LED mit Solarstrom

[Sailor]

Den Vorwiderstand der LED´s rechnest Du nach einem Kompromiss aus der Spannung der Akkus nach dem Laden und der Nennspannung.

Bei NiCd- und NiMH-Akkus schlage ich für Deine Schaltung 1,3 Volt pro Zelle vor, bei 6 Zellen also 7.8 Volt, wobei 8 Volt auch kein schlechter Wert ist.

Die Summe der LED-Spannungen in einer Reihe darf 7 Volt nicht überschreiten.

[Ecstasy]

Gut, werde es im laufe des Tages einmal berechnen. Danke euch!

Allerdings stellt sich mir noch eine Frage. Ich habe mehr Spannung durch die Solarzellen als der ursprüngliche Schaltplan. Muss ich die beiden Widerstände zu den Transistoren nicht ebenfalls neu berechnen?

Grüße
Sascha

[Sailor]

Ich beziehe mich jetzt auf diese Schaltung:

SOLAR_Nachtlicht.png (6.67 KiB) 6552 mal betrachtet

Mit R2 wird der Einschaltzeitpunkt eingestellt, alo wie Dunkel es sein muss, dass die LED´s einschalten und wie Hell, dass sie wieder ausschalten. Das ist in einem gewissen Rahmen möglich, Ich konnte es so einstellen, das es mit den in der Nähe stehenden Straßenlaternen synchron schaltet. Das ist ein kleiner Aha-Effekt.

Mit R3 wird der Strom durch den Transistor und damit durch die LED´s bestimmt. R4 begrenzet den Strom durch die LED´s auf den maximal möglichen Strom (etwa 330 mA), R3 lässt eine weitere Dimmung zu.
Bei Dir ist R4 durch den jeweiligen Vorwiderstand der LED-Reihen zu ersetzen, bei meiner Schaltung mit den High-Power LED´s kann er komplett wegbleiben, weil dier Strom bereits durch den Innenwiderstand der Akkus auf ein für die LED´s verträgliches Maß reduziert wird (max. deutlich unter 400 mA).

Bei einer höheren Spannung von den Solarzellen auch bei Dämmerung muss evtl. die Summe der beiden Widerstände R1 und R2 größer werden da sonst zu spät geschaltet wird. Obwohl ich mit den beiden gewählten Widerständen noch Reserve habe.

Den Schalter habe ich nur drin, weil es sich um eine Beleuchtung handelt und weder die Energie von den Solarzellen noch die Speicherkapazität der Akkus reicht, um die LED´s eine komplette Nacht durchleuchten zu lassen.

Wenn wir nachmittags zusammensitzenschalte ich die Beleuchtung mit diesem Schalter ein. Wenn es Dunkel wird kommt dann das Licht automatisch, es muss also keiner mehr den Schalter bedienen. Wenn die Party dann zu Ende ist, schalte ich wieder aus, um Energie zu sparen. Dadurch habe ich auch im Winter genug Energie, die dann kürzeren Aufenthaltszeiten auf dem Balkon bei Licht zu verbringen. Ach wenn dann wenig bis sehr wenig Energie von den Solarzellen geerntet und im Tank (den Akkus) gespeichert wird.

[Borax]

Ich habe mehr Spannung durch die Solarzellen als der ursprüngliche Schaltplan. Muss ich die beiden Widerstände zu den Transistoren nicht ebenfalls neu berechnen?

Nein. Das geht auch so. Ich habe es trotzdem ein wenig angepasst...
Hier ein Dimensionierungsvorschlag:

Solar_Ecstasy.png (11.81 KiB) 6549 mal betrachtet

Am Poti kannst Du den Einschaltzeitpunkt verändern (so dass es auch bei 'Dämmerung' schon einschaltet, oder erst bei 'sehr dunkel'). Die Widerstände sind so berechnet, dass knapp 10mA durch die LEDs fließen.

[Strumboe]

Hallo.

Ich stand letztes Jahr vor dem Selben Problem mit der Beleuchtung über Akkus. Das Problem ist hierbei: wo befinden sich die Akkus? Die Kapazitäten beziehen sich auf Temperaturen > 20°C. Es kommt demnächst eine Jahreszeit, in der es deutlich unter dieser Temperatur sein wird. Da geht die Kapazität immens zurück. Daher hat mein Projekt darin geendet, dass ich die Akkus "gewärmt" im Keller halte und von dort die Verteilung vorgenommen habe. So halten die Akkus dann auch den Berechungen stand und gehen nicht im ungünstigen Moment in die Knie. Das ist allerdings mit nicht unerheblichem Aufwand verbunden, so die Verteilung aufzubauen. Doch bisher funktioniert alles wie gewünscht.

Gruß

[Borax]

Ich habe auch schon empfohlen bei Solarlampen im Garten den Akku in der Erde zu vergraben (mind. 30cm tief!). Dann hat der Akku im Sommer und im Winter eine angenehm kühle Temperatur Ich glaube aber bei diesem Projekt ist der 'Winterbetrieb' nicht so wichtig.

[Strumboe]

@Borax

Naja... Ich habe die Wegbeleuchtung umgeschaltet auf Solarbetrieb. Funktioniert mit den entsprechenden Solarpannels auch sehr gut im Winter, wenn die Sonne sich bedeckt hält. Aber einbuddeln des Akkus? Wenn du daran musst? Dann doch lieber den Aufwand mit dem Einbau im Keller. Da kann man dann auch leichter an die Elektronik ran.

Gruß

[Sailor]

Es kommt auf den Einsatzzweck und die Erwartungen an, die an die Beleuchtungsanlage gestellt werden.

Meine Akkus sind im Solarzellengehäuse und den Außentemperaturen schutzlos ausgeliefert, im Sommer wird es ihnen sicher zu warm, auch wenn das Gehäuse eine Durchlüftung hat, und im Winter zu kalt.

Bis jetzt hatte ich immer Licht, wenn ich es benötigte und die eigentlich zum Ausrangieren bestimmten NiMH-Akkus fühlen sich offenbar wohl. Nach dem Einbau in die Anlage haben sie zunächst etwas der vorher verlorenen Kapazität wieder gutgemacht und seither auch nicht wieder verloren (letzte Messung war im Frühsommer).

[Ecstasy]

@ all: Danke für die ganze Hilfe!

@ Borax: In deinem Schaltplan hast du ja einen Poti eingesetzt, kann ich den auch weglassen? Denke ja oder?

Denn extra für einen Poti wollte ich keine Bestellung aufgeben und 5€ Versand zahlen^^

[Sailor]

Das Poti dient der Anpassung an die Dämmerung, die zum Ein- bzw. Ausschalten der LED´s führt.

Wenn Du es durch einen festen Widertand ersetzt, ist eine Anpassung nur noch durch den Wechsel des Widerstandes möglich, der das Poti ersetzt.

Zum Testen der Schaltung geht ein fester Widerstand, für den Betrieb würde ich schon ein Poti vorschlagen. Sowas findest Du vielleicht auch in einem nicht mehr benötigten Gerät, das muss nicht unbedingt alles neu gekauft werden.

[Borax]

Denn extra für einen Poti wollte ich keine Bestellung aufgeben und 5€ Versand zahlen^^

Wenn Du genügend Widerstände hast, kannst Du den für Dich optimalen Einschaltpunkt auch damit einstellen. Je kleiner der Widerstand, desto früher (also noch bei mehr Licht) wird eingeschaltet. Kleiner als 10K brauchst Du auf keinen Fall, weil da wird schon gar nicht mehr ausgeschaltet...

[Ecstasy]

Dummerweise habe ich keine Altgeräte wo ein Poti dran sein kann^^

50K Ohm reichen nicht oder?

[Suntrader]

50K Ohm reichen nicht oder?

kannst es probieren, wenn es nicht reicht ein Widerstand 40-50k in Reihe schalten

[Sailor]

50K Ohm reichen nicht oder?

Das Verhältnis der beiden Widerstände ist 2/3 oben und 1/3 unten. Mit diesem Verhältnis kannst Du die beiden Widerstände verändern.

Damit verdoppelt sich der Strom durch die Widerstandsreihe mit dem 50 kOhm-Poti, aber rechne mal den fließenden Strom bei 10 Volt Solarspannung und einem so hohen Widerstand aus.

Edit:

Suntraders Vorschlag geht auch, hat aber den Nachteil, dass Du ohne zusätzlichen Widerstand nicht genau regeln kannst und mit auch nicht, weil der Regelbereich gerade den Wert von 49 bis 51 kOhm überstreicht. Andererseits hat er den Vorteil, dass Du feiner regeln kannst, weil das Poti von Anschlag zu Anschlag nur 50 kOhm statt 100 kOhm überstreicht. Damit ist es doppelt so empfindlich was eine leichtere Einregelung bedeutet.

[Ecstasy]

Ich habe mir jetzt einen 100K Dreh Poti gekauft.

Allerdings weiß ich nicht wie ich den anschließen soll. Es gibt 3 Anschlüsse (siehe Bild). Welcher davon wird an den Transistor mit angeschlossen? Ich denke die anderen beiden müssen dann an die minus Leitung mit ran oder?

Danke euch mal wieder!!!

[Strumboe]

Eigentlich ist es egal.
Du musst den mittleren Pin mit der Masse und dem rechten Pin verbinden. Das ist der eigentliche Schleifer, über den der Widerstand abgegriffen wird. Der linke kommt somit an den Transistoranschluss.
Wenn der Effekt "falschherum" läuft, dann drehst du Anschlüsse: der mittlere Pin geht dann auf den linken, der auf Masse und der rechte kommt an den Transistor.

Gruß

[Ecstasy]

Jetzt habe ich alles angeschlossen. Allerdings habe ich jetzt ein Dauer leuchten. Wenn ich am Poti rum drehe, passiert auch nichts.

Wie kann ich überprüfen ob die Schaltung funktioniert? Durch das abdecken der Solarzellen passiert auch nichts.

Besten Dank!

Höchstwahrscheinlich sollte ich bis zur Mittagssonne morgen warten. Und überprüfen ob die Solarzellen genügeng Spannung einspeisen.

Dann dürften Sie theoretisch gesehen nicht mehr leuchten oder?

[Sailor]

Höchstwahrscheinlich sollte ich bis zur Mittagssonne morgen warten. Und überprüfen ob die Solarzellen genügeng Spannung einspeisen.

Dann dürften Sie theoretisch gesehen nicht mehr leuchten oder?

Bis zur Mittagssonne musst Du nicht gerade warten. Aber es muss so hell sein, dass die Spannung der Solarzellen ausreicht, den linken Transistor zu öffnen.

Stell das Poti bei dem Versuch in die Mitte.

[Ecstasy]

Egal was ich mache, es klappt irgendwie nicht. Wenn ich am Poti rum drehe, gehen die LEDs an oder aus. Allerdings gehen die nicht an und nicht aus, wenn ich die Solarzellen bedecke.

Die Solarzellen liefern eine Spannung von 0,1V wenn ich die bedecke.

Ich habe den Poti soweit hoch gedreht, bis die LEDs nicht mehr leuchteten (so fein wie möglich). Dann müsste es doch so sein, wenn ich die Abdecke, das die LEDs wieder angehen müssten oder?

Danke und Grüße

EDIT:

Ich sehe gerade das ich den Mittleren Pin vom Poti noch nicht mit der Masse verbunden habe.

EDIT2:

Das komische ist, wenn ich den Widerstand runter drehe (also den Poti), leuchten die LEDs trotzdem, obwohl ich keine Batterien drin habe.

Kann es an der Diode liegen? Der graue Ring zeigt richtung minus pol, bzw. die andere Seite ist an plus angeschlossen.

[Suntrader]

Ich sehe gerade das ich den Mittleren Pin vom Poti noch nicht mit der Masse verbunden habe.

Wenn du den nicht anschließt hast du keine Regelwirkung, Das Poti ist ja auch nur als regelbarer Widerstand beschaltet.
Im übrigen wenn du später nicht mehr regeln willst von aussen, nur einmal einstellen, dann hätte ein Trimmpoti gereicht, billiger und kleiner.

EDIT2: Das komische ist, wenn ich den Widerstand runter drehe (also den Poti), leuchten die LEDs trotzdem, obwohl ich keine Batterien drin habe.

Da ist nichts komisches dran, die Solarzellen liefern dann noch genug Energie das die LEDs noch leuchten können

Kann es an der Diode liegen? Der graue Ring zeigt richtung minus pol, bzw. die andere Seite ist an plus angeschlossen.

Hab den Schaltplan nur noch diffus vor Augen meinst du die Diode, die den Rücklauf zur Solarzelle unterdrücken soll, die ist doch gar nicht an Minus . *fragezeichen in den augen hab*

[Ecstasy]

Die Diode ist nicht an Masse angeschlossen. Man sagt doch aber das die Seite, die den grauen RIng hat sowas wie "minus" ist. Oder?

Die Solarzellen liefern aber "nur" noch 0,1V an Spannung...sollten die LEDs dann nicht angehen?

Mitlerweile ist der Mittlere Pin des Potis angeschlossen.


Hier der Schaltplan:




Und diesen Poti nutze ich:

http://www.ebay.de/itm/150409189615?ssP ... 1439.l2649

[Sailor]

Kann es an der Diode liegen? Der graue Ring zeigt richtung minus pol, bzw. die andere Seite ist an plus angeschlossen.

Keine Seite der Diode zeigt zum einem "Minus-Pol". Der Ring zeigt Richtung Plus der Akkus und die andere Seite Richtung Plus der Solarzelle.

Wenn Die Diode verdreht ist oder gar nicht an einer trennenden Stelle, schaltest Du die LED´s mit der Akkuspannung ein und aus. Da diese sich aber beim Abdecken der Solarzellen nicht ändert, bekommst Du auch kein anderes Schaltverhalten bei der Änderung des Widerstandes

[Ecstasy]

Dann ist die Diode richtig angeschlossen....

[Suntrader]

Die Diode ist nicht an Masse angeschlossen. Man sagt doch aber das die Seite, die den grauen RIng hat sowas wie "minus" ist. Oder?

kleiner Exkurs:
Der Ring, egal welche Farbe, zeigt an wo die Kathode ist. Die Andere Seite ist dann die Anode.
Wie die Diode beschaltet wird, ist eine ganz andere Sache. so kann man sie z.B. antiparallel schalten. Sprich die Anoder mit der Kathode der anderen zusammen. Oder auch eine Reihenschaltung, in der die beiden Anoden , oder Kathoden zusammengeschaltet werden. Zenerdioden, werden z.b. fast immer in Sperrichtung betrieben.
Also am besten von Anode und Kathode sprechen, oder von der Seite mit dem Ring.

Die Solarzellen liefern aber "nur" noch 0,1V an Spannung...sollten die LEDs dann nicht angehen?

Ja eigentlich schon. Miss mal die Spannungen an Q1 und Q2 Basis gegen Masse. Un Collector Q2 nach masse

Klemm evt mal Akku und solarzelle ab, dann mit mit Ohm einstellung, kleinster Wert so 200Ohm vermutlich, alle Verbindungen durchmessen. Vom Emiter Beinchen nach Masse, Vom Q2 Collector zu den Kathoden. usw, vielleicht hast du ne kalte lötstelle.
1-3 Ohm sind ok, das ist meist Messtoleranz, Kabelwiderstände, Kontaktprobleme etc.

Welches poti/trimmpoti ist eigentlich egal, Hauptsache es hat ungefär den vorgegebenen Wert bzw, den Bereich der zum regeln benötigt wird. Gesagt worden sind ca 50kOhm, als würde alles gehen was größer als dieser Wert ist. Hast du aber uas versehen ein 100Ohm bekommen, würde es nicht gehn, sowas passiert auch schon mal.
Normalerweise würde ich allerdings den Schleifer an die Basis von Q1 legen, so das das Poti nen Spannungsteiler bildet.
also R1 an VSol und an das Poti links, rechts dann an Masse. Q1 wird nur mit dem Schleifer (mitte) von P1 verbunden. aber so geht es genausogut, ist nur ein etwas anderes Regelverhalten. und funktionieren sollte beides, .. wenn die Schaltung stimmt. (Hab sie selber nicht aufgebaut, urteile nur nach dem Schaltplan)
Vielleicht träst du mal im schaltplan alle Spannungwerte ein die du mist. Einmal abgedunkelt, einmal beleuchtet.
BTW statt abdunkeln kannst du sie auch abklemmen.

[Ecstasy]

So kleines Update. Wenn ich die Akkus abklemme und nur Spannung durch die Solarzellen bekomme, klappt es mit dem ein/aus schalten. Sprich, wenn ich mit der Hand über die Solarzellen gehe, gehen die LEDs aus.

Sobald ich die Akkus anklemme funktioniert es nicht mehr. Mitlerweile scheine ich auch nichts über den Poti einstellen zu können.

Hier mal meine Messungen:

Spannungswerte:

Spannung mit Solar ohne Akku

• Solar: 5,4 V
  R1: 5,4 V
  R2 = 4,7 V
  R3 = 2,5 V
  R4 = 0,8 V
  R5 = 0,6 V
  
  Q1 = 0 V
  Q2 = 0,1 V
  P1 = 0 V
  
  UV = 2,8 V
  blau = 2,6 V
  rot = 1,9 V
  grün = 2,9 V
  gelb = 1,9 V

Spannung mit Solar und Akku:

• Solar sowie Akku = 7,3 V
  R1 = 7,3 V
  R2 = 6,5 V
  R3 = 4,2 V
  R4 = 2,3 V
  R5 = 2 V
  
  Q1 = 0 V
  Q2 = 0,1 V
  P1 = 0 V
  
  UV = 2,9 V
  blau = 2,8 V
  rot = 1,9 V
  grün = 3,1 V
  gelb = 1,9 V

Abgedunkelt ohne Akku:

• Solar: 0,1 V
  R1 = 0,2 V
  R2 = 0 V
  R3 = 0 V
  R4 = 0 V
  R5 = 0 V
  
  Alle LEDs = 0V
  
  Q1 = 0 V
  Q2 = 0 V
  P1 = 0 V
  
  Abgedunkelt mit Akku:
  
  Alle Werte von "Spannung mit Solar sowie Akku"
  
  Widerstände :
  
  R1 = 220K
  R2 = 47K
  R3 = 562
  R4 = 330
  R5 = 331
  
  Rest nicht Messbar.....

Hier noch mal die Schaltung: