29.5.15: Solar-Akkulader
Vor einiger Zeit habe ich mir einen 9-V-Akku gekauft, in der Hoffnung, dass ich dann weiniger Batterien brauche. Aber immer wenn er nach einigen Wochen mal zum Einsatz kommen sollte, war er leer. Die Selbstentladung ist zu groß. Da kam die Idee eines solarbetriebenen Ladegeräts auf. Insgesamt soll damit nur die Selbstentladung ausgeglichen werden, Der Akku wird also einfach nur frisch gehalten. Als Basis dient die Solarzelle und der Spannungswandler aus einer Solarlampe.
Die Solarzelle ist nun da angeschlossen, wo vorher der 1,2-V-Akku lag und liefert bis zu 2 V. Parallel liegt noch ein kleiner Elko mit 1 µF. Die LED der Lampe ist ausgebaut. Aber eine Si-Diode 1N4148 führt nun zum Akku. Der Spannungswandler läuft erst bei voller Sonne an. Aber dann passen sich die Ladeimpulse dem Verbraucher an und erreichen locker die nötigen 9 V. Wegen der geringen Leistung der Solarzelle ist eine Überladung nicht zu befürchten.
Vor einiger Zeit habe ich mir einen 9-V-Akku gekauft, in der Hoffnung, dass ich dann weiniger Batterien brauche. Aber immer wenn er nach einigen Wochen mal zum Einsatz kommen sollte, war er leer. Die Selbstentladung ist zu groß. Da kam die Idee eines solarbetriebenen Ladegeräts auf. Insgesamt soll damit nur die Selbstentladung ausgeglichen werden, Der Akku wird also einfach nur frisch gehalten. Als Basis dient die Solarzelle und der Spannungswandler aus einer Solarlampe.
Die Solarzelle ist nun da angeschlossen, wo vorher der 1,2-V-Akku lag und liefert bis zu 2 V. Parallel liegt noch ein kleiner Elko mit 1 µF. Die LED der Lampe ist ausgebaut. Aber eine Si-Diode 1N4148 führt nun zum Akku. Der Spannungswandler läuft erst bei voller Sonne an. Aber dann passen sich die Ladeimpulse dem Verbraucher an und erreichen locker die nötigen 9 V. Wegen der geringen Leistung der Solarzelle ist eine Überladung nicht zu befürchten.
21.5.15: Akku-LED-Kerzen
Immer wenn wir in Holland sind, zieht es die beste Ehefrau in einen Laden der Action-Kette, das sind Billig-Läden mit vielen neuartigen Artikeln auch China. Jetzt hat einer hier in Essen aufgemacht, da mussten wir gleich mal rumstöbern. Ein LED-Flackerkerzen-Set mit Ladegerät und acht Kerzen fand ich besonders interessant. Und zwar weil ich mich gefragt habe, welche Akkus da eingebaut sind, und ob man sie nicht auch für etwas Sinnvolles einsetzen könnte. Also zuhause gleich erstmal aufgeschraubt:
Es handelt sich um NiMh-Knopfzellen mit 80 mAh. Das Ladegerät ist auch sehr ordentlich gemacht und begrenzt den Strom und die Ladespannung. 2,4 V reichen auch für Mikrocontroller und viele andere Dinge. Aber es hat sich gezeigt, dass alle acht Flackerkerzen dringend gebraucht werden und für dekorative Zwecke zum Einsatz kommen. Allerdings zeigte sich dabei ein anderes Problem. Wenn alle acht Kerzen flackern, ist das zu unruhig. Deshalb sollte ich einige in den Nicht-Flacker-Modus umbauen.
Messungen zeigen, dass es nicht reicht, einfach eine gelbe Standard-LED einzubauen. Dann wird nämlich der Strom viel zu hoch, während er durch den Controller in der Flackerkerze gerade passend begrenzt wird. Mit einem zusätzlichen Widerstand von 20 Ohm passte es gerade. Die Flacker-LED habe ich ohne Funktion mit eingelötet. Man weiß ja nie, wann der nächste Umbau fällig ist.
Immer wenn wir in Holland sind, zieht es die beste Ehefrau in einen Laden der Action-Kette, das sind Billig-Läden mit vielen neuartigen Artikeln auch China. Jetzt hat einer hier in Essen aufgemacht, da mussten wir gleich mal rumstöbern. Ein LED-Flackerkerzen-Set mit Ladegerät und acht Kerzen fand ich besonders interessant. Und zwar weil ich mich gefragt habe, welche Akkus da eingebaut sind, und ob man sie nicht auch für etwas Sinnvolles einsetzen könnte. Also zuhause gleich erstmal aufgeschraubt:
Es handelt sich um NiMh-Knopfzellen mit 80 mAh. Das Ladegerät ist auch sehr ordentlich gemacht und begrenzt den Strom und die Ladespannung. 2,4 V reichen auch für Mikrocontroller und viele andere Dinge. Aber es hat sich gezeigt, dass alle acht Flackerkerzen dringend gebraucht werden und für dekorative Zwecke zum Einsatz kommen. Allerdings zeigte sich dabei ein anderes Problem. Wenn alle acht Kerzen flackern, ist das zu unruhig. Deshalb sollte ich einige in den Nicht-Flacker-Modus umbauen.
Messungen zeigen, dass es nicht reicht, einfach eine gelbe Standard-LED einzubauen. Dann wird nämlich der Strom viel zu hoch, während er durch den Controller in der Flackerkerze gerade passend begrenzt wird. Mit einem zusätzlichen Widerstand von 20 Ohm passte es gerade. Die Flacker-LED habe ich ohne Funktion mit eingelötet. Man weiß ja nie, wann der nächste Umbau fällig ist.
13.5.15: Farbwechsel-LEDs
Eine automatische Farbwechsel-LED im 10-mm-Gehäuse, offiziell für 3 V und ohne Vorwiderstand. Geht auch mehr? Die Frage war offen, ob da vielleicht Konstantstromquellen eingebaut sind. Aber der Test am Labornetzteil zeigte, dass der Strom überproportional mit der Spannung ansteigt. Irgendwo über 5 V war sie dann plötzlich kaputt. In der LED kann man übrigens sehr schön den Controller-Chip und die drei einzelnen LED-Kristalle für Rot, Grün und Blau erkennen.
Farbwechsel geht auch anders: Die kleine grüne SMD-LED im neuen UKW-Radio-Bausatz sollte etwas heller werden. Dazu habe ich einen zusätzlichen Widerstand eingelötet. Und zwar, weil ich zu faul war, bei eingeschalteter Betriebsspannung. Beim Löten änderte sich die LED-Farbe von grün auf gelb-orange. Mit dem Abkühlen wurde das Licht dann langsam wieder grün. So etwas hatte ich schon mal bei brutaler Überlastung einer grünen LED gesehen. Aber die SMD-LED hat mich auf eine Idee gebracht: Temperaturüberwachung von Leistungstransistoren! Eine grüne SMD-LED wird thermisch gekoppelt draufgesetzt. Wenn der Transistor gefährlich heiß wird, sieht man es an der LED-Farbe.
Eine automatische Farbwechsel-LED im 10-mm-Gehäuse, offiziell für 3 V und ohne Vorwiderstand. Geht auch mehr? Die Frage war offen, ob da vielleicht Konstantstromquellen eingebaut sind. Aber der Test am Labornetzteil zeigte, dass der Strom überproportional mit der Spannung ansteigt. Irgendwo über 5 V war sie dann plötzlich kaputt. In der LED kann man übrigens sehr schön den Controller-Chip und die drei einzelnen LED-Kristalle für Rot, Grün und Blau erkennen.
Farbwechsel geht auch anders: Die kleine grüne SMD-LED im neuen UKW-Radio-Bausatz sollte etwas heller werden. Dazu habe ich einen zusätzlichen Widerstand eingelötet. Und zwar, weil ich zu faul war, bei eingeschalteter Betriebsspannung. Beim Löten änderte sich die LED-Farbe von grün auf gelb-orange. Mit dem Abkühlen wurde das Licht dann langsam wieder grün. So etwas hatte ich schon mal bei brutaler Überlastung einer grünen LED gesehen. Aber die SMD-LED hat mich auf eine Idee gebracht: Temperaturüberwachung von Leistungstransistoren! Eine grüne SMD-LED wird thermisch gekoppelt draufgesetzt. Wenn der Transistor gefährlich heiß wird, sieht man es an der LED-Farbe.
11.5.14: Batterien testen ohne Messgerät, von G. Bungert
(Pluspol zeigt nach oben).
Für meine Joule-Thief-Schaltungen benutze ich immer Altbatterien. Zwei neue Batterien mit 1,56 Volt sind versehentlich mit drei alten Batterien 0,4V, 0,1V und 0,6 Volt zusammengekommen. Alle Batterien sind vom gleichen Hersteller und sehen gleich aus. Mit einem Messgerät könnte man schnell messen welche Batterien alt und welche Batterien neu sind. Nur ein Messgerät hat man nicht immer und überall dabei. Mit einem Falltest erkennt man schnell welche Batterien alt und welche neu sind. Aus ca. 10-20 Zentimeter Höhe lässt man die Batterien auf eine harte Oberfläche fallen.
Bei mir ist es immer die Marmorfensterbank. Damit der Stein nicht beschädigt wird lege ich immer zum Abdämpfen 12 Zeitungsseiten auf die Fensterbank. Fällt jetzt eine der leeren Batterien auf die harte Oberfläche, wird sie zweimal "hüpfen" und dann zur Seite fallen. Die volle Batterie dagegen wird nur einmal kurz aufticken und sofort zur Seite fallen. Für alle Batterien muss natürlich die gleiche Abwurfhöhe gelten. Leider kann man den Test nur mit Alkalinebatterien durchführen.
Erklärung: In Alkalinebatterien befindet sich eine geleeartige Masse. Bei leeren Batterien wird sie fest. Bei vollen Batterien dämpft sie den Aufprall ab. (Dietrich Drahtlos: Alles was man wissen muss, das Elektron zieht es nach Plus)
(Pluspol zeigt nach oben).
Für meine Joule-Thief-Schaltungen benutze ich immer Altbatterien. Zwei neue Batterien mit 1,56 Volt sind versehentlich mit drei alten Batterien 0,4V, 0,1V und 0,6 Volt zusammengekommen. Alle Batterien sind vom gleichen Hersteller und sehen gleich aus. Mit einem Messgerät könnte man schnell messen welche Batterien alt und welche Batterien neu sind. Nur ein Messgerät hat man nicht immer und überall dabei. Mit einem Falltest erkennt man schnell welche Batterien alt und welche neu sind. Aus ca. 10-20 Zentimeter Höhe lässt man die Batterien auf eine harte Oberfläche fallen.
Bei mir ist es immer die Marmorfensterbank. Damit der Stein nicht beschädigt wird lege ich immer zum Abdämpfen 12 Zeitungsseiten auf die Fensterbank. Fällt jetzt eine der leeren Batterien auf die harte Oberfläche, wird sie zweimal "hüpfen" und dann zur Seite fallen. Die volle Batterie dagegen wird nur einmal kurz aufticken und sofort zur Seite fallen. Für alle Batterien muss natürlich die gleiche Abwurfhöhe gelten. Leider kann man den Test nur mit Alkalinebatterien durchführen.
Erklärung: In Alkalinebatterien befindet sich eine geleeartige Masse. Bei leeren Batterien wird sie fest. Bei vollen Batterien dämpft sie den Aufprall ab. (Dietrich Drahtlos: Alles was man wissen muss, das Elektron zieht es nach Plus)
Eine Mail
von Roland: Es geht um die Erfindung der HF-Vormagnetisierung bei der
Magnetbandaufzeichnung durch Weber 1940. Dabei beschäftigt mich
insbesondere das Problem des viel kolportierten „Zufalls“ der Erfindung, die
angeblich durch einen „falsch verdrahteten Verstärker“ zustande gekommen sein
soll, der dann „zufällig“ hochfrequent zu schwingen begann, bei Tests die Weber
durchführte um die Aufzeichnungsqualität des damaligen Magnetophon zu verbessern
(Rauschen, Dynamik, Frequenzgang ...). Die von Weber verwendete Schaltung
stellt eine Brücke dar, in deren oberen Zweig der Sprechkopf 1 in Serie mit
einem zweiten Kopf 2 liegt. Die Eigenschaften des Kopfes 2, insbesondere dessen
Scheinwiderstand, entsprechen dem des Sprechkopfes 1. Den zweiten Brückenzweig
bilden die beiden identischen Widerstände R1 und R2. Der Nullzweig der Brücke c
- d ist mit einem Verstärker verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang der
Schaltung a - b in Verbindung steht.
Der ursprüngliche Sinn dieser Schaltung wurde von Weber bereits in der Patentschrift des ihm unter der Nummer 693 664 ab 10. 2. 1938 erteilten DRP unter Verwendung eben dieses Schaltbildes beschrieben. Kurz gefasst: Der Sprechstrom wird dem Netzwerk bei a und b zugeführt. Unabhängig von der Serienschaltung beider Köpfe und den dazu parallel liegenden Widerständen wird das am Kopf 1 vorbeilaufende Band wie üblich magnetisiert, weil der Sprechstrom auch durch die Spule des Kopfes 1 fließt. Bei Brückengleichgewicht ist an c und d kein Signal vorhanden. Dieser Fall tritt nur bei stillstehendem Band ein. Sobald sich dieses bewegt, entsteht u. a. in Folge von Band-Inhomogenitäten in dem nunmehr gleichzeitig als Hörkopf aufzufassenden Kopf 1 eine Störspannung, welche an den Punkten c und d erfassbar ist und zwar der Brücke wegen ohne einen Anteil des Aufsprechsignals. Weber verstärkte diese Störspannung und führte sie um 180° gedreht dem Eingang der Schaltung a - b zu. Es handelt sich also um eine Art von Gegenkopplung und in der Tat verminderte sich die resultierende Störspannung.
Fragen: Hätte - systematisches "Durchfahren" der Kopplungsgrade als selbstverständlich vorausgesetzt - Webers Gegenkopplungsschaltung an irgendeinem Punkt zum Schwingen kommen müssen? Sind HF-Schwingungen durch die generelle Schaltung oder auch den Aufbau / Zusammenbau der Brücke gewissermaßen vorgegeben oder erwartbar? Hätte die Frequenz der Schwingung auch im Hörbereich liegen können … oder sind nur HF-Schwingungen unter diesen Gegebenheiten zu erwarten?
Antwort: Die Schaltung wäre nach meinem Eindruck bei idealer Symmetrie und idealem Verstärker eigentlich ganz ohne Wirkung, weil die Signale vom Ausgang sich am Eingang völlig aufheben müssten. Wenn ich so eine Schaltung sehe, die eine ideale Symmetrie voraussetzt, kommen mir sofort Zweifel bezüglich der Stabilität. Man kann nicht vorhersagen, ob am Ende eine Gegenkopplung oder eine Rückkopplung entsteht. Oder sogar beides bei unterschiedlichen Frequenzen, weil der Verstärker irgendeinen komplizierten Frequenzgang und Phasenverschiebungen hat. Schwingungen könnten bei jeder Frequenz auftreten, auch im NF-Bereich. Möglich ist eben auch eine Gegenkopplung für NF und gleichzeitig HF-Schwingungen. Insofern würde ich es als Zufall ansehen. Ich vermute, wenn drei Leute die Schaltung nachbauen würden, käme jedesmal was anderes dabei raus. Und wenn ich mich nicht ganz irre, war die ursprüngliche Schaltung fehlerhaft und konnte den angezielten Zweck niemals erreichen. Dann wäre das tatsächlich ein Zufall gewesen. Ist ja auch ganz normal und schon oft passiert. Die besten Sachen findet man immer, wenn man gar nicht danach gesucht hat.
Der ursprüngliche Sinn dieser Schaltung wurde von Weber bereits in der Patentschrift des ihm unter der Nummer 693 664 ab 10. 2. 1938 erteilten DRP unter Verwendung eben dieses Schaltbildes beschrieben. Kurz gefasst: Der Sprechstrom wird dem Netzwerk bei a und b zugeführt. Unabhängig von der Serienschaltung beider Köpfe und den dazu parallel liegenden Widerständen wird das am Kopf 1 vorbeilaufende Band wie üblich magnetisiert, weil der Sprechstrom auch durch die Spule des Kopfes 1 fließt. Bei Brückengleichgewicht ist an c und d kein Signal vorhanden. Dieser Fall tritt nur bei stillstehendem Band ein. Sobald sich dieses bewegt, entsteht u. a. in Folge von Band-Inhomogenitäten in dem nunmehr gleichzeitig als Hörkopf aufzufassenden Kopf 1 eine Störspannung, welche an den Punkten c und d erfassbar ist und zwar der Brücke wegen ohne einen Anteil des Aufsprechsignals. Weber verstärkte diese Störspannung und führte sie um 180° gedreht dem Eingang der Schaltung a - b zu. Es handelt sich also um eine Art von Gegenkopplung und in der Tat verminderte sich die resultierende Störspannung.
Fragen: Hätte - systematisches "Durchfahren" der Kopplungsgrade als selbstverständlich vorausgesetzt - Webers Gegenkopplungsschaltung an irgendeinem Punkt zum Schwingen kommen müssen? Sind HF-Schwingungen durch die generelle Schaltung oder auch den Aufbau / Zusammenbau der Brücke gewissermaßen vorgegeben oder erwartbar? Hätte die Frequenz der Schwingung auch im Hörbereich liegen können … oder sind nur HF-Schwingungen unter diesen Gegebenheiten zu erwarten?
Antwort: Die Schaltung wäre nach meinem Eindruck bei idealer Symmetrie und idealem Verstärker eigentlich ganz ohne Wirkung, weil die Signale vom Ausgang sich am Eingang völlig aufheben müssten. Wenn ich so eine Schaltung sehe, die eine ideale Symmetrie voraussetzt, kommen mir sofort Zweifel bezüglich der Stabilität. Man kann nicht vorhersagen, ob am Ende eine Gegenkopplung oder eine Rückkopplung entsteht. Oder sogar beides bei unterschiedlichen Frequenzen, weil der Verstärker irgendeinen komplizierten Frequenzgang und Phasenverschiebungen hat. Schwingungen könnten bei jeder Frequenz auftreten, auch im NF-Bereich. Möglich ist eben auch eine Gegenkopplung für NF und gleichzeitig HF-Schwingungen. Insofern würde ich es als Zufall ansehen. Ich vermute, wenn drei Leute die Schaltung nachbauen würden, käme jedesmal was anderes dabei raus. Und wenn ich mich nicht ganz irre, war die ursprüngliche Schaltung fehlerhaft und konnte den angezielten Zweck niemals erreichen. Dann wäre das tatsächlich ein Zufall gewesen. Ist ja auch ganz normal und schon oft passiert. Die besten Sachen findet man immer, wenn man gar nicht danach gesucht hat.
5.5.16: Solarlampe repariert
Alle Jahre wieder wird es Frühling, und dann kommt wieder die Frage auf, warum manche Solarlampen nicht mehr funktionieren. Vielleicht nur ein Vogelschiss, meine die beste Ehefrau und trieb mich auf die Leiter, oben auf den abgesägten Baum. Aber da war nichts, nur ein leichter Ansatz von Rost auf dem Edelstahlblech. Also Akku nachgeladen und neu getestet. Aber diesmal ging die Lampe auch bei hellem Licht nicht aus und war dann wie erwartet nach einiger Zeit wieder aus. Also nochmal rauf und diesmal genauer nachgesehen. Die Lampe kann man eigentlich gar nicht öffnen, denn mit der Solarzelle wurden auch die Halteschrauben eingeklebt. Rohe Gewalt geht immer, und so wurde dann auch der Fehler gefunden. Die Platine der Solarzelle ist an einer Stelle sauber durchgeätzt. Eine galvanische Meisterleistung nur mit Edelstahl, Kupfer, Wasser und Solarstrom.
Zum Test habe ich die Platine mit zwei Drähten repariert. Jetzt geht wieder alles. Ob ich es allerdings besser abdichten kann als vorher ist eher fraglich.
Alle Jahre wieder wird es Frühling, und dann kommt wieder die Frage auf, warum manche Solarlampen nicht mehr funktionieren. Vielleicht nur ein Vogelschiss, meine die beste Ehefrau und trieb mich auf die Leiter, oben auf den abgesägten Baum. Aber da war nichts, nur ein leichter Ansatz von Rost auf dem Edelstahlblech. Also Akku nachgeladen und neu getestet. Aber diesmal ging die Lampe auch bei hellem Licht nicht aus und war dann wie erwartet nach einiger Zeit wieder aus. Also nochmal rauf und diesmal genauer nachgesehen. Die Lampe kann man eigentlich gar nicht öffnen, denn mit der Solarzelle wurden auch die Halteschrauben eingeklebt. Rohe Gewalt geht immer, und so wurde dann auch der Fehler gefunden. Die Platine der Solarzelle ist an einer Stelle sauber durchgeätzt. Eine galvanische Meisterleistung nur mit Edelstahl, Kupfer, Wasser und Solarstrom.
Zum Test habe ich die Platine mit zwei Drähten repariert. Jetzt geht wieder alles. Ob ich es allerdings besser abdichten kann als vorher ist eher fraglich.