe mir hierzu aus drei billigen Solarstralern eine Lampe gebastelt:
meine Lampe
meine Lampe
lampe.jpg (88.55 KiB) 5675 mal betrachtet
Ursprünglich wurden die Strahler mit einem 1,2 V Akku, der über ein (Spot-) billiges kleines Solarmodul geladen wurde betrieben. Das Licht war aber, trotz der vier (!) verbauten LEDs wirklich erbährmlich! Zudem schafften es die kleinen Solarmodule überhaupt nicht den Akku jemals voll zu laden,... aber das ist ein anderes Thema denke ich.
Nun gut, Die von mir gebaute Lampe ist aber nun anschlussmäßig sozusagen noch im Rohzustand, da ich ja noch nicht genau weiß wie ich das umsetze,...

Daten (sofern vorhanden):
3 Strahler a, 4 standard LED,s auf Platine, weiß

Der Anschluss der ursprünglichen Solarstrahler ist noch an der Platine der LED,s mit dran und soll durch eine gesamte Schaltung für alle drei Strahler über eine einzige Stromquelle (Akku) ersetzt werden.
Schaltung für 1,2 V
Schaltung für 1,2 V
platineob.JPG (119.22 KiB) 5675 mal betrachtet
Dabei möchte ich dass die ursprüngliche Schaltungsweise zum Einsatz kommt. Das heißt: Der Akku soll über das Solarpanel geladen werden. Bei Spannungsabfall (also Dunkelheit) sollen die Lampen eingeschalten werden - im Umkehrschluss dann bei Helligkeit ausgeschaltet werden und der Ladevorgang fortgesetz werden,... Ich möchte keine Fotozelle o. ä. einsetzen. Es soll über die Spannung geregelt werden!

Zur Ladung des Akkus steht mir ein selbstgebautes Solarpanel zur Verfügung:
mein Solarpanel
mein Solarpanel
panel.JPG (131.14 KiB) 5675 mal betrachtet
Als Akku steht mir ein 12 V 3A oder ein 12V 4A Bleiakku (Rollerbatterie) zur Verfügung

Ok, Zusammengefasste Daten:

Solar Panel:
  • Dünnschicht Solarzelle 29,0 x 25,0 cm (Vorteil: Ladespannung bleibt auch bei diffusem Licht noch bestehen - habe ich auch getestet, stimmt!)
    Leerlaufspannung 19,9 - 21 V (je nach Lichteinfall)
    Nennspannung von ca. 14,5V (je nach Lichteinfall)
    Leistung 3500 mW (= 3,5Wp)
Das sind die angegebenen Herstellerwerte, die ich aber nach einigen Messungen bestätigen kann

Akku:
12 V 3A oder ein 12V 4A Bleiakku

Lampe/Strahler:
3 Strahler, a 4 standard LED,s, weiß, auf Platine (ohne Vorwiderstand) = insgesammt 12 LED

Was soll die Schaltung können?
- Akku laden (Laderegelung)
- Sicherheit: Überladungsschutz und Schutz vor Tiefenentladung
(o, dies kann ich evtl über einen fertigen Laderegler aus dem Handel umsetzen)
- Steuerung von Laden - Verbraucher ein-/ausschalten bei Dunkelheit, bzw. Spannungsabfall
- Super wäre noch wenn man dies über einen Podi fein regulieren könnte. :D

Die LED,s sollten auch wirklich schön hell sein. Das was die da als LED Spot mit vier LED,s verkauft hatten war ein Witz! Ist aber auch verständlich wenn man das Innenleben mal betrachtet hat,... :mrgreen: bzw. auch wenn man bedenkt was ein (nie voller) 1,2 V Akku da noch ausrichten kann,...

Hat jemand eine Idee, bzw. evtl. auch einen Link etc. zu den benötigten Bauteilen und eine Erklärung dazu wie ich die anschließen muss?

Mich interessiert das Thema Solarstrom und auch LED,s sehr, aber ich habe aber leider ehrlich gesagt kaum Erfahrung damit. Ich kann, wenn ich weiß wie, auch einfache Dinge auf einer Platine zusammenlöten, das ist kein großes Problem. Gerne benutze ich aber auch schon fertige Bauteile die ich verwenden kann. Es soll halt auch noch im finanziellen Rahmen bleiben :roll: . Für mich ist der Spaß und Lernfaktor ausschlaggebend und nicht unbedingt ob das hier jemand sinnvoll findet. :idea:

Ich freue mich schon auf Antworten,

Grüßle, Hubert.
Kleine Leuchte
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Mo, 08.08.11, 20:38

[quote="schihu"]
Ursprünglich wurden die Strahler mit einem 1,2 V Akku, der über ein (Spot-) billiges kleines Solarmodul geladen wurde betrieben. Das Licht war aber, trotz der vier (!) verbauten LEDs wirklich erbährmlich! Zudem schafften es die kleinen Solarmodule überhaupt nicht den Akku jemals voll zu laden,...[quote="schihu"]

Hallo schihu

ertsmal willkommen hier!
1. Sind das 4 Low Power Led's?
Wenn nicht zieht eine Led ca. 20mA!
Eine Standard LED WEIß braucht 3,4 - 3,8 V zum leuchten!(@ all: bitte berichtigen wenn ich was falsches schreibe!)
und wenn du schreibst das da 4 Led's mit 1,2 V betrieben wurden, ist es kein Wunder das du gefrustet bist.Bei dieser Schaltung mit 1,2V und 4 Led's ist da zu fast 100% ne Konstantstromquelle drin. Denn mit dieser Spannung kriegst du ne weiße Led nicht mal zum glimmen. :wink:

Zur helligkeitsabhängigen Steuerung der Einschaltzeit würd ich dir, trotz deiner Abneigung, zu ner Fotozelle raten.
Das ganze aus nem einfachen Grund : Deine Pflanzen bekommen immer genau dann Licht wenn's draußen dunkler wird!
Nimm zum Bsp. mal die Straßenlaternen. Die werden durch nen Dämmerungsschalter ein- oder ausgeschaltet!
Dieser Dämmerungsschalter schaltet bei einer Umgebungslichtstärke von ca. 100 Lux ab oder ein! Da wird auch nur mit ner
Fotozelle gearbeitet!
Du kannst also unabhängig von der Zeit, aber Helligkeitsgesteuert, deine Pflanzen beleuchten.

MFG
Borax
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Di, 09.08.11, 10:19

Für mich ist der Spaß und Lernfaktor ausschlaggebend und nicht unbedingt ob das hier jemand sinnvoll findet.
Das ist aber noch ein wenig zu differenzieren... Für Deine Pflanzen ist eine Lichtstärke unter 2000 Lux vmtl. nahezu nutzlos (Ich bin weder Gärtner noch Biologe, daher kann ich hier nur einen Richtwert verwenden, den man so im Netz findet z.B. hier: http://www.pflanzen-ueberwintern.de/ueb ... -im-winter ).
Um diese 2000 Lux zu erreichen wäre für eine 'Bestrahlungsfläche' von 1m² eine Lampe erforderlich, die 2000 lm (ohne Verluste) auf genau diesen einen Quadratmeter abstrahlt.
Also: Soll das eine Solarleuchte werden, die wirklich Deinen Pflanzen nützt, oder nur ein Spaß und Lernobjekt?
Im ersten Fall brauchen wir mit Standard-LEDs gar nicht erst anfangen, selbst wenn es nur um eine Bestrahlungsfläche von 0,2m² geht (das wäre etwa eine einzelne Topfpflanze mit einem 'Durchmesser' von 50cm) sind also mind. 400 lm erforderlich. Standard-5mm LEDs haben üblicherweise höchstens 5 lm. Davon wären also mind. 80 erforderlich. Besser wären die Nichia Superflux (Raijin), da hat eine etwa 25lm, davon wären aber immer noch mind. 16 erforderlich.
Üblicherweise nimmt man hierzu High-Power LEDs (ob warmweiß oder kaltweiss oder eine Kombination aus roten und blauen besser ist, darüber wird noch heftig gestritten). Im Zweifelsfall würde ich warmweiße nehmen, die liegen eigentlich gut in der Mitte. Für 400lm könnte man drei CREE-XP-G LEDs verwenden (http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... Lumen.html) und mit ca. 0.5A an einem 12V Akku betreiben. Dein 4A Akku (ich nehme mal an es soll eigentlich 4Ah heißen) würde dann (komplett voll geladen) etwa 8 Stunden reichen.
Das Solarplanel ist allerdings nicht mal unter absolut optimalen Bedingungen in der Lage, den Akku auch voll zu laden.
Bei einer Leistung von 3.5Wp kannst Du an einem klaren Sommertag bei guter Ausrichtung des Solarplanels zur Sonne mit etwa 25Wh rechnen. Bei 12V sind das aber nur 2Ah.
Hat jemand eine Idee, bzw. evtl. auch einen Link etc. zu den benötigten Bauteilen und eine Erklärung dazu wie ich die anschließen muss?
Ja, schon. Aber zunächst mal müssen die Rahmenbedingungen geklärt werden...
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Di, 09.08.11, 12:03

Akku über eine Diode 1N4001 (oder besser eine Schottky-Diode) in Reihe mit dem Solarpanel --- sofern das mindestens 12V schafft. Überladen wird da eher nichts, es wird wohl eher zu wenig geladen werden, Blei-Starterbatterien sind da auch nicht so Zimperlich. Allerdings schaffen die auch nur ca. 50 Vollzyklen bis sie hin sind...
Dann je 3 LEDs + Vowiderstand in Reihe (das ganze dann ggf. mehrfach parallel) + Dämmerungschalter - fertig.
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schihu
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Mi, 07.09.11, 11:21

Hallo, sorry dass ich mich jetzt erst melde, aber ich habe keine Benachrichtigung erhalten dass hier geantwortet wurde!?! In meinem Profil habe ich das aber eingestellt, komisch,...

Ich wollte schon öfter mal nachsehen, habe es dann aber immer wieder vergessen wenn ich online war,...

Nachdem ja nun doch schon drei von euch geschrieben haben wird es jetzt leider wieder etwas länger. Ich will ja auch jedem gerecht werden auf die Antwort einzugehen,...

Also erst einmal Danke für eure Antworten. Speziell auch an Borax. Du hast dir ja richtig Arbeit gemacht mit deiner Pflanzen - Licht - Recherche

Nun gleich einmal vorne weg und um Missverständnisse auszuschließen: es geht mir NICHT um das Pflanzenwachstum. Denen geht es soweit ganz gut so. Wenn die Pflanzen das Licht nutzen können ist es gut, wenn nicht, dann "Pech gehabt".

Ich finde es einfach schön wenn die Pflanzen von unten angestrahlt werden. Macht einfach eine schöne Atmosphäre im Wohnzimmer und ist eine angenehme indirekte Lichtquelle beim Fernsehen etc. Aber darüber möchte ich dann auch nicht mehr diskutieren, denn das ist ja nun mal Geschmackssache denke ich und um das geht es ja auch bei dem kleinen Projekt nicht.

Im Moment habe ich die drei größeren Pflanzen um die es geht (Yucca, Gummibaum und Drachena) mit zwei selbstgebauten, (jeweils) 10 W Halogenstrahlern von unten her quasi indirekt beleuchtet. Diese Lichtstärke reicht mir auch vollkommen aus. Deshalb will ich auch nicht unbedingt "super" helle SMD,s dafür verwenden. Auch schon alleine deshalb nicht weil ich soweit es möglich ist das schon vorhandene verwenden möchte.


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@ Kleine Leuchte:

ja da hast du wirklich recht, ich war mehr als enttäuscht von dem Set als ich das gekauft hatte! Ich bin kein Elektroniker, aber wie eine KSQ sieht mir die kleine Platine aber nicht aus? Ich lasse mich aber da gerne eines besseren belehren. Von der Rückseite habe ich gar kein Foto eingestellt wie ich eben feststelle,... egal, da ist halt noch ein versiegelter IC (schwarzer Punkt) drauf. Vermutlich ist das die Schaltung die vorher das Einschalten der Lampen per Spannungsabfall gesteuert hate, denn die Strahler hatten keine Fotozelle.

Die drei Platinen muss ich so, oder so dann wegmachen beim neu verkabeln. Vielleicht kann ich die ja damm mal wieder irgendwo als KSQ brauchen (wenn es welche sind). :)

Die LED,s haben mit, am Ladegerät aufgeladenen, "proppenvollen", nagelneuen Akkus eigentlich nur ein diffuses schwaches Leuchten zustandegebracht. Deshalb habe ich das Zeug dann auch als "zum Ausschlachten" abgestempelt und mir damit eben schon mal die Grundkonstruktion für einen Dreierstrahler gebaut (Bild oben),....

Was den vorgeschlagenen Dämmerungsschalter betrifft: ja, das ist sicher auch nicht sooo... schlecht, habe ich auch schon überlegt, aber irgendwie gefällt mir die "elegante" Lösung über den Stromfluss so gut dass ich das gerne ausprobiert hätte. Zudem müsste ich mir dann obendrein noch so einen Dämmerungsschalter kaufen,...( na ja, wäre jetzt auch nicht so schlimm,...) Aber da ich die Strahler ja in der Wohnung betreiben möchte wäre es auf jeden Fall auch sinnvoll wenn ich die Schaltung etwas fein justieren könnte, da es ja dort nicht/selten "stockdunkel" ist. Also jetzt mal unabhängig davon ob ich mich letzendlich für die eine oder andere Lösung entscheide. Das wird sich denke ich dann bei den nächsten Antworten herausstellen?


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@ Borax

ich habe mich ja oben schon zu der Sache mit dem Licht bezüglich der Pflanzen geäußert. Es tut mir echt schon Leid dass ich dich da zu solcher Recherche "animiert" habe weil ich das im Anfangs Post wohl nicht eindeutig geschrieben hatte,... Aber interessant ist es trotzdem, Danke!

Zu:
Das Solarplanel ist allerdings nicht mal unter absolut optimalen Bedingungen in der Lage, den Akku auch voll zu laden.
Hmmm,... da hast du laut deiner Rechnung wohl recht, ganz voll wird das an einem Tag sicher nicht und optimale Bedingungen - wann gibt es die schon. Tja da muss wohl auch noch eine halbwegs akeptable Lösung gefunden werden? Mir fällt ein, ich habe auch noch einen 6 V Akku irgendwo in einer Kiste liegen, der ist noch kaum gebraucht. Ich weiß jetzt blos nicht auswendig wieviel Ah der hat. Wäre das evtl. dann besser auf eine niedrigere Spannung auszuweichen und reicht die dann überhaupt noch aus? Mal ganz Laienhaft kalkuliert schon wenn ich mir die ursprüngliche Schaltung mit der 1,2 V (und 600 Milli Ampere!) Batterie für einen Strahler (4 LED,s!) so ansehe, oder?

Aber um das mit dem voll laden nochmal aufzugreifen: das war bei dem Minimodul ("Streifchen") was daran angeschlossen war auch niemals möglich. Bei voller Sonneneinstrahlung hatte das schwächste der drei Module gerade mal 0,8 V geliefert! Das stärkste 1,0 V. Nach zwei Tagen war da ganz Feierabend, trotz voller Sonne,... Das möchte ich so natürlich auch nicht haben. Aber das jetzige Panel ist ja auch kein Vergleich dem Billigschrott gegenüber. Da kommt wenigstens was raus jetzt. Vorallem liefert die Dünnschicht Zelle auch noch bei wenig Licht Strom. :) Ich muss sagen ich war erstaunt wass ich da, sogar im Zimmer, abends, bei indireker Wandbeleuchtung noch gemessen habe,...

Das Modul soll aber später in Pflanzennähe im/am Balkon oder Balkonfenster installiert werden. Sehr wahrscheinlich außen,... Das muss ich dann wenn es soweit ist noch ausprobieren. Da ist immer gut Licht und der Verlußt ist nicht so groß weil die Kabellänge vom Akku zum Strahler sicher keine 1,5 Meter sein wird (wahrscheinlich sogar weniger). Die "Ecke" um die es hier geht, bzw. wo das hin soll ist die neben der Balkontüre. Den Akku möchte ich ziemlich direkt hinter dem Modul anbringen, das hängt dann praktisch direkt zusammen (Halterung habe ich schon hinten dran vorbereitet).


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Ok, der letzte im Bunde :)

@ CRI 93+ / Ra 93+ (was ist denn das,...?)

Ok,
Diode 1N4001 (oder besser eine Schottky-Diode) in Reihe mit dem Solarpanel
Das ist eine mit 1 A und max 50 V richtig? Und was für einen Typ Schottky-Diode meinst du z.B.?

das meinst du praktisch dafür dass es keinen Rückfluss zum Panel gibt oder?

Ich dachte dabei eigentlich schon an einen fertigen Solar Laderegler. Das brauche ich zu dem investierten Panel sowieso noch, denn egal ob es nun für diese Sache ist, oder irgendwann einmal für etwas anderes muss ja immer (in der Regel zumindest) ein Akku geladen werden, egal wofür ich das Panel verwende,... Also das Geld werde schon noch investieren, schon alleine um das Panel und den Akku zu schützen und das optimalste an Ladung herauszuholen. Außerdem muss ich ja dann eh noch irgendeinen Kram (Widerstände,...) kaufen wenn ich weiß was ich brauchen werde. Diese Laderegler für Solarpanele (speziell im 12 V Bereich) gibt es schon relativ günstig und sind auch schon darauf ausgelegt,...
Dann je 3 LEDs + Vorwiderstand in Reihe (das ganze dann ggf. mehrfach parallel) + Dämmerungschalter - fertig.
Hmmm... also das sind 4 LED auf der Platine, keine 3. Ok, ich weiß schon wass du sagen willst,... Was für einen Vorwiderstand brauche ich dann da je bestückter Platine, also wieviel Ohm? Ausgehend von einer Spannung von 12 V, oder wenn ich das mit dem anderen Akku machen kann mit 6 V. Das sind dann 3 Platinen/Reflektoren a 4 Standard LED,s in Parallelschaltung. Kannst du mir das mal in einer, bzw. zwei Rechnungen "ausklamüsern" wieviel Ohm Vorwiderstand pro Platine das wäre.

Wie meinst du das mit
mehrfach Parallel
? Ich kenne nur Paralell und Reihe (sorry wenn ich so doof frage, aber sonst wäre ich nicht hier).

Was mir da auch noch einfällt. Wie sieht es denn mit einer KSQ aus? Wäre das nicht sinnvoller und besser für die LED,s?


Hier der übersichthalber nochmal die Daten (dann muss man nicht extra hoch scrollen):

Solar Panel:

Dünnschicht Solarzelle 29,0 x 25,0 cm (Vorteil: Ladespannung bleibt auch bei diffusem Licht noch bestehen - habe ich auch getestet, stimmt!)
Leerlaufspannung 19,9 - 21 V (je nach Lichteinfall)
Nennspannung von ca. 14,5V (je nach Lichteinfall)
Leistung 3500 mW (= 3,5Wp)

Das sind die angegebenen Herstellerwerte, die ich aber nach einigen Messungen bestätigen kann.
Sogar bei diffusem Licht bringt das Panel noch Strom,...

3 x bestückte Platine mit je 4 weißen Standard LED,s (ohne Vorwiderstand)

2 x 12 V Akku (3 Ah und 4 Ah) oder evtl. auch ein 6 V Akku vorhanden (also entweder oder)



So, jetzt hoffe ich dass ich jeder eurer Antworten/Fragestellungen gerecht geworden bin und nichts vergessen habe. Das ist ja echt ein Mega Post geworden, sorry! :mrgreen:

Grüßle Hubert.
(sprecht Ihr euch hier im Forum immer nur mit dem Nick an?)

ps. ich hoffe dass nun die Benachrichtigung funktioniert, die war und ist immer noch eingestellt, es ist aber bei euch keines Mal eine Mail gekommen,... Die Formatierung hier macht wohl auch nicht was der BBcode sagt. Nun schon 2 Mal geprüft,... ???

Edit: 12.09./ etwas übersichtlicher nachbearbeitet....
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