Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Der chaotische Hauptfaden

Moderatoren: Sven, TDI, Heaterman, Finger, duese

Antworten
becks
Beiträge: 102
Registriert: Mo 12. Aug 2013, 22:12

Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von becks » Mo 13. Jan 2020, 15:17

Um den Batteriemüll zu reduzieren und gleichzeitig meine Akkus zu schonen möchte ich unsere batteriebetriebenen LED-Lichterketten etwas überarbeiten. Dazu brauche ich eigentlich nur eine Unterspannungsabschaltung. Optional könnte man noch darüber nachdenken die Lichterketten mit konstanter Spannung/Strom zu versorgen, um eine konstante Leuchtstärke über die Akkulaufzeit zu haben. Es handelt sich um Lichterketten mit 2-3 Batterien und eine Stromaufnahme von maximal 100 mA bei 2-3,5 V an der LED.
Dazu habe ich vorab mal ein paar Varianten betrachtet:

1. Variante: für 2-3 Zellen, nur Unterspannungsabschaltung
Beispielsweise TLV431 + Mosfet IRLML 6402 oder AO 3415A, sollte für zwei Zellen bis runter auf ca. 1,8V funktionieren.

2. Variante: für eine Zelle + Step-up + Unterspannungsabschaltung
Bei vielen Wandlern ist ein Enable-Pin vorhanden, über den mittels weniger Bauteile bei Unterspannung abgeschaltet werden kann (z. B. MCP16251, MCP1640, LTC 3400, 3402, 3426, LM2621, usw.). Den Wandler könnte man so einstellen, das kein bzw. nur ein kleiner Vorwiderstand für die LED nötig ist.

3. Variante: Step-up mit Strombegrenzung + Unterspannungsabschaltung
So wie der MIC2042 (kann alles), ist jedoch möglicherweise nicht für Ströme unter 0,5 A geeignet. Alternativ könnte man auch einfach einen Wandler + Konstantstromquelle nehmen.

4. Variante: für 1-3 Zellen, Step-up + Step-down (Boost Buck, Sepic) + Unterspannung
Ich habe bisher keinen kompakten Wandler gefunden der Uin>Uaus und Uin<Uaus ermöglicht, bei 1,8V noch läuft und wenig kostet.

Derzeit neige ich zu Variante 2, dann hätte man gleich den Platz für die Schaltung durch die wegfallende Zelle gewonnen. Für den MCP16251 gibt es da eine Komplettlösung.

Was meint ihr so?

Viele Grüße
becks

berferd
Beiträge: 237
Registriert: Mi 3. Apr 2019, 23:45

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von berferd » Mo 13. Jan 2020, 17:22

Denk dran daß Du vermutlich auch ein Pendeln der Schaltung vermeiden willst. Ansonsten geht die Spannung bei Entladung nach unten, Wandler wird abgeschaltet wegen Unterspannung, Batterie erholt sich (eventuell sogar sofort, sobald die Last weg ist), LEDs wieder ein, Spannung bricht ein, ... usw.
Also entweder was Latchendes, oder was mit ausreichender Hysterese?

Benutzeravatar
ferdimh
Beiträge: 7013
Registriert: Fr 16. Aug 2013, 15:19

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von ferdimh » Mo 13. Jan 2020, 21:32

Es gibt da was, das sich NCP301 nennt. Das ist ziemlich praktisch und darf 70mA direkt treiben...

Was Latchendes erhält, wer die spannung NACH dem Abschaltglied (Mosfet o.Ä.) misst: dann ist nach aus definitiv aus. Wiedereingeschaltet wird dann durch kurzzeitiges Überbrücken der Schutzschaltung oder ein anderes cleveres Arrangement.

Wenn man Lithiumzellen verwenden kann/möchte, kann man auch in Richtung von Handyersatzakkus gucken. Die haben in der Regel eine entsprechende Schutzschaltung drin (z.B. Nokia BL-5C).

enebk
Beiträge: 372
Registriert: Mi 14. Aug 2013, 18:51
Wohnort: Dorsten

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von enebk » Mo 13. Jan 2020, 21:53

Ich habe dafür einen kleinen chinesischen Tiefsetzsteller (Step Down, genauen Typ kann ich nachschauen) genommen, ein Kabel mit USB-A Stecker angelötet, Schrumpfschlauch drum. Strom kommt von der nächstbesten Werbegeschenk-Powerbank, versteht jeder, kann jeder aufladen. Unterspannungsabschaltung inklusive.

Benutzeravatar
Toni
Beiträge: 1362
Registriert: Di 13. Aug 2013, 18:24

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von Toni » Mo 13. Jan 2020, 22:16

Ich habe Li-Ion Laptopzellen über Vorwiderling direkt an weiße LEDs gehängt. Unter ca. 2,5V saugen die eh‘ keinen Strom mehr.
Hat auch den Vorteil dass man sieht wann die Akkus leer werden, weil die LEDs langsam dunkler werden

Benutzeravatar
Stitch
Beiträge: 1301
Registriert: Mi 14. Aug 2013, 03:16

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von Stitch » Di 14. Jan 2020, 05:32

nimm doch nen generischen nokia akku , die schalten einfach ab und erst wieder an wennse geladen werden

findet man inzwischen zu hauf in dashcams undsoweiter

https://www.ebay.com/itm/B2G1-Free-OEM- ... OSwNRJcduZ~

radixdelta
Beiträge: 1202
Registriert: So 11. Aug 2013, 20:25
Wohnort: Nord-Ost-Westfalen

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von radixdelta » Di 14. Jan 2020, 07:46

Die Vierbeiner aus Solar-Garten-Lichtern sollten doch genau das gewünschte machen, brauchen nur eine Induktivität.
In den Datenblättern steht nicht so explizit wo die Entladeschlussspannung liegt. Eigentlich sind sie aber explizit für NiMH gemacht.

eisapc
Beiträge: 44
Registriert: Fr 26. Aug 2016, 10:26
Wohnort: Baggana

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von eisapc » Di 14. Jan 2020, 11:06

Was spricht gegen die direkte Verwendung der Werbegeschenks Powerbank, die sollte doch die Unterspannungsabschaltung integriert haben?
Meine Festival Lichterkette hat derzeit noch 3x AA, das käme doch einer 5V Powerbank schon recht nahe, notfalls spendiert man noch eine Siliziumdiode.
eisapc

becks
Beiträge: 102
Registriert: Mo 12. Aug 2013, 22:12

Re: Lichterketten auf Akkubetrieb, Unterspannungsabschaltung

Beitrag von becks » Do 23. Jan 2020, 09:18

Das mit den Powerbanks finde ich ganz gut. Leider hat jede Lichterkette natürlich ein Batteriefach in der passenden Farbe. Änderungen würden den WAF negativ beeinflussen. Eine unsichtbare Lösung ist daher besser. Ich teste mal den 431 und zusätzlich den MCP16251 an. Mal gucken was in welcher Lichterkette besser ist.

Antworten